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Título: Diversidade fenotípica, genética e simbiótica de bactérias isoladas de nódulos de diferentes leguminosas florestais em viveiro
Título Alternativo: Phenotypic, genetic and symbiotic diversity of bacteria isolated from nodules of different leguminous trees growing in a seedling tree nursery
Autor(es): Costa, Juliana dos Santos
Orientador: Moreira, Fátima Maria de Souza
Coorientador(es): Guimarães, Amanda Azarias
Membro da banca: Carvalho, Warley Augusto Caldas
Carvalho, Fernanda de
Área de concentração: Microbiologia Agrícola
Assunto: Nitrogênio - Fixação
Sequenciamento parcial do gene 16S rRNA
Macroptilium atropurpureum
Recuperação de área degradada
Caracterização cultural
Biological nitrogen fixation
Cultural characterization
16SrRNA sequencing
Macroptilium atropurpureum
Restoration of degraded areas
Data de Defesa: 25-Jul-2014
Data de publicação: 2014
Agência de Fomento: Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
Referência: COSTA, J. dos S. Diversidade fenotípica, genética e simbiótica de bactérias isoladas de nódulos de diferentes leguminosas florestais em viveiro. 2014. 86 p. Dissertação (Mestrado em Microbiologia Agrícola) – Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2014.
Resumo: As atividades de mineração e processamento de minérios são de grande importância socioeconômica, entretanto, podem alterar o meio ambiente. O estudo da diversidade e a aplicação biotecnológica de bactérias fixadoras de nitrogênio que possam atuar na promoção de crescimento de plantas é uma alternativa para mitigar os impactos da mineração. Desta forma, este trabalho foi realizado com o objetivo de avaliar a diversidade genotípica, fenotípica e simbiótica de bactérias nodulíferas que estabelecem simbioses radiculares com mudas de leguminosas produzidas em viveiro em área de mineração. Para isto, a coleta dos nódulos foi realizada no viveiro pertencente à Mina de Córrego do Meio, Propriedade da VALE, no município de Sabará, MG. No viveiro havia 20 espécies de leguminosas e foram encontrados nódulos em 11, os nódulos foram macerados em placas contendo meio de cultura 79 e todos os morfotipos obtidos foram isolados e caracterizados culturalmente. Posteriormente, realizou-se experimento para autenticar e avaliar a eficiência desses isolados na fixação de nitrogênio em simbiose com siratro (Macroptilium atropurpureum). O experimento foi realizado em tubetes contendo areia e vermiculita (1:1), sendo os controles, os tratamentos sem inoculação de estirpes (com alto e baixo teor de nitrogênio mineral) e com inoculação das estirpes de referência para siratro na fixação biológica de nitrogênio UFLA 04-0212 e SEMIA 656. O delineamento foi inteiramente casualizado com três repetições, conduzido por um período de 45 dias. Após este período foram avaliados os seguintes parâmetros: número de nódulos, matéria seca do nódulo, matéria seca da parte aérea, matéria seca da raiz, matéria seca total e eficiência relativa. Os dados foram submetidos à análise de variância por meio do teste de Scott-Knott, a 5% de probabilidade. Para verificar a diversidade genética realizou-se a extração do DNA genômico e o sequenciamento parcial do gene 16S rRNA. Foram obtidos 92 isolados em cultura pura, a distribuição destes de acordo com seu tempo de crescimento e reação do indicador de pH do meio formaram nove tipos culturais, 17 isolados apresentaram crescimento rápido com acidificação do meio, 12 apresentaram crescimento rápido sem alteração do pH do meio, 10 apresentaram crescimento rápido e alcalinizaram o meio, seis apresentaram crescimento intermediário acidificando o meio, cinco apresentaram crescimento intermediário sem modificar o pH do meio, sete apresentaram crescimento intermediário com alcalinização do meio, um apresentou crescimento lento acidificando o meio, um apresentou crescimento lento sem modificar o pH do meio e 33 apresentaram crescimento lento alcalinizando o meio. No experimento de autenticação e eficiência simbiótica, 90% dos isolados nodularam, a eficiência relativa das estirpes autenticadas foi variável, sendo que 10% dos isolados promoveram aumento estatisticamente superior ao controle com alto teor de N, ou seja, apresentaram alta eficiência na fixação biológica de nitrogênio. Das 92 estirpes isoladas foram sequenciadas 37, representantes dos diferentes grupos culturais, as quais foram identificadas como pertencentes aos gêneros Bradyrhizobium, Rhizobium, Burkholderia, Bacillus, Paenibacillus, Lysinibacillus, Bosea, Cohnella e Leifsonia. Os resultados mostraram alta diversidade genética, fenotípica e simbiótica.
Abstract: Mining and mineral dressing activities have a social and economic importance, but they canalter the environment. The study on the diversity and biotechnological application of nitrogen-fixing bacteria, which play a role on promoting plant growth are an alternative to mitigate some mining impacts. Thus, the aim of this work was to evaluate the genotypic, phenotypic, and symbiotic diversity of nodulating bacteria that establishes root symbioses with legume plants grown in a greenhouse in the mining area. For this purpose, the nodules were collected in the greenhouse belonging to Mina de Córrego do Meio, ownership of VALE, in Sabará municipality. In the greenhouse, there were 20 legume plant species, which 11 plant species had nodules. They were smashed in petri dishes with 79 culture medium.The morphotypes obtained were isolated and cultural characterized.After wards a trial was performed to authenticate and evaluate the isolates nitrogen fixing efficiency in symbiosis with Siratro (Macroptilium atropurpureum). The trial was carried out in tubes containing sand and vermiculite (1:1). The treatments were obtained with the isolates plus the controls treatments without inoculation of the isolates (with high and low mineral nitrogen content) and with inoculation of the reference strains for siratro in biological nitrogen fixation UFLA 04-0212 and SEMIA 656.The experimental design was completed randomized with three replicates, conducted for 45 days. After this period, the following parameters were measured: nodules number, nodule dry weight, shoot, root and total dry weight, and relative efficiency. The data were analysed by variance analysis using Scott-Knott test at 5% of probability. The genetic diversity was verified by the genomic DNA extraction and partial sequencing of the16SrRNA gene. 92 isolates were obtained in pure culture, which 17 isolates shown fast growing acidifying the79 medium, 12 isolates shown fast growing without changing the pH of the 79 medium, 10 isolates shown fast growing alkalinizing the 79 medium, six isolates shown moderate growing acidifying the 79 medium, five isolates shown moderate growing without changing the pH of the 79 medium, seven isolates shown moderate growing alkalinizing the 79 medium, one isolate shown slow growing without changing the pH of the79 medium, and 33 isolates shown slow growing alkalinizing the 79 medium. In the authentication and symbiotic efficiency trial, 90% of the isolates nodulated, but their relative efficiency were variable, and 10% of the isolates promoted an increase statistically higher than the control with high N content, showing high biological nitrogen fixation efficiency. From 92 isolates, 37 strains were sequenced, representing different culture groups, which were identified belonging to Bradyrhizobium, Rhizobium, Burkholderia, Bacillus, Paenibacillus, Lysinibacillus, Bosea, Cohnella and Leifsonia genera. The results show a high genetic, phenotypic, and symbiotic diversity.
Informações adicionais: Dissertação apresentada à Universidade Federal de Lavras, como parte das exigências do Programa de Pós-Graduação em Microbiologia Agrícola, área de concentração em Microbiologia Agrícola, para obtenção do título de Mestre.
URI: http://repositorio.ufla.br/jspui/handle/1/4612
Publicador: UNIVERSIDADE FEDERAL DE LAVRAS
Idioma: pt_BR
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