Potential use of rhizobacteria from the Bacillus genus to stimulate the plant growth of micropropagated bananas

Dpto. Protección Vegetal, Instituto Canario de Investigaciones Agrarias, 38200 La Laguna, Tenerife, Spain

Corresponding author: mcjaizme@icia.es

Received: 17 July 2003
Accepted: 1 December 2003

Abstract

Introduction. Soil microbiota communities have demonstrated their crucial role in maintaining the soil ecological balance and therefore the sustainability of either natural ecosystems or agroecosystems. Rhizospheric microbe-plant interactions have a great influence on plant health and soil quality since these root-associated microorganisms are able to help the host plant to deal with drought, nutritional and soil-borne pathogen stress conditions. Plant growth-promoting rhizobacteria (PGPR) can be considered among rhizosphere-beneficial microorganisms. In a micropropagated plant system, bacterial inoculation at the beginning of the acclimatisation phase must also be observed from the perspective of the establishment of the soil microbiota rhizosphere. The objective of this work was to evaluate the effect of a rhizobacteria consortium of Bacillus spp. on the first developmental stages of two micropropagated bananas. Materials and methods. Two varieties of banana plant cultivars (‘Grande Naine’ and a banana-derived tetraploid hybrid ‘ITC 1297’) were inoculated or not with a suspension of Bacillus spp. at the beginning of the weaning phase. Six plants were considered per treatment and cultured under greenhouse conditions in a randomised design. For both cultivars, plants were harvested (135 and 185) days after bacterial inoculation and analysed for growth parameters and nutrient contents. Results. Concerning plant development, bacterial application induced a positive effect on both cultivars although this effect showed some time differences depending on the banana cultivar. Foliar mineral contents were significantly increased only in ‘Grande Naine’ plants at 135 days. Our results demonstrated for the first time that the Bacillus spp. consortium tested was able to improve banana development (both cultivars) and foliar mineral contents in one of them. Conclusion. Therefore, this bacterial consortium can be described as PGPR for banana under these experimental conditions. This biotechnology, adaptable to the hardening phase, thus represents a prospective way to increase plant health and survival rates in commercial nurseries.

Résumé

Introduction. Le rôle primordial de certains micro-organismes du sol pour maintenir l'équilibre écologique de sol et la durabilité des écosystèmes naturels ou des agroécosystèmes a déjà été démontré. Les interactions micro-organisme-plante dans la rhizosphère ont une grande influence sur l’état sanitaire des plants et sur la qualité du sol puisque ces micro-organismes associés aux racines peuvent aider la plante hôte à lutter contre les stress dus à la sécheresse, aux problèmes nutritionnels ou aux pathogènes du sol. Les rhizobactéries stimulant la croissance des plantes (PGPR) peuvent être considérées comme des micro-organismes utiles de la rhizosphère. Dans un processus de multiplication des plantes par micropropagation, l’inoculation bactérienne en début de phase d'acclimatation peut contribuer à établir une rhizosphère. Pour cela, l'objectif de notre travail a été d'évaluer l'effet d'un consortium de rhizobactéries constitué de Bacillus spp. sur les premières étapes de développement de deux cultivars de banane micropropagés. Matériel et méthodes. Deux cultivars de bananiers (‘Grande Naine’ et un hybride tétraploïde dérivé de la banane ‘ITC 1297’) en début de phase de sevrage ont été inoculés ou non avec une suspension de Bacillus spp. Chaque traitement a été appliqué à six plants cultivés en serre et placés dans un dispositif randomisé. Les plants ont été déracinés à (135 ou 185) jours après inoculation par les bactéries, et analysés par rapport à certains paramètres de croissance et à leurs teneurs en éléments minéraux. Résultats. L’inoculation bactérienne a induit un effet positif sur le développement des plants des deux cultivars bien que cet effet ait été un peu décalé dans le temps selon le cultivar de bananier. En revanche, les teneurs en éléments minéraux dans les feuilles n’ont été sensiblement augmentées que pour les plants de ‘Grande Naine’ 135 jours après leur inoculation. Nos résultats ont démontré pour la première fois que le consortium de Bacillus spp. testé pouvait améliorer le développement des deux cultivars de banane utilisés et les teneurs en éléments minéraux des feuilles de l’un d'eux. Conclusion. Le consortium de bactéries utilisé peut donc être décrit comme un ensemble de rhizobactéries stimulant la croissance des bananiers dans les conditions expérimentales utilisées. Cette technique de biotechnologie appliquée à la phase d’endurcissement des plants micropropagés est dès lors une méthode prometteuse pour améliorer l’état sanitaire et la survie des plants en pépinières commerciales.