Abstract The main aim of this review is to examine agricultural water consumption in the Latin American and Caribbean (LAC) regions to understand how climate change will impact water availability and how the application of nuclear and stable isotope techniques can be used as tools for improving water use efficiency (WUE) for crop production. The status of agricultural water management in some LAC countries, such as Argentina, Brazil, Chile, Costa Rica, Cuba, Mexico, Panama, Paraguay, Peru and Uruguay, is also reviewed. In the LAC region, water consumption for agricultural irrigation ranged between 35% and 86% of the total available water. However, the WUE is very low in some LAC countries. Although the region, in general, has adequate water resources, there is still a need to improve WUE to increase the productivity of agricultural water. The impact of climate change in some LAC countries may lead to intensification and expansion of agricultural activity. In these areas, the WUE can be improved through soil and water conservation, minimizing soil evaporation (E), as well as through better irrigation management, especially by using an integrated approach on an area-wide basis to manage all land use activities and farming systems within an agricultural catchment. Nuclear and stable isotope techniques using Keeling Plot or IMB methods can play important roles in improving WUE in agriculture in LAC countries by providing information related to soil water losses for improving irrigation systems.

Resumen El objetivo principal de esta revisión es examinar el consumo de agua por la agricultura en las regiones de América Latina y el Caribe (LAC) para comprender cómo el cambio climático afectará la disponibilidad de agua y cómo la aplicación de técnicas nucleares y de isótopos estables se puede utilizar como herramientas para mejorar el uso del agua (WUE) para la producción de cultivos. También se revisa el estado de la gestión en la agricultura del agua en algunos países de la LAC, como Argentina, Brasil, Chile, Costa Rica, Cuba, México, Panamá, Paraguay, Perú y Uruguay. En la región de LAC, el consumo de agua para riego agrícola varió entre el 35 % y el 86 % del total de agua disponible. Sin embargo, la WUE es muy baja en algunos países de LAC. Aunque la región, en general, cuenta con recursos hídricos adecuados, aún existe la necesidad de mejorar la EUA para aumentar la productividad del agua para la agricultura. El impacto del cambio climático en algunos países de LAC puede conducir a la intensificación y expansión de la actividad agrícola. En estas áreas, la EUA se puede mejorar a través de la conservación del suelo y el agua, minimizando la evaporación del suelo (E), así como a través de una mejor gestión del riego, especialmente mediante el uso de un enfoque integrado en toda el área para gestionar todas las actividades de uso de la tierra y la agricultura dentro de una cuenca. Las técnicas nucleares y de isótopos estables que utilizan los métodos Keeling Plot o IMB pueden desempeñar un papel importante en la mejora de la WUE en la agricultura en los países de LAC al proporcionar información relacionada con las pérdidas de agua del suelo para mejorar los sistemas de riego.

Resumen El maíz (Zea mays L.) es uno de los cereales más importantes para México y la humanidad. El Valle del Yaqui -ubicado en el noroeste de México- es una de las regiones agrícolas más importantes a nivel mundial, se caracteriza por un uso indiscriminado de fertilizantes inorgánicos para mejorar el rendimiento de los cultivos, lo que genera un mayor costo ambiental y económico de la producción de maíz. En este trabajo se realizó una caracterización morfológica, metabólica y molecular de bacterias nativas asociadas a la rizósfera del maíz y se evaluaron los efectos positivos de la inoculación bacteriana en plantas de maíz bajo condiciones de invernadero. Basándose en la secuencia del gen del 16S ARNr las cepas evaluadas se afiliaron taxonómicamente como Bacillus sp. (13B41), Advenella incenata (22A67), Pantoea dispersa (22B45) y Rhizobium pusense (31B11). Todas estas cepas pudieron sintetizar indoles, producir sideróforos y solubilizar fosfatos. La inoculación individual de estas cepas en maíz mostró un incremento significativo (en comparación con plantas no inoculadas) en altura (35-40 %), peso seco de brotes (244-289 %), peso seco de raíces (99-137 %) y valores SPAD (40-47%). Las bacterias asociadas al maíz nativas del Valle del Yaqui son una alternativa prometedora para promover el crecimiento de su planta hospedante y contribuir a una producción de maíz sostenible.

Abstract Maize (Zea mays L.) is one of the most important cereals for Mexico and humanity. The Yaqui Valley -located at the northwest of Mexico- is one of the most important agricultural regions worldwide, it is characterized by an indiscriminate use of inorganic fertilizers for improving crop yields, leading to an increased environmental and economic cost of maize production. This work carried out a morphological, metabolic, and molecular characterization of native bacteria associated with maize rhizosphere, evaluating the positive effects of bacterial inoculation on plants under greenhouse conditions. The evaluated strains were taxonomically affiliated -based on the 16S rRNA gene- as Bacillus sp. (13B41), Advenella incenata (22A67), Pantoea dispersa (22B45), and Rhizobium pusense (31B11). All these strains were able to synthesize indoles, produce siderophores, and solubilize phosphates. The individual inoculation of these strains to maize plants showed a significant increment (compared to un-inoculated plants) in height (35-40 %), shoot dry weight (244-289 %), root dry weight (99-137 %), and SPAD values (40- 47 %). The native bacteria associated with maize in the Yaqui Valley are a promising alternative to promote the growth of their host plant and contribute to a sustainable maize production.

Abstract. Bipolaris sorokiniana is a pathogen of cereals such as wheat and barley, causing root rot, leaf blight, seedling blight, and spot blotch. This phytopathogen causes a considerable reduction in cereal yield of up to 85%. Thus, sustainable alternatives to the application of synthetic fungicides are determinants for the control of phytopathogens, such as the application of biological control agents. This study aims to identify the potential biocontrol mechanisms of the bacterial strain TSO2 by sequencing, annotation, and mining its genome. The draft genome of strain TSO2 was sequenced through the Illumina Miseq platform and presented 4,242,212 bp, 43.9% G+C content, 300,069 bp N50, 5 L50, 47 contigs, 96 RNAs, and 4,432 predicted coding DNA sequences. Besides, the presence of 86 CDS of agricultural importance involved in virulence, disease, defense, iron acquisition, and secondary and phosphate metabolisms was detected. On the other hand, seven putative secondary metabolite gene clusters involved in biocontrol activity were identified in the genome of strain TSO2. Bacillus sp. TSO2 contains a great number of biosynthetic gene clusters which supports its biocontrol activity against phytopathogenic fungi. Thus, this strain needs to be further studied as a potential bioactive ingredient for the biopesticide formulation due to its high potential as a biological control agent.

Resumen. Bipolaris sorokiniana es un patógeno de cereales como el trigo y la cebada, que causa pudrición de la raíz, tizón de la hoja, tizón de la plántula y mancha borrosa. Este patógeno genera una reducción considerable en el rendimiento de cereales hasta en un 85%. Así, alternativas sostenibles a la aplicación de fungicidas sintéticos son determinantes para el control de fitopatógenos, como la aplicación de agentes de control biológico. El objetivo de este estudio es identificar los potenciales mecanismos de biocontrol de la cepa bacteriana TSO2, a través de la secuenciación, anotación y la minería de su genoma. El borrador del genoma de la cepa TSO2 se secuenció a través de la plataforma Illumina Miseq y presentó 4,242,212 pb, 43.9% de contenido de G+C, 300,069 pb N50, 5 L50, 47 contigs, 96 ARN y 4,432 secuencias de ADN codificantes (CDS, por sus siglas en inglés). Además, se detectó la presencia de 86 CDS de importancia agrícola involucrados en la virulencia, enfermedad, defensa, adquisición de hierro y metabolismo secundario y de fosfato. Por otro lado, se identificaron siete grupos de genes de metabolitos secundarios putativos en el genoma de la cepa TSO2. Bacillus sp. TSO2 contiene una gran cantidad de grupos de genes biosintéticos que favorece la actividad de biocontrol contra hongos fitopatógenos. Por lo tanto, esta cepa debe estudiarse más a fondo como un potencial ingrediente bioactivo para la formulación de bioplaguicidas, debido a su alto potencial como agente de control biológico.

Abstract Numerous plant species of agricultural interest establish symbiosis with soil microorganisms, such as microorganisms that promote plant growth, which provide great benefits because they help to reduce the excessive use of fertilizers and pesticides used in agricultural production. Currently, Mexican agriculture is looking for environmentally friendly fertilization alternatives. That is why sustainable agriculture practices can only be successful when producers have all the means to implement them properly. This essay addresses issues on the considerations and challenges for the development of a sustainable agriculture in Mexico through the use of beneficial microorganisms, and it presents the current and future outlook on their use taking into account the benefit to the producer.

Resumen Numerosas especies vegetales de interés agrícola establecen simbiosis con microorganismos edáficos, tal es el caso de microorganismos promotores del crecimiento vegetal; los cuales proporcionan grandes beneficios debido a que ayudan a disminuir el uso excesivo de fertilizantes y pesticidas utilizados en la producción agrícola. Actualmente, la agricultura mexicana busca alternativas de fertilización amigables con el medio ambiente. Es por ello que las prácticas de agricultura sostenible solamente pueden ser exitosas cuando los productores tienen todos los medios para implementarlas adecuadamente. El presente ensayo aborda temas sobre las consideraciones y retos para el desarrollo de una agricultura sostenible en México, mediante el uso de microorganismos benéficos, y presenta el panorama actual y futuro sobre su uso tomando en cuenta el beneficio para el productor.

Abstract At present, studies of biological control agents of microbial origin (BCA-M) have mainly focused on their taxonomic characterization, through the use of conventional molecular markers, and the in vitro evaluation of modes of action, or under greenhouse conditions, but limitedly under field conditions. Furthermore, recent bioprospecting studies of BCA of microbial origin mainly focus on Trichoderma, Paecilomyces, Beauveria, Pseudomonas, and Bacillus. Even when the research developed in Mexico on this topic has been active during the last years, the development and innovation of greater variety of registered and currently commercialized biopesticides need to be improved. In this context, the use of cut-edge techniques in the era of omics sciences (genomics, transcriptomics, and metabolomics) focused on the correct taxonomic affiliation of BCA-M, as well as their modes of action and ecology in agro-ecosystems, will expand the bioprospecting and extensive use of these BCA in a more efficient, biosafety, and cost-effective manner. In the framework of the international celebration of plant health, this review critically analyzes the knowledge status of the aspects that limit the bioprospecting and extensive use of BCA-M, mainly in Mexico, from the application of omics sciences for the identification, selection, and study of action mechanisms of those agents until the dissemination and socialization of the generated scientific knowledge. The foregoing is intended to promote reflection on this field of knowledge and encourage the new generation BCA-M with a holistic and systemic vision for the benefit of sustainable and resilient agriculture.

Resumen Actualmente, los estudios sobre agentes de control biológico de origen microbiano (ACB-M) generalmente están enfocados en la caracterización taxonómica mediante el uso de marcadores moleculares convencionales y en evaluar la capacidad antagónica/mecanismos de acción in vitro, en invernadero y eventualmente bajo condiciones de campo. Los ACB-M se centran principalmente en cepas de Trichoderma, Paecilomyces, Beauveria, Pseudomonas y Bacillus. Aunque la investigación en México en este campo ha sido muy activa en los últimos años, el desarrollo e innovación de una mayor diversidad de bioplaguicidas registrados y comercializados puede ser potenciada. En este contexto, el uso de técnicas vanguardistas en la era de las ciencias ómicas (genómica, transcriptómica, y metabolómica) enfocadas a la correcta afiliación taxonómica de los ACB-M y en el estudio de mecanismos de acción y comportamiento agroecológico es determinante para la bioprospección y uso extensivo de estos ACB-M de manera eficaz, biosegura y costo-efectiva. En el marco de la celebración internacional de la sanidad vegetal, la presente revisión analiza críticamente el estado del conocimiento y de aquellos aspectos que limitan la bioprospección y el uso extensivo de ACB-M con énfasis en México, desde la aplicación de las ciencias ómicas para la identificación, selección y estudio de los mecanismos de acción de dichos agentes hasta la difusión y socialización del conocimiento científico generado. Se pretende promover la reflexión sobre este campo del conocimiento e incentivar la nueva generación ACB-M con una visión holística y sistémica en beneficio de una agricultura sustentable y resiliente.

Abstract The Chapala Lake is one of the most polluted lakes in Mexico, due to the in flow of effluents from several industrial plants, the lake accumulates pollutants such as chromium(VI) which is considered important for aquatic ecosystem. This study aimed was to evaluate the ability to decrease the concentration of chromium (VI) by Lysinibacillus macroides 2(1B)104A, isolated from sediments of the Chapala Lake. The strain was identified through 16S rRNA sequencing and phylogenetic analysis. Results showed that this strain grows in concentrations of 50, 100, 200 and 300 mgL-1 Cr(VI), in pH ranging 6 to 7, showing 79.508% reduction in concentration 50 mgL-1, determining that the reduction occurs extracellularly. Likewise, it was observed that Lysinibacillus macroides reduced the concentration of Cr(IV) in the broth, it was not observed that the bacteria could sequester Cr(VI) in the membrane or intracellularly. However, it reduced the concentration of Cr(VI) in the broth. Lysinibacillus macroides 2(1B)104A isolate showed having the ability that decrease the concentration of Cr(VI), which makes it a viable options for bioremediation of water polluted with this metal.

Abstract. COVID-19 has had negative impacts on human health, economic stability, food supply chains, and global food security, increasing poverty and inequality. Institutions and laboratories worldwide have focused their efforts on the study of sustainable agro-biotechnological alternatives to contribute to food security for the present and future, as well as on mitigating the negative impacts of the ongoing pandemic. This work aims to share the experiences of our team in the Laboratorio de Biotecnología del Recurso Microbiano-Colección de Microorganismos Edáficos y Endófitos Nativos (LBRM-COLMENA) Research Node during the current health contingency, as well as the strategies implemented to continue with the research projects focused on generating knowledge in different scientific disciplines.

Resumen. La enfermedad COVID-19 generó impactos negativos en la salud humana, estabilidad económica, cadena de suministro de alimentos y seguridad alimentaria global, resultando en aumento de pobreza y desigualdad. Diversas instituciones y laboratorios a nivel mundial han enfocado esfuerzos en el estudio de alternativas agro-biotecnológicas sostenibles para contribuir a la seguridad alimentaria actual y futura, y en mitigar los impactos negativos de la presente pandemia. El objetivo de este trabajo es compartir las experiencias de nuestro equipo de trabajo en el Nodo de Investigación Laboratorio de Biotecnología del Recurso Microbiano-Colección de Microorganismos Edáficos y Endófitos Nativos (LBRM-COLMENA), durante la actual contingencia sanitaria, así como las estrategias implementadas para continuar con los proyectos de investigación enfocados en la generación del conocimiento en diferentes disciplinas científicas.

Abstract. COVID-19 has had an impact on the regional and worldwide agricultural value chain, jeopardizing food security. It is time to reassess the approach of the agri-food sector and to consider that the food supply and plant health, as agro-systemic services, must depend on strategies with a low impact on productive and environmental assets. One strategy is the use and optimization of microbial genetic resources (MGR) related to agro-ecosystems as a source of balance, functionality, productivity, inhibition of the impact of pests and pathogens, and contribution to the profitability of agri-food activity. It is necessary to strengthen and develop regional agricultural systems that are dynamic, that mitigate damages to the environment and produce nutritional and nutraceutical foods that ensure human health. Agricultural sciences are undergoing changes in scientific paradigms that will benefit the agri-food sector if we are able to learn from the impacts of an extensive technological agriculture. Approaching agriculture from an agro-systemic point of view in which the crop-community is the functional biological unit of study and to preserve the MGR diversity are the greatest challenges to create sustainable and resilient strategies and technologies that contribute towards human health and help prevent risks during health crises such as the ongoing COVID-19 pandemic.

Resumen. La enfermedad COVID-19 ha impactado en la cadena de valor agrícola regional y mundial comprometiendo la seguridad alimentaria. Es momento de replantear el enfoque del sector agroalimentario y considerar que el abastecimiento de alimentos y la sanidad vegetal, como servicios agroecosistémicos, deben depender de estrategias de bajo impacto en los activos productivos y ambientales. Una estrategia es el empleo y optimización de recursos genéticos microbianos (RGM) asociados a los agroecosistemas como fuente de equilibrio, funcionalidad, productividad, inhibición del impacto de plagas y patógenos, y contribución a la rentabilidad de la actividad agroalimentaria. Es necesario potenciar y desarrollar sistemas agrícolas regionales que sean dinámicos, mitiguen daños ambientales y produzcan alimentos con características nutricionales y nutracéuticas que aseguren la salud humana. Las ciencias agrícolas están experimentando cambios de paradigmas científicos que beneficiarán el sector agroalimentario si somos capaces de aprender de los impactos de una agricultura tecnológica extensiva. Abordar la agricultura desde una visión agroecosistémica, donde el cultivo-comunidad sea la unidad biológica funcional de estudio, y conservar la diversidad RGM, constituyen los grandes retos para generar estrategias y tecnologías sustentables y resilientes que contribuyan a la salud humana y coadyuven a la prevención de riesgos ante crisis sanitarias como la actual pandemia COVID-19.

Abstract Since the Postclassic, Mexica farmers unknowingly took advantage of the great microbial diversity present in the lake bed that they used as a substrate in their agricultural production schemes. Over the years, Mexican agriculture successfully evolved to intensify the countryside and managed to significantly increase agricultural productivity. However, the increased use of synthetic fertilizers as a solution to soil fertility problems led to high economic, environmental and social costs. This essay shows a critical reflection on the current situation in the use of biofertilizers in the Mexican countryside and future considerations to guarantee their successful use, and thus contribute to national food security in a sustainable way.

Resumen Desde el Posclásico, sin saberlo, los agricultores mexicas aprovechaban la gran diversidad microbiana presente en el lecho de los lagos que utilizaban como sustrato en sus esquemas de producción agrícola. A través de los años, la agricultura mexicana evolucionó de forma exitosa a la intensificación del campo y logró incrementar significativamente la productividad agrícola. Sin embargo, la utilización incrementada de fertilizantes sintéticos como solución a los problemas de fertilidad del suelo condujo a elevados costos económicos, ambientales y sociales. El presente ensayo muestra una reflexión crítica sobre la situación actual en el uso de los biofertilizantes en el campo mexicano y consideraciones futuras para garantizar su uso exitoso, y así contribuir a la seguridad alimentaria nacional de forma sostenible.

Abstract The genus Bacillus has a wide metabolic diversity associated with its prevalence in various ecosystems. At present, one of the most studied characteristics of this bacterial genus is its ability to reduce the incidence of diseases in agricultural crops, due to the direct or indirect repression of the growth of the causative agents of said diseases. Among the most studied mechanisms in the biological control of strains of the genus Bacillus against phyto-pathogenic agents, lipopeptides, such as surfactins, iturins and phengicins, which are low molecular weight compounds with amphiphilic characteristics that provide protection to plants both in preconditions as post-harvest. Lipopeptides can directly antagonize phytopathogenic agents and induce systemic resistance strategies in associated plants. However, the wide use of lipopeptides in the agricultural, pharmaceutical, or food sector depends on the development of efficient and economical analytical processes for the extraction, identification, and quantification of said bioactive compounds. This test presents an analysis of various analytical procedures used for the extraction, and qualitative and quantitative identification of these metabolites.

Resumen El género Bacillus presenta una amplia diversidad metabólica asociada a su prevalencia en diversos ecosistemas. En la actualidad, una de las características más estudiadas de este género bacteriano es su capacidad para disminuir la incidencia de enfermedades en cultivos agrícolas, debido a la represión directa o indirecta del crecimiento de los agentes causales dichas enfermedades. Entre los mecanismos más estudiados en el control biológico de cepas del género Bacillus contra agentes fito-patógenos destacan los lipopéptidos, tales como surfactinas, iturinas y fengicinas, los cuales son compuestos de bajo peso molecular con características anfifílicas que proporcionan protección a las plantas tanto en condiciones previas como posteriores a la cosecha. Los lipopéptidos pueden antagonizar directamente a los agentes fito-patógenos y inducir estrategias de resistencia sistémica en las plantas asociadas. Sin embargo, el amplio uso de lipopéptidos en el sector agrícola, farmacéutico, o alimentario depende del desarrollo de procesos analíticos eficientes y económicos para la extracción, identificación, y cuantificación de dichos compuestos bioactivos. Este ensayo presenta un análisis sobre diversos procedimientos analíticos empleados para la extracción, e identificación cualitativa y cuantitativa de estos metabolitos.

Abstract Plant growth promoting bacteria (BPCV) represent an alternative for reducing the use of chemical fertilizers and improving their use by agricultural crops. The study determined the ability of a bacterial consortium native to the genus Bacillus to promote the growth of wheat seedlings (Triticum turgidum subsp. durum) under controlled conditions, 30 days after inoculation. The consortium was integrated by strains TRQ8, TE3T, TRQ65 and TSO9. The molecular identification (based on the 16S RNAr gene) of these strains revealed their taxonomic affiliation to Bacillus megaterium TRQ8, B. cabrialesii TE3T, B. paralicheniformis TRQ65 and B. subtilis TSO9. These strains showed the ability to synthesize siderophores, indoles, and phosphate solubilization, as well as tolerance to thermal stress (43.5 °C), water (10% PEG) and saline (5% NaCl). The inoculation (4x107 CFU) of said bacterial consortium to wheat seedlings showed a significant increase (compared to non-inoculated seedlings) in the length of the aerial part (28%), root length (25%), total length (28 %), stem diameter (46%), circumference (50%), dry weight of the aerial part (72%) and the biovolume index (57%). The foregoing evidences the capacity to promote plant growth of said bacterial consortium; therefore, the development of future trials under field conditions is crucial to know the feasibility of the design of a biofertilizer containing the study strains for use in current and future agriculture.

Resumen Las bacterias promotoras del crecimiento vegetal (BPCV) representan una alternativa para la disminución del uso de fertilizantes químicos y la mejora del aprovechamiento de estos por los cultivos agrícolas. En el estudio se determinó la capacidad de un consorcio bacteriano nativo del género Bacillus para promover el crecimiento de plántulas de trigo (Triticum turgidum subsp. durum) bajo condiciones controladas, a los 30 días después de su inoculación. El consorcio se integró por las cepas TRQ8, TE3T, TRQ65 y TSO9. La identificación molecular (basada en el gen 16S RNAr) de dichas cepas reveló su afiliación taxonómica a Bacillus megaterium TRQ8, B. cabrialesii TE3T, B. paralicheniformis TRQ65 y B. subtilis TSO9. Dichas cepas mostraron la capacidad de sintetizar sideróforos, indoles, y solubilización de fosfatos, así como tolerancia a estrés térmico (43.5 °C), hídrico (PEG 10%) y salino (NaCl 5%). La inoculación (4x107 UFC) de dicho consorcio bacteriano a plántulas de trigo mostró un incremento significativo (comparado con las plántulas no inoculadas) en la longitud de la parte aérea (28%), longitud de raíz (25%), longitud total (28%), diámetro de tallo (46%), circunferencia (50%), peso seco de la parte aérea (72%) y el índice de biovolumen (57%). Lo anterior, evidencia la capacidad promotora del crecimiento vegetal de dicho consorcio bacteriano; por lo cual, el desarrollo de futuros ensayos bajo condiciones de campo es determinante para conocer la factibilidad del diseño de un biofertilizante que contenga las cepas estudio para su uso en la agricultura actual y futura.

Abstract Introduction: The rising demand for food worldwide required the development of sustainable production alternatives. Plant growth-promoting rhizobacteria (PGPR) is a group of rhizospheric bacteria with the ability to promote good plant health and growth, as well as to restore soil fertility. The objective of this study was to evaluate the growth promotion of wheat (Triticum turgidum L. subsp. durum) plants, by co-inoculation of native Bacillus strains isolated from the Yaqui Valley, Mexico, for their potential use as a microbial inoculant. Methods: Three bacterial strains obtained from the Collection of Edaphic Microorganisms and Native Endophytes (COLMENA), isolated from wheat commercial fields in the Yaqui Valley, were studied. First, the molecular identification of strains was performed by sequencing the 16S rRNA gene, by using the Sanger platform. In addition, bacterial strains were metabolically characterized by functional activities associated with the promotion of plant growth (production of indoles, solubilization of insoluble phosphorus, and production of siderophores). Finally, the impact of the inoculation of these individual strains, and in consortia was determined in durum wheat (Triticum turgidum L subsp. durum), simulating the edaphoclimatic conditions of the Yaqui Valley. The morphometric variables measured were aerial and root length, aerial and root dry weight, and biovolume index. Results: The strains TRQ8, TRQ65, and TE3T were taxonomically affiliated with B. megaterium, B. paralicheniformis, and B. cabrialesii, respectively. This classification was supported by its macro-microscopic characteristics such as its bacillary form and Gram-positive staining, which are characteristic of this bacterial genus. Those strains had the ability to produce indoles, strain B. paralicheniformis TRQ65 had the highest production with 39.29 µg/mL. All studied strains showed the ability to solubilize insoluble phosphorus, solubilization index ranged from 1.37 to 1.43. Finally, only B. megaterium TRQ8 showed a siderophore production index of 8.17. Inoculation of the B. megaterium TRQ8 + B. paralicheniformis TRQ65 consortium showed the greatest increases in the 5 variables measured, significant difference (p <0.05) vs. the un-inoculated treatment, aerial and radical length showed an increase of 6 and 10%, respectively, while aerial dry biomass increased 60%, and root dry weight increase 82%. This consortium showed an 18% higher biovolume index than the un-inoculated treatment. Discussion or Conclusion: The strains studied showed growth promotion traits in vitro and in vivo. However, co-inoculation of these strains increased their ability to promote growth in wheat plants. Therefore, the mechanisms associated with this effect, as well as their ecological functions and interaction with the biotic and abiotic factors of agro-systems must be further studied for extensive use as a microbial inoculant.

Resumen Introducción: Las rizobacterias promotoras del crecimiento vegetal (RPCV) son un grupo de bacterias rizosféricas con la habilidad de promover el crecimiento y la salud de las plantas, y restaurar la fertilidad del suelo. El presente estudio tuvo como objetivo evaluar la promoción del crecimiento en el cultivo de trigo (Triticum turgidum L. subsp. durum) por la co-inoculación de cepas nativas del género Bacillus aisladas del Valle del Yaqui, México, para su potencial uso como inoculante microbiano. Método: Tres cepas bacterias obtenidas de la Colección de Microorganismos Edáficos y Endófitos Nativos (COLMENA), aisladas del cultivo de trigo en el Valle del Yaqui, fueron estudiadas. Primeramente, se realizó la identificación molecular de las cepas mediante la secuenciación del gen 16S RNAr, mediante la plataforma Sanger. Además, las cepas bacterianas fueron caracterizadas metabólicamente mediante actividades funcionales asociadas a la promoción del crecimiento vegetal (producción de indoles, solubilización de fósforo insoluble, y producción de sideróforos). Finalmente, el impacto de la inoculación de estas cepas individualmente, y en consorcios fue determinado utilizando el cultivo de trigo (Triticum turgidum L subsp. durum) como planta modelo, simulando las condiciones edafo-climáticas del Valle del Yaqui. Las variables morfométricas medidas fueron la longitud aérea y de raíz, peso seco aéreo y de raíz, e índice de biovolumen. Resultados: Las cepas TRQ8, TRQ65 y TE3T fueron afiliadas taxonómicamente a Bacillus megaterium, Bacillus paralicheniformis y Bacillus cabrialesii, respectivamente; dicha clasificación fue soportada por sus características macro-microscópica como: su forma bacilar y tinción Gram positiva, que son características propias de este género bacteriano. Las cepas en estudio tuvieron la capacidad de producir indoles, siendo B. paralicheniformis TRQ65 quien presentó mayor producción con 39.29 µg/mL. Mientras que en la prueba de solubilización de fósforo insoluble las 3 cepas mostraron la capacidad en un rango de índice de solubilización de 1.37 a 1.43; finalmente, solamente la cepa B. megaterium TRQ8 mostró un índice de producción de sideróforos de 8.17. La inoculación del consorcio B. megaterium TRQ8 + B. paralicheniformis TRQ65 mostró los mayores incrementos en las 5 variables medidas en la planta, diferencia significativa (p<0.05) vs. el tratamiento no inoculado, la longitud aérea y radical mostró un incremento de 6 y 10% respectivamente, mientras que la biomasa seca aérea aumentó 60% y la biomasa seca radicular se incrementó en 82%. El índice de biovolumen se incrementó en 18% por la inoculación de dicho consorcio bacteriano. Discusión o Conclusión: Las cepas estudiadas presentan características de promoción de crecimiento in vitro e in vivo. Sin embargo, la co-inoculación de B. megaterium TRQ8 y B. paralicheniformis TRQ65 incrementó su capacidad de promoción del crecimiento en plantas de trigo. Por lo cual, los mecanismos asociados a dicho efecto, así como sus funciones ecológicas e interacción con los factores bióticos y abióticos de los agro-sistemas deben ser estudiadas para su validación en diferentes agroecosistemas, antes de su utilización extensiva como un inoculante microbiano.

Abstract Death of orange trees (Citrus sinensis L. Osberck) var. “Valencia” was observed in the Yaqui Valley, Mexico, in August 2017. In order to identify the causal agent, leaves, branches, and roots from symptomatic trees were collected. Seven fungal isolates were obtained from brown roots, encoded FS1 to FS7. Macro and microscopic characteristics typical of the genus Fusarium were observed in all obtained single-spored isolates, such as: abundant white cottony mycelium and a purple or yellow undersurface on PDA, curved macroconidia widest in the middle of their length, and oval, reniform, elongated oval to obovoid with a truncate base, and septated microconidia. The sequencing of the Internal Transcribed Spacer (ITS) region showed high coverage and similarity (>99%) to sequences of the Fusarium solani species complex (FSSC). The inoculation of 1-year-old orange trees with each obtained Fusarium isolate caused browning of the root vascular system and death of these trees, confirming that those isolates were the causal agents of Fusarium wilt observed in orange tress in commercial fields in the Yaqui Valley. This is the first report of Fusarium wilt on citrus in that region.

Resumen Muerte de naranjos (Citrus sinensis L. Osberck) var. “Valencia” fue observada en el Valle del Yaqui, México, en agosto de 2017. Para identificar el agente causal, se recolectaron hojas, ramas y raíces de árboles sintomáticos. Siete aislados fúngicos fueron obtenidos de raíces presentando oscurecimiento del sistema vascular, llamados FS1 a FS7. Las características macro y microscópicas típicas del género Fusarium fueron observadas en todos los aislados mono-espóricos obtenidos, tales como: abundante micelio algodonoso de color blanco y un anverso de color púrpura o amarillo en PDA, macroconidias curvas más ancha en la parte central de su longitud, y ovaladas, reniformes, alargadas, de ovaladas a obovoides con una base truncada, y microconidias septadas. La secuenciación de la región de Espaciadores Internos Transcritos (ITS) mostró una alta cobertura y similitud (> 99%) con secuencias del Complejo de Especies de Fusarium solani (CEFS). La inoculación de naranjos de 1 año de edad con cada uno de los aislados de Fusarium obtenidos provocó el oscurecimiento del sistema vascular de la raíz y la muerte de estos árboles, lo que confirma que estos aislado fueron los agentes causales del marchitamiento por Fusarium observados en árboles de naranja en campos comerciales del Valle del Yaqui. Este es el primer reporte de marchitamiento por Fusarium en cítricos en dicha región.

Abstract. In 2017, there were several outbreaks of diseases caused by phytopathogenic fungi in blackberry of the “Tupi” variety (Rubus subgenus Eubatus) crops in Los Reyes-Periban region, Michoacán. Fungal isolates were obtained from symptomatic plants. In this work, the pathogen AB1 was morphological and molecularly characterized. Through BLAST homology searches of the 18S rRNA marker and the rDNA internal transcribed spacer region (ITS), the fungi AB1 had a high identity with fungus of Lasiodiplodia genus (Lasiodiplodia theobromae and Lasiodiplodia parva), additionally, infection of Lasiodiplodia sp. AB1 in blackberry plants was corroborated in vitro. This is the first report of the isolation of the phytopathogenic fungus Lasiodiplodia sp. in blackberry crops.

Resumen. En el año 2017 se presentaron diversos brotes de enfermedades causadas por hongos fitopatógenos en cultivos de zarzamora variedad “Tupi” (Rubus subgénero Eubatus) de la región de Los Reyes-Peribán, Michoacán. De las plantas afectadas se realizaron varios cultivos para el aislamiento y caracterización de hongos fitopatógenos. En este trabajo, se caracterizó morfológica y molecularmente la cepa fúngica AB1, mediante la amplificación y secuenciación del gen ribosomal 18S y la región intergénica (ITS). Los análisis BLAST mostraron que el aislado fúngico AB1 tuvo una alta identidad con hongos del género Lasiodiplodia (Lasiodiplodia theobromae y Lasiodiplodia parva), adicionalmente se corroboró in vitro la infección de Lasiodiplodia sp. AB1 en plántulas de zarzamora. Este es el primer reporte de la presencia de Lasiodiplodia sp. en cultivos de zarzamora de la variedad ¨Tupi¨.

Abstract As an alternative to the excessive use of synthetic fertilizers, farmers use microorganisms that promote growth in plants, to increase roots growth, strengthen natural mechanisms that react to diseases and insects and increase production. The objective of this study was to evaluate the potential of agricultural plaster combined with Bacillus cereus, B. subtilis, Pseudomonas fluorescens and Trichoderma harzianum as plant growth promoter. Its soil application will allow selecting the most productive combination, with higher quality and crop yield. The design was completely random, with three treatments applied to potatoes cultivation (Solanum tuberosum L.) in shaded house conditions and drip irrigation. The treatments were: control (T1), T. harzianum combined with 40 kg ha-1 calcium (T2), B. cereus, B. subtilis, P. fluorescens and T. harzianum combined with 40 kg ha-1 calcium (T3); the source of calcium in T2 and T3 was agricultural gypsum. The evaluated variables were plant height, chlorophyll content, numbers and nutritional composition of leaves, weight and volumetric weight of the tuber. The viability of the microorganisms in the rhizosphere was determined with selective agars for each type of microorganism. There were no statistical differences regard on chlorophyll between treatments; the control significantly exceeded in height compared to the plants from T2 to T4; the number of tubers (51.5 %) and yield (49.4 %) from T3 was significantly higher than T1. At the biocontrol in the tuber for Streptomyces T3 was better (9 %) than T1 (32.14 %). T3 had a higher yield and better standard quality.

Resumen Como alternativa al uso excesivo de fertilizantes sintéticos, los agricultores adoptan el uso de microorganismos promotores de crecimiento en plantas, para potenciar el crecimiento de raíces, fortalecer mecanismos naturales de reacción a enfermedades e insectos y aumentar la producción. El objetivo de este estudio fue evaluar el potencial del yeso agrícola en combinación con Bacillus cereus, B. subtilis, Pseudomonas fluorescens y Trichoderma harzianum como promotor de crecimiento vegetal. Su aplicación al suelo permitirá seleccionar la combinación más productiva, con calidad y rendimiento mayores del cultivo. El diseño fue totalmente al azar, con tres tratamientos aplicados al cultivo de papa (Solanum tuberosum L.) en condiciones de casa sombra y riego por goteo. Los tratamientos fueron: testigo (T1), Trichoderma harzianum combinado con 40 kg ha-1 calcio (T2), B. cereus, B. subtilis, Pseudomonas fluorescens y Trichoderma harzianum combinados con 40 kg ha-1 calcio (T3); la fuente de calcio en T2 y T3 fue yeso agrícola. Las variables evaluadas fueron altura de planta, contenido de clorofila, composición nutrimental de hoja y número, peso y peso volumétrico del tubérculo. La viabilidad de los microorganismos en la rizósfera se determinó con agar selectivo para cada tipo de microorganismo. En el clorofila no hubo diferencias estadísticas entre los tratamientos; el testigo superó significativamente en altura a las plantas de T2 a T4; el número de tubérculos (51.5 %) y rendimiento (49.4 %) de T3 fue significativamente mayor que T1. En el biocontrol en tubérculo contra Streptomyces T3 fue mejor (9%) que T1 (32.14 %). T3 tuvo rendimiento mayor y calidad estándar mejor.