Dissertação
Potencial de promoção do crescimento vegetal e diversidade genética de bactérias isoladas de nódulos de feijão-caupi em solos do Sudoeste piauiense
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UNIVERSIDADE FEDERAL DE LAVRAS
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Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior, CAPES
Tipo de impacto
Áreas Temáticas da Extenção
Objetivos de Desenvolvimento Sustentável
Dados abertos
Resumo
A fixação biológica de nitrogênio, assim como outros processos biológicos mediados por algumas bactérias simbióticas e não simbióticas podem contribuir de forma significativa para melhoria da nutrição vegetal nos diferentes agroecossistemas. Nesse contexto, o presente trabalho teve por objetivo avaliar o potencial de promoção do crescimento vegetal por bactérias simbióticas e não simbióticas isoladas de nódulos de feijão-caupi cultivado em solos de Várzeas e Chapadas do Sudoeste piauiense; selecionar entre as simbióticas, as eficientes em fixar nitrogênio em simbiose com plantas de soja e feijão-caupi e caracterizar geneticamente as bactérias mais eficientes na promoção do crescimento vegetal por meio do sequenciamento do gene 16S rRNA. Avaliou-se a capacidade de 53 de estirpes (30 oriundas de solos de Várzeas e 23 de solos de Chapadas), incluindo simbióticas e não simbióticas, em realizar os seguintes processos: fixação biológica de nitrogênio em vida livre; solubilização de fosfatos inorgânicos de cálcio, alumínio e ferro e produção de ácido-3-indol acético (AIA) em meio 79 e DYGS, na ausência e presença do aminoácido triptofano (100 mg L-1). Avaliaram-se também essas estirpes, em condições axênicas, quanto à capacidade nódulífera, eficiência simbiótica e/ou capacidade promotora do crescimento de plantas de soja e feijão-caupi, em experimentos conduzidos em garrafas long neck (500 ml) e vasos de Leonard, respectivamente. Nenhuma das estirpes fixou nitrogênio em vida livre; a maioria foi capaz de solubilizar o fosfato de cálcio in vitro. Considerando ambos os meios de cultivo (79 e DYGS), 81% das estirpes oriundas de solos de Várzeas e todas as estirpes oriundas de solos de Chapadas sintetizaram AIA quando na presença do triptofano. Em relação às estirpes oriundas de solos de Várzeas, apenas uma nodulou plantas de soja, sendo esta eficiente, e cinco não nodulíferas se destacaram na promoção do crescimento dessa espécie; dez estirpes nodularam plantas de feijão-caupi, porém, todas promoveram aumento da matéria seca total das plantas, em relação ao controle sem nitrogênio mineral. Quanto às estirpes oriundas de solos de Chapadas, nenhuma nodulou plantas de soja, no entanto, 42% foram capazes de promover o crescimento dessa espécie, e em plantas de feijão-caupi, somente duas nodularam, porém, a maioria (88%) das estirpes promoveu aumento da matéria seca da parte aérea, em relação ao controle sem nitrogênio mineral. O sequenciamento do gene 16S rRNA identificou as estirpes nodulíferas como pertencentes aos gêneros Bradyrhizobium, Bacillus e Paenibacillus e as não nodulíferas promotoras do crescimento vegetal como pertencentes aos gêneros Citrobacter, Bacillus, Brevibacillus, Paenibacillus, Enterobacter e Pseudomonas
The biological nitrogen fixation, as well as other biological processes mediated by some non-symbiotic and symbiotic bacteria may contribute significantly to improving plant nutrition in different agroecosystems. In this context, the present study aimed: assess the potential for plant growth promotion by symbiotic and non-symbiotic bacteria isolated from cowpea nodules grown in floodplains and highlands soils from Piaui Southwest, select the most efficient in symbiotic N2 fixation with soybean and cowpea, and sequence the16S rRNA gene of the bacteria more efficient in promoting plant growth. We evaluated the capacity of fifty-three strains (thirty derived from floodplains soils and twenty-three derived from highlands soils) including symbiotic and non-symbiotic, in making the following processes: free-living biological nitrogen fixation, solubilization of inorganic phosphates of calcium, aluminum and iron and production of indole-3-acetic acid (IAA) in medium 79 and DYGS in the absence and presence of tryptophan (100 mg L-1). We also evaluated these strains in axenic conditions regarding to their ability nodulation, symbiotic efficiency and/or ability promoting plant growth of soybean and cowpea in experiments conducted in long neck bottles (500 ml) and Leonard jars, respectively. No one of strains fixed nitrogen in free-living, most were able to solubilize calcium phosphate in vitro. Considering both culture medium (79 and DYGS), 80% of the strains from floodplains soils and all strains from soils highlands synthesized IAA when in the presence of tryptophan. Regarding the strains from floodplains soils, only one nodulated soybean plants, which was efficient, and five non-nodulating excelled in promoting the growth of this species; ten strains nodulate cowpea plants, but all promoted increased total dry biomass compared to control without mineral nitrogen. Regarding strains from highlands soils, no one nodulate soybean plants, however, 42% were able to promote the growth of the plants of this species. In cowpea plants, only two nodulate, but most (88%) of the strains caused an increase in shoot dry biomass compared to control without mineral nitrogen. The sequencing of the 16S rRNA gene, identified the nodulating strains as belonging to the genera Bradyrhizobium, Bacillus and Paenibacillus and non nodulating promoting plant growth strains as belonging to the genera Citrobacter, Bacillus, Brevibacillus, Paenibacillus, Pseudomonas and Enterobacter
The biological nitrogen fixation, as well as other biological processes mediated by some non-symbiotic and symbiotic bacteria may contribute significantly to improving plant nutrition in different agroecosystems. In this context, the present study aimed: assess the potential for plant growth promotion by symbiotic and non-symbiotic bacteria isolated from cowpea nodules grown in floodplains and highlands soils from Piaui Southwest, select the most efficient in symbiotic N2 fixation with soybean and cowpea, and sequence the16S rRNA gene of the bacteria more efficient in promoting plant growth. We evaluated the capacity of fifty-three strains (thirty derived from floodplains soils and twenty-three derived from highlands soils) including symbiotic and non-symbiotic, in making the following processes: free-living biological nitrogen fixation, solubilization of inorganic phosphates of calcium, aluminum and iron and production of indole-3-acetic acid (IAA) in medium 79 and DYGS in the absence and presence of tryptophan (100 mg L-1). We also evaluated these strains in axenic conditions regarding to their ability nodulation, symbiotic efficiency and/or ability promoting plant growth of soybean and cowpea in experiments conducted in long neck bottles (500 ml) and Leonard jars, respectively. No one of strains fixed nitrogen in free-living, most were able to solubilize calcium phosphate in vitro. Considering both culture medium (79 and DYGS), 80% of the strains from floodplains soils and all strains from soils highlands synthesized IAA when in the presence of tryptophan. Regarding the strains from floodplains soils, only one nodulated soybean plants, which was efficient, and five non-nodulating excelled in promoting the growth of this species; ten strains nodulate cowpea plants, but all promoted increased total dry biomass compared to control without mineral nitrogen. Regarding strains from highlands soils, no one nodulate soybean plants, however, 42% were able to promote the growth of the plants of this species. In cowpea plants, only two nodulate, but most (88%) of the strains caused an increase in shoot dry biomass compared to control without mineral nitrogen. The sequencing of the 16S rRNA gene, identified the nodulating strains as belonging to the genera Bradyrhizobium, Bacillus and Paenibacillus and non nodulating promoting plant growth strains as belonging to the genera Citrobacter, Bacillus, Brevibacillus, Paenibacillus, Pseudomonas and Enterobacter
Abstract
Descrição
Dissertação 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 Mestre.
Área de concentração
Microbiologia e Bioquímica do Solo
Agência de desenvolvimento
Palavra chave
Marca
Objetivo
Procedência
Impacto da pesquisa
Resumen
ISBN
DOI
Citação
COSTA, E. M. da. Potencial de promoção do crescimento vegetal e diversidade genética de bactérias isoladas de nódulos de feijão-caupi em solos do Sudoeste piauiense. 2013. 149 p. Dissertação (Mestrado em Biologia Molecular)-Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2013.