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Título: Genotypic, phenotypic and symbiotic characterization of Bradyrhizobium strains isolated from Amazonia and Minas Gerais soils
Título Alternativo: Caracterização genética, fenotípica e simbiótica de estirpes de Bradyrhizobium isoladas de solos da Amazônia e Minas Gerais
Autor(es): Guimarães, Amanda Azarias
Orientador: Moreira, Fatima Maria de Souza
Membro da banca: Willems, Anne
Cardoso, Patrícia Gomes
Seldin, Lucy
Souza, Francisco Adriano de
James, Euan
Área de concentração: Biologia, Microbiologia e Processos Biológicos do Solo
Assunto: Bactéria fixadora de nitrogênio
Taxonomia
Hibridização DNA
DNA
Housekeeping genes
Taxonomy
Housekeeping gene
Nitrogen fixing bacteria
DNA hybridization
Data de Defesa: 18-Fev-2013
Data de publicação: 2013
Agência de Fomento: Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais (FAPEMIG)
Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)
GEF
Referência: GUIMARÃES, A. A. Genotypic, phenotypic and symbiotic characterization of Bradyrhizobium strains isolated from Amazonia and Minas Gerais soils. 2013. 88 p. Tese. (Doutorado em Biologia, Microbiologia e Processos Biológicos do Solo)-Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2013.
Resumo: O gênero Bradyrhizobium se destaca entre os gêneros de bactérias fixadoras de nitrogênio que nodulam leguminosas por predominar entre os microssimbiontes eficientes de espécies florestais, forrageiras e de adubação verde, além de importantes espécies de grãos, como a soja, caupi e amendoim. Devido a essa importância, o objetivo do trabalho foi caracterizar simbiótica, fenotípica e geneticamente estirpes de Bradyrhizobium isoladas de diferentes ecossistemas brasileiros. Para isso, realizou-se teste de nodulação em soja, testes de resistência a diferentes antibióticos e tolerância a diferentes níveis de salinidade e análise filogenéticas de cinco genes housekeeping (atpD, dnaK, gyrB, recA e rpoB) com 50 estirpes isoladas de solos da Amazônia e Minas Gerais. A partir dos resultados obtidos na análise filogenética, um grupo de cinco estirpes (GII) foi selecionado para a realização de novos estudos com o intuito de identificar a posição taxonômica dessas estirpes. Nessa segunda parte do trabalho foram realizados testes de tolerância a diferentes temperaturas e valores de pH, teste de solubilização de fosfatos inorgânicos e hibridização DNA:DNA. Em relação às 50 estirpes estudadas, verificou-se que onze estirpes foram capazes de nodular soja e que, no geral, as estirpes de Bradyrhizobium foram resistentes a maioria dos antibióticos testados. No teste de salinidade observou-se crescimento bacteriano de todas as estirpes até a concentração de 0,5% NaCl e apenas as estirpes UFLA03-142, UFLA03-143, UFLA03-145 e UFLA03-146 cresceram à 1% de NaCl. A análise filogenética destacou grupos de estirpes com potencial de serem novas espécies de Bradyrhizobium. A análise filogenética das sequências concatenada dos genes housekeeping atpD, recA, dnaK e gyrB gerou um grupo formado pelas cinco estirpes estudadas diferente das espécies de Bradyrhizobium já descritas, confirmou o resultado encontrado na primeira parte do trabalho, sendo a espécie de B. liaoningense a mais próxima do grupo com 96,12% de similaridade. A delimitação da espécie foi realizada pelo teste de hibridização DNA:DNA que apresentou resultado abaixo de 70%. As estirpes desse grupo (GII) crescem em valores de pH de 4 a 9, nas temperaturas 15 e 28ºC, salinidade igual a 0,5% NaCl e variaram quanto à resitência aos antibióticos. As estirpes não apresentam a capacidade de solubilizar fosfatos inorgânicos, não nodulam soja e nodulam caupi. Baseado nas características genéticas, fenotípicas e simbióticas demonstradas nesse trabalho, verificou-se a existência de estirpes com alto potencial de serem novas espécies de Bradyrhizobium e foi proposto que as estirpes pertencentes ao GII sejam incluídas em uma nova espécie denominada Bradyrhizobium amazonense sp. nov. com UFLA03-150T como estirpe tipo.
Abstract: The genus Bradyrhizobium stands out among the genus of legume-nodulating nitrogen-fixing bacteria because it predominates among efficient microsymbionts of forest species, forage and green manure, as well as grain species. Due to this importance, the aim of this study was to characterize symbiotic, phenotypic and genetically Bradyrhizobium strains isolated from different soils of Brazilian ecosystems. For it was performed nodulation test in soybean, test of resistance to different antibiotics and tolerance to different levels of salinity and phylogenetic analysis of five housekeeping genes (atpD, dnaK, gyrB, recA, and rpoB) with 50 strains isolated from soils of Amazon region and Minas Gerais state. From the results obtained in the phylogenetic analysis, a group of five strains (GII) was selected for further studies in order to identify the taxonomic position of these strains. In this second part of the work it was performed tests of tolerance at different temperatures and pH values, solubilization of inorganic phosphates and DNA:DNA hybridization. Regarding the 50 strains analyzed, eleven strains were able to nodulate soybean and, in general, the strains were resistant to most of the tested antibiotics. In the salinity test bacterial growth was observed for all strains up to a concentration of 0,5% NaCl and only the strains UFLA03-142, UFLA03-143, UFLA03-145 and UFLA03-146 grew at 1% NaCl. Phylogenetic analysis highlighted strains with the potential to be new species of bacteria Bradyrhizobium. Phylogenetic analysis of concatenated sequences of four housekeeping genes atpD, recA, dnaK and gyrB generated a group formed by the five strains that were different from Bradyrhizobium species already described, confirming the results found in the first part of the work. The type strain of the specie B. liaoningense was closest to the group with 96.12% similarity. The delimitation of the species was performed by DNA:DNA hybridization test, of which results were shown below 70%. The strains of this group (GII) grow at pH 4 to 9, at temperatures 15 and 28ºC, salinity equal to 0,5% NaCl and shown variable behavior in regarding resistance to antibiotics. The strains do not have the capacity to solubilize inorganic phosphates, not nodulate soybean, and nodulate cowpea. Based on genetic, phenotypic and symbiotic analyses demonstrated in this work, we verified the existence of strains with high potential to be new species of Bradyrhizobium. It was proposed that the strains belonging to GII should be included in a new species called Bradyrhizobium amazonense sp. nov., with UFLA03-150T as the type strain.
Informações adicionais: Tese apresentada à Universidade Federal de Lavras, como parte das exigências do Programa de Pós-Graduação em Ciência do Solo, área de concentração em Biologia, Microbiologia e Processos Biológicos do Solo, para a obtenção do título de Doutor.
URI: http://repositorio.ufla.br/jspui/handle/1/854
Publicador: UNIVERSIDADE FEDERAL DE LAVRAS
Idioma: pt_BR
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