Evaluation of polymers for the liquid rhizobial formulation and their influence in the Rhizobium-Cowpea interaction

Abstract

Para el desarrollo de propuestas en formulaciones bacterianas aplicadas al sector agropecuario, se hace necesario el estudio de parámetros fisicoquímicos y biológicos de materiales poliméricos. En este estudio, evaluamos el efecto de ocho polímeros sobre la viabilidad celular de Rhiyobium sp. G58 durante 2 meses. Obtenidos estos resultados, se seleccionaron los 3 polímeros que tuvieron la mejor respuesta en la supervivencia de la bacteria. Se realizó un ensayo bajo invernadero del efecto de los polímeros sobre la actividad simbiótica de Rhiyobium-Cowpea y de los parámetros agronómicos, el cual fue realizado por un análisis multivariado de componentes principales. Se estableció un efecto positivo mediante el test de Tuckey's (p < 0.05) en Rhiyobium sp. G58 utilizando alginato de sodio (0.5-1%) e hidroxipropilmetilcelulosa-HPMC (0.125-0.5%). Mientras que, se obtuvo un descenso significativo en la viabilidad celular con polietilenglicol-PEG, carbomero-Carbopol 940, y alcohol polivinílico-PVA. El análisis multivariado indicó que la aplicación de los polímeros (alginato de sodio e hidroxipropilmetilcelulosa) a una concentración de 0.5%, no afectaron negativamente la actividad de fijación simbiótica de nitrógeno, ni el proceso de nodulación. En conclusión, nuestros resultados sugieren la efectividad de estos polímeros con Rhiyobium sp. y podrían ser empleados como soportes para formulaciones bacterianas sin afectar procesos fisiológicos.

To develop proposals in bacterial formulations applicable to the agricultural sector, a study of physicochemical and biological parameters of the polymeric materials is essential. Here, we evaluated the effects of eight polymers on the cellular viability of Rhiyobium sp. G58 during a 2-month period. From these results, we selected the three polymers that yielded the best results in respect to the survival of the bacteria. An assay of the effect of the polymers on the symbiotic activity of Rhiyobium-Cowpea and the agronomic parameters was conducted under greenhouse conditions, based on the principal component analysis. A positive effect was found in Rhiyobium sp. G58 using the Tukey's Test (p<0.05) with sodium alginate (0.5-1%) and hydroxypropyl methylcellulose-HPMC (0.125-0.5%), while a significant decrease was established in cellular viability using polyethylene glycol-PEG, carbomer-Carbopol 940, and polyvinyl alcohol-PVA. The multivariate analysis indicated that the application of the polymers (sodium alginate and hydroxypropyl methylcellulose) in 0.5% concentration did not have negative effects on the symbiotic fixation of nitrogen or the process of nodulation. In conclusion, our results suggest the effectiveness of these polymers and the possibility of using them as carriers of bacterial formulation without affecting physiological processes.

Para o desenvolvimento de propostas em formulações bacterianas aplicadas ao setor agropecuário, faz-se necessário o estudo de parâmetros fisicoquímicos e biológicos de materiais poliméricos. Neste estudo, avaliamos o efeito de oito polímeros sobre a viabilidade celular de Rhiyobium sp. G58 durante 2 meses. Selecionaram-se os 3 polímeros que tiveram a melhor resposta na sobrevivência da bactéria. Estabeleceu-se um efeito positivo mediante o teste de Tuckey's (p < 0.05) em Rhiyobium sp. G58 usando alginato de sodio (0.5-1%) e hidroxipropilmetilcelulosa-HPMC (0.125-0.5%). Enquanto, obteve-se um descenso significativo na viabilidade celular com polietilenglicol-PEG, carbómero-Carbopol 940, e álcool polivinílico-PVA. A análise multivariado indicou que a aplicação dos polímeros (alginato de sodio e hidroxipropilmetilcelulose) a uma concentração de 0.5%, não afetaram negativamente a atividade de fixação simbiótica de nitrogénio, nem o processo de nodulación. Em conclusão, os resultados sugerem a efetividade destes polímeros com Rhiyobium sp. e poderiam ser empregues como suporte para formulações bacterianas sem afetar processos fisiológicos.