Selection of bacterial isolates with fungal inhibition against alfalfa phytopathogens to constitute a bacterial consortium

Abstract

Alfalfa breeding programs require environmentally friendly alternatives to improve plant growth and health. Plant Growth Promoting Rhizobacteria (PGPR) and endophytic bacteria offer a biological solution as they can inhibit phytopathogenic fungi by producing antifungal compounds or enzymes. In Argentina, alfalfa is primarily affected by Colletotrichum trifolii (Ct) and Phytophthora megasperma (Pm). The objectives of this study were to select bacterial isolates with antifungal inhibition against Ct and Pm and identify a biocontroller isolate compatible with the rhizobia INTA5 has and with low-N2O emissions, to constitute an eco-friendly bacterial consortium. Ten isolates demonstrated antifungal inhibition, with mean Inhibition Percentage (IP) values between 41.74-91.28 for Ct and 56.23-77.59 for Pm compared to the control. Among these isolates, B2, B4, SC6, and MN1 showed the highest inhibition performance and were selected to evaluate their compatibility with INTA5. Only B4 exhibited compatibility, which was further evaluated against Ct in an experiment with alfalfa seedlings under controlled conditions. The alfalfa seedlings treated with B4 increased the plant survival number against Ct. The availability of a bacterial consortium that promotes biocontrol and biological nitrogen fixation represents the preferred strategy for alfalfa breeding programs.

El programa de mejoramiento de alfalfa requiere alternativas más amigables con el ambiente para incrementar la sanidad del cultivo. Las rizobacterias promotoras del crecimiento vegetal (RPCV) y endófitos de semillas constituyen una opción para inhibir hongos patógenos por la producción de compuestos antifúngicos o enzimas hidrolíticas. En Argentina, la alfalfa es afectada principalmente por Colletotrichum trifolii (Ct) y Phytophthora megasperma (Pm). Los objetivos fueron seleccionar bacterias con capacidad antifúngica contra Ct y Pm, e identificar una compatible con el rizobio INTA5 con baja emisión de N2O para constituir un consorcio bacteriano sustentable. Diez cepas mostraron capacidad antifúngica con medias de porcentaje de inhibición (PI) entre 41,74-91,28 para Ct y 56,23-77,59 relativos al control para Pm. B2, B4, SC6 y MN1 fueron seleccionadas por su mayor capacidad de biocontrol y se estudió la compatibilidad con INTA5. Sólo B4 resultó compatible, por ello fue evaluada contra Ct sobre plántulas de alfalfa en experimentos bajo condiciones controladas. Esta cepa incrementó el número de plántulas sobrevivientes cuando las mismas fueron inoculadas con Ct. La disponibilidad de un consorcio bacteriano que estimule tanto el biocontrol como la fijación biológica de nitrógeno representa la estrategia preferida por el programa de mejoramiento de alfalfa.