Dissertação
Genetic and symbiotic characterization of nitrogen-fixing bacteria from three forest legumes
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Universidade Federal de Lavras
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Departamento de Ciência do Solo
Programa de Pós-Graduação
Programa de Pós-Graduação em Ciência do Solo
Agência de fomento
Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais (FAPEMIG)
Tipo de impacto
Áreas Temáticas da Extenção
Objetivos de Desenvolvimento Sustentável
Dados abertos
Resumo
A degradação do meio ambiente é um problema global que está intimamente ligado ao mau uso dos recursos naturais, o qual promove desequilíbrio das condições necessárias para recuperação natural. Desta forma é preciso que haja intervenção humana na recuperação dessas áreas. O uso da fixação biológica de nitrogênio pode melhorar a qualidade dos projetos de recuperação de áreas degradadas, favorecendo a disponibilidade do nitrogênio atmosférico para mudas florestais tornando-os mais sustentáveis e menos onerosos além de gerarem benefícios diversos em relação ao melhor estabelecimento das mudas no campo. Para isso é necessário identificar estirpes especificas para cada espécie vegetal e com eficiência comprovada. Com essa finalidade foi realizado um estudo de identificação de estirpes isoladas de nódulos presentes em mudas florestais nativas da região sudeste do Brasil, das espécies Machaerium nyctitans, Platypodium elegans e Ormosia arborea, que seriam utilizadas para recuperação de áreas. A identificação das mesmas foi feita pelo sequenciamento dos genes housekeeping (atpD e gyrB) e comparação filogenética com sequências do gene 16S rRNA, além disso, foram realizadas a autenticação destas estirpes nas espécies florestais de origem e a amplificação do gene simbiótico nifH. Nos experimentos de autenticação foi avaliada a capacidade de nodulação e outros parâmetros morfofisiológicos (massa seca das plantas, número de nódulos, massa seca de nódulos, teor de nitrogênio e quantidade total de N na parte aérea e índice SPAD) das plantas para verificar a eficiência simbiótica. A análise filogenética dos genes housekeeping mostrou presença de novos cinco novos clados foramados pelas estirpes estudadas, identificadas como pertencentes aos gêneros Rhizobium (3), Bradyrhizobium (2), os quais possuem alta probabilidade de serem espécies ainda não descritas. Dentre as 21 estirpes estudadas, 17 apresentaram capacidade nodulífera e em 12 dessas foi possível amplificar o gene simbiótico nifH. Dentre os parâmetros morfofisiológicos avaliados o índice SPAD permite detectar diferença na eficiência simbiótica entre os tratamentos, que não foi observado avaliando a massa seca da parte aérea, correlacionando os valores de nitrogênio total das plantas.
Abstract
Environmental degradation is a global problem that is closely linked to nature resource misuse, which promotes imbalance of the conditions necessary for natural recovery. In this way it is necessary that there is human intervention in the recovery of these areas. The use of biological nitrogen fixation can improve the quality of recovery projects in degraded areas, favoring the availability of atmospheric nitrogen for forest seedlings, making them more sustainable and less costly, besides generating different benefits in relation to the best establishment of the seedlings in the field. For this it is necessary to identify specific strains for each plant species and with proven efficiency. For this purpose, a study was carried out to identify strains isolated from nodules present in forest seedlings native to the southeastern region of Brazil, Machaerium nyctitans, Platypodium elegans and Ormosia arborea, which would be used to recover areas. The identification of the same was done by sequencing the housekeeping genes (atpD and gyrB) and phylogenetic comparison with sequences of the 16S rRNA gene, in addition, the authentification of these strains in the native forest species and the amplification of the symbiotic nifH gene were performed. In the authentication experiments the nodulation capacity and other morphophysiological parameters (dry mass of the plants, number of nodules, dry mass of nodules, nitrogen content and total amount of N in shoot and SPAD index) of the plants were evaluated to verify the efficiency symbiotic relationship. The phylogenetic analysis of the housekeeping genes showed the presence of new five new clades from the studied strains identified as belonging to the genera Rhizobium (3), Bradyrhizobium (2), which have a high probability of being species not yet described. Among the 21 strains studied, 17 had nodule capacity and in 12 of these it was possible to amplify the symbiotic nifH gene. Among the morphophysiological parameters evaluated, the SPAD index allows to detect a difference in the symbiotic efficiency among the treatments, which was not observed by evaluating the dry mass of the aerial part, correlating the total nitrogen values of the plants.
Descrição
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Citação
LOPEZ, B. D. O. Genetic and symbiotic characterization of nitrogen-fixing bacteria from three forest legumes. 2018. 42 p. Dissertação (Mestrado em Ciência do Solo)-Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2018.