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Campos-López A, Uribe-López JA, Cázares-Ordoñez V, Garibay-Orijel R, Valdez-Cruz NA, Trujillo-Roldán MA. Quercetin and 1-methyl-2-oxindole mimic root signaling that promotes spore germination and mycelial growth of Gigaspora margarita. Mycorrhiza 2022; 32:177-191. [PMID: 35194685 DOI: 10.1007/s00572-022-01074-5] [Citation(s) in RCA: 1] [Impact Index Per Article: 0.5] [Reference Citation Analysis] [What about the content of this article? (0)] [Affiliation(s)] [Abstract] [Key Words] [MESH Headings] [Track Full Text] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 10/27/2021] [Accepted: 02/10/2022] [Indexed: 05/20/2023]
Abstract
Arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) are obligate biotrophs, and the difficulty of growing them in asymbiotic or monoxenic (AMF + root) conditions limits research and their large-scale production as biofertilizer. We hypothesized that a combination of flavanols and strigolactones can mimic complex root signaling during the presymbiotic stages of AMF. We evaluated the germination, mycelial growth, branching, and auxiliary cell clusters formation by Gigaspora margarita during the presymbiotic stage in the presence (or absence) of transformed Cichorium intybus roots in basal culture medium enriched with glucose, a flavonol (quercetin or biochanin A) and a strigolactone analogue (1-Methyl-2-oxindole or indole propionic acid). With quercetin (5 µM), methyl oxindole (2.5 nM), and glucose (8.2 g/L) in the absence of roots, the presymbiotic mycelium of G. margarita grew without cytoplasmic retraction and produced auxiliary cells over 71 days similar to presymbiotic mycelium in the presence of roots but without glucose, strigolactones, and flavonols. Our results indicate that glucose and a specific combination of certain concentrations of a flavonol and a strigolactone might be used in asymbiotic or monoxenic liquid or semisolid cultures to stimulate AMF inoculant bioprocesses.
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Affiliation(s)
- Alberto Campos-López
- Programa de Investigación de Producción de Biomoléculas, Departamento de Biología Molecular and Biotecnología, Unidad de Bioprocesos, Instituto de Investigaciones Biomédicas, Universidad Nacional Autónoma de México. AP. 70228, México D.F., CP. 04510. Av. Universidad 3000, Cd. Universitaria, Coyoacán, 04510, Ciudad de México, México
| | - Jaime A Uribe-López
- Programa de Investigación de Producción de Biomoléculas, Departamento de Biología Molecular and Biotecnología, Unidad de Bioprocesos, Instituto de Investigaciones Biomédicas, Universidad Nacional Autónoma de México. AP. 70228, México D.F., CP. 04510. Av. Universidad 3000, Cd. Universitaria, Coyoacán, 04510, Ciudad de México, México
- Corporación Colombiana de Investigación Agropecuaria, AGROSAVIA. Km 14 Vía Mosquera - Bogotá, 250047, Bogotá, Colombia
| | - Verna Cázares-Ordoñez
- Programa de Investigación de Producción de Biomoléculas, Departamento de Biología Molecular and Biotecnología, Unidad de Bioprocesos, Instituto de Investigaciones Biomédicas, Universidad Nacional Autónoma de México. AP. 70228, México D.F., CP. 04510. Av. Universidad 3000, Cd. Universitaria, Coyoacán, 04510, Ciudad de México, México
| | - Roberto Garibay-Orijel
- Instituto de Biología, Universidad Nacional Autónoma de México. Av. Universidad, 3000, Cd. Universitaria, Coyoacán, 04510, Ciudad de México, México
| | - Norma A Valdez-Cruz
- Programa de Investigación de Producción de Biomoléculas, Departamento de Biología Molecular and Biotecnología, Unidad de Bioprocesos, Instituto de Investigaciones Biomédicas, Universidad Nacional Autónoma de México. AP. 70228, México D.F., CP. 04510. Av. Universidad 3000, Cd. Universitaria, Coyoacán, 04510, Ciudad de México, México
| | - Mauricio A Trujillo-Roldán
- Programa de Investigación de Producción de Biomoléculas, Departamento de Biología Molecular and Biotecnología, Unidad de Bioprocesos, Instituto de Investigaciones Biomédicas, Universidad Nacional Autónoma de México. AP. 70228, México D.F., CP. 04510. Av. Universidad 3000, Cd. Universitaria, Coyoacán, 04510, Ciudad de México, México.
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