Diversidade de bactérias diazotróficas endofíticas dos gêneros Herbaspirillum e Burkholderia na cultura do arroz inundado

The objective of this work was to evaluate the diversity of endophytic diazotrophic bacteria of the genera Herbaspirillum and Burkholderia, in two rice varieties, considered of high (IR 42) and low (IAC 4440) contribution on BNF. Two experiments were conducted in greenhouse conditions, in order to study the association of endophytic diazotrophic bacteria with wetland rice varieties, which were planted in two types of soil: one from Rio de Janeiro State and another from Goiás State, Brazil. Bacterial population (in different parts) and physiological stages of the plants were evaluated, followed by the both genera strains isolation using culture media. The isolated bacteria were characterized based on morphological and physiological aspects. High bacterial counts were detected (106 cells g-1 fresh weight), especially in root samples of both rice varieties. The majority of the isolates were used for characterization, and the data obtained from the similarity matrix showed the presence of isolates belonging to Herbaspirillum seropedicae, while other isolates were clustered into the Burkholderia genus.O objetivo deste trabalho foi avaliar a diversidade de bactérias diazotróficas endofíticas, dos gêneros Herbaspirillum e Burkholderia, em duas variedades de arroz, consideradas de alta (IR 42) e baixa (IAC 4440) eficiência de fixação biológica de nitrogênio. Foram realizados dois experimentos em casa de vegetação, em vasos com dois tipos de solos, provenientes dos Estados de Goiás e do Rio de Janeiro. Foi feita a contagem do número de bactérias e o isolamento em diferentes partes e estágios de desenvolvimento das plantas, mediante o uso de meios de cultivo JNFb e JMV. Os isolados bacterianos foram caracterizados a partir de aspectos morfológicos das colônias, com o crescimento em meios de cultivo, e de testes fisiológicos (uso de fontes de carbono e atividade de redução de acetileno). A contagem revelou grande número de bactérias diazotróficas (106 células g-1 matéria fresca), presentes em ambas as variedades de arroz, principalmente nas amostras radiculares. Os dados, obtidos na matriz de similaridade, mostram a presença de representantes da espécie Herbaspirillum seropedicae, bem como a diversidade entre isolados pertencentes ao gênero Burkholderia

Relação entre distribuição de nitrogênio e colonização por bactérias diazotróficas em cana-de-açúcar

The objective of this work was to evaluate the relation between nitrogen distribution in plants of sugarcane, and the colonization by Gluconacetobacter diazotrophicus and Herbaspirillum spp. The experimental design was a split plot, with four genotypes of sugarcane: SP70-1143 and SP79-2312 (hybrids), Krakatau (Saccharum spontaneum L.) and Chunnee (Saccharum barberi Jesw.), and four times of harvest: 90, 180, 360, 540 days after planting, and four replications. The parameters evaluated were: nitrogen percentage, nitrate, free amino-N, and the most probable number of Gluconacetobacter diazotrophicus and Herbaspirillum spp. population. The percentage of nitrogen showed higher values at 90 days after planting in leaves and apical stems, and the largest concentrations of amino-N occurred in the roots, basal stems, and leaves of SP79-2312 variety and in apical stems of the Chunnee genotype. The largest nitrate accumulation was observed in the basal and intermediary stems, mainly in SP79-2312 variety. Proteic-N was the main component of the total nitrogen content, with the same tendency in different parts of the plant. Highest value of G. diazotrophicus population occured in the roots of SP70-1143, SP79-2312, Krakatau and in the four genotypes of Herbaspirillum spp.O objetivo deste trabalho foi avaliar a relação entre a distribuição de nitrogênio na planta e a colonização por Gluconacetobacter diazotrophicus e Herbaspirillum spp. Foi implantado um experimento em parcelas subdivididas, tendo como tratamentos quatro genótipos: SP70-1143, SP79-2312 (híbridos), Krakatau (Saccharum spontaneum L.) e Chunnee (Saccharum barberi Jesw.); e quatro épocas de coleta: 90, 180, 360 e 540 dias após o plantio, com quatro repetições. Os parâmetros estudados foram: porcentual de nitrogênio, nitrato, N amino livre e o número mais provável de população das bactérias Gluconacetobacter diazotrophicus e Herbaspirillum spp. Os valores mais elevados de nitrogênio foram observados aos 90 dias após o plantio, nas folhas e colmo apical; as maiores concentrações N amino ocorreram nas raízes, colmo basal e folhas da variedade SP79-2312 e no colmo apical do genótipo Chunnee. O maior acúmulo de nitrato foi observado nos colmos basais e intermediários, sobretudo na variedade SP79-2312. O N protéico mostrou ser o maior componente do nitrogênio porcentual, com a mesma tendência nas diferentes partes da planta. O maior valor na população de G. diazotrophicus ocorreu nas raízes de SP70-1143, SP79-2312 e Krakatau, e nos quatro genótipos de Herbaspirillum spp

Diversidade de bactérias diazotróficas endofíticas dos gêneros Herbaspirillum e Burkholderia na cultura do arroz inundado

O objetivo deste trabalho foi avaliar a diversidade de bactérias diazotróficas endofíticas, dos gêneros Herbaspirillum e Burkholderia, em duas variedades de arroz, consideradas de alta (IR 42) e baixa (IAC 4440) eficiência de fixação biológica de nitrogênio. Foram realizados dois experimentos em casa de vegetação, em vasos com dois tipos de solos, provenientes dos Estados de Goiás e do Rio de Janeiro. Foi feita a contagem do número de bactérias e o isolamento em diferentes partes e estágios de desenvolvimento das plantas, mediante o uso de meios de cultivo JNFb e JMV. Os isolados bacterianos foram caracterizados a partir de aspectos morfológicos das colônias, com o crescimento em meios de cultivo, e de testes fisiológicos (uso de fontes de carbono e atividade de redução de acetileno). A contagem revelou grande número de bactérias diazotróficas (10(6) células g-1 matéria fresca), presentes em ambas as variedades de arroz, principalmente nas amostras radiculares. Os dados, obtidos na matriz de similaridade, mostram a presença de representantes da espécie Herbaspirillum seropedicae, bem como a diversidade entre isolados pertencentes ao gênero Burkholderia

Efecto de diferentes temperaturas de almacenamiento sobre la calidad de bioinoculantes turbosos

The nitrogen is one of the most important elements to the development of crops. In the environment, this element is fixed in the soil by a fertilizer, natural phenomenon and by the action of nitrogen fixing bacteria (NFB), with the last one been considered the most relevant mechanism. Besides, some NFB has additional abilities such as the production of phytohormones that improves the plant growth. Due to the importance of crops like corn, rice and barley in the alimentary security, emerges the need of developing inoculants with high quality based on obligated and facultative endophytic diazotrophic bacteria. Positive effects of the inoculation on plant growth cultivated in greenhouse and field conditions have been observed, despite of the variability response to the bacterial inoculation. In order to determine the main factor that affects the bacterial population in these storage inoculants conditions, it was evaluated the number of different diazotrophic bacteria cells inoculated in the peat and stored at two temperatures as well as the pH and humidity contends, during 150 days. The results show that neither the pH level nor the humidity affected significantly the population of the diazotrophic bacteria present in the peat during the evaluation period (P < 0.05).El nitrógeno es uno de los elementos más importantes para el buen desarrollo de los cultivos. En el ambiente este elemento es aportado al suelo por fertilización química, fenómenos naturales y fijado biológicamente, siendo esta fijación biológica el mecanismo más importante. Además, algunos de los microorganismos poseen beneficios adicionales como la producción de fitohormonas, solubilización de fosfatos, producción de acc-deaminasa y de sideróforos. Gracias a estas cualidades, las bacterias promotoras de crecimiento vegetal (PGPR) han sido utilizadas en el desarrollo de biofertilizantes con el fin de reducir el uso de abonos nitrogenados de síntesis química. Dentro de este campo es de vital importancia para la comercialización de biofertilizantes conservar su calidad el mayor tiempo posible, para lograr mejor integración del producto a la cadena productiva. En este estudio se utilizaron inoculantes obtenidos a partir de 4 bacterias diazotróficas: Azospirillum brasilense Sp245, Azospirillum amazonense Y2, Herbaspirillum seropedicae ZAE94 y Rhizobium tropici BR322 y se determinó el efecto de almacenarlos a 2 temperaturas: 30 °C y ambiente (19 °C � 26 °C) durante 150 días sobre el número de células, determinando si hay variación en la humedad y el pH del producto. Se encontró que el pH y la humedad no variaron y no afectaron el número de microorganismos del producto. Almacenar los inoculantes a temperatura ambiente mantuvo la población por encima del 108 células por gramo de turba, mientras que a 30 °C, solamente el inoculante basado en Rhizobium tropici BR322 tuvo una población superior

Potencialidades de las bacterias diazotróficas asociativas en la promoción del crecimiento vegetal y el control de Pyricularia oryzae (Sacc.) en el cultivo del arroz (Oryza sativa L.)

Este trabajo tuvo como objetivos abordar las potencialidades de uso de bacterias diazotróficas asociativas en la producción sostenible del cultivo del arroz (Oryza sativa L.), tratando temas como la fertilización nitrogenada y su relación con la incidencia en la piriculariosis, añublo o quemazón, así como sus perspectivas de uso en la promoción del crecimiento y control de Pyricularia oryzae Sacc. Al aplicar bacterias diazotróficas asociativas se logran aportes de nitrógeno atmosférico a la planta que permiten disminuir el uso de productos químicos nitrogenados y con ello limitar el crecimiento de P. oryzae. Estas bacterias, además, liberan metabolitos en la rizosfera que disminuyen la concentración de la plaga y la severidad de la enfermedad, lo que trae consigo reducciones en la aplicación de productos químicos y menor incidencia de la piriculariosis en condiciones de campo. Cepas autóctonas cubanas tienen la capacidad de controlar in vitro a P. oryzae, lo que sugiere que las bacterias diazotróficas asociativas que estimulan el crecimiento vegetal, pudieran disminuir los efectos nocivos ocasionados por esta plaga en el cultivo del arroz.Palabras clave: Bacterias diazotróficas, arroz, nitrógeno, Pyricularia oryzae.POTENTIALITIES OF ASSOCIATED DIAZOTROPHIC BACTERIA IN PLANT GROWTH PROMOTION AND BIOCONTROL OF PYRICULARIA ORYZAE (SACC.) IN RICE (ORYZA SATIVA L.)ABSTRACT: This work was aimed at approaching the potentialities of associated diazotrophic bacteria for the sustainable production of rice (Oryza sativa L.). Relevant topics such as nitrogen fertilization, its relationships with rice blast incidence, and the perspectives of use of associated diazotrophic bacteria for plant growth promotion and biocontrol of Pyricularia oryzae in this important crop are discussed. Associated diazotrophic bacteria have been shown to contribute with fixed atmospheric nitrogen to the rice crop making possible to reduce the application of nitrogen fertilizers, limiting with it the growth of Pyricularia oryzae. In addition, the metabolites released by these bacteria in the rhizosphere make the plague concentration and the disease severity decrease leading to the reduction of chemical product applications and a lower incidence of rice blast under field conditions. Cuban autochthonous strains have the ability to control Pyricularia oryzae in vitro, which confirms the fact that associated diazotrophic bacteria stimulate plant growth and mitigate the deleterious effects caused by this disease in rice.Key words: Diazotrophic bacteria, rice, nitrogen, Pyricularia oryza

Culture-independent molecular approaches reveal a mostly unknown high diversity of active nitrogen-fixing bacteria associated with Pennisetum purpureum—a bioenergy crop

Previous studies have shown that elephant grass is colonized by nitrogen-fixing bacterial species; however, these results were based on culture-dependent methods, an approach that introduces bias due to an incomplete assessment of the microbial community. In this study, we used culture-independent methods to survey the diversity of endophytes and plant-associated bacterial communities in five elephant grass genotypes used in bioenergy production. The plants of five genotypes of elephant grass were harvested from the experimental area of Embrapa Agrobiologia and divided into stem and root tissues. Total DNA and RNA were extracted from plant tissues and the bacterial communities were analyzed by DGGE and clone library of the 16S rRNA and nifH genes at both the cDNA and DNA levels. Overall, the patterns based on DNA- and RNA-derived DGGE-profiles differed, especially within tissue samples. DNA-based DGGE indicated that both total bacterial and diazotrophic communities associated with roots (rhizoplane + endophytes) differed clearly from those obtained from stems (endophytes). These results were confirmed by the phylogenetic analyses of RNA-derived sequences of 16S rRNA (total bacteria; 586 sequences), but not for nifH (186). In fact, rarefaction analyses showed a higher diversity of diazotrophic organisms associated with stems than roots. Based on 16S rRNA sequences, the clone libraries were dominated by sequences affiliated to members of Leptotrix (12.8 %) followed by Burkholderia (9 %) and Bradyrhizobium (6.5 %), while most of the nifH clones were closely related to the genus Bradyrhizobium (26 %). Our results revealed an unexpectedly large diversity of metabolically active bacteria, providing new insights into the bacterial species predominantly found in association with elephant grass. Furthermore, these results can be very useful for the development of new strategies for selection of potential bacteria that effectively contribute to biological nitrogen fixation and enhance the sustainable production of elephant grass as bioenergy crop

Ocorrência e diversidade de bactérias diazotróficas associadas a gramíneas forrageiras do Pantanal Sul Matogrossense Occurrence and diversity of diazotrophic bacteria associated to forage grasses of the Pantanal in the state of Mato Grosso do Sul

Este trabalho teve por objetivo avaliar a ocorrência e a diversidade genética de bactérias fixadoras de N2 associadas às gramíneas nativas Elyonurus muticus (capim carona) e Axonopus purpusii (capim mimoso) e à gramínea exótica Brachiaria humidicola (braquiária) que formam as pastagens na região da Nhecolândia. As coletas das plantas e solo foram feitas nos períodos de seca e de cheia para determinar a população de bactérias diazotróficas. Identificaram-se Azospirillum brasilense, A. lipoferum, A. amazonense, Herbaspirillum spp., Burkholderia spp. em amostras de solo, raízes e folhas das três espécies forrageiras. As populações dessas bactérias foram menores na época da cheia em comparação com a época da seca. A diversidade genética das bactérias isoladas foi avaliada por meio da técnica de análise de restrição do DNA ribossomal amplificado (ARDRA). Os isolados foram divididos em cinco grupos genotípicos distintos. Os isolados de A. brasilense e A. lipoferum apresentaram cerca de 50 % de similaridade, enquanto A. amazonense formou um grupo a parte, com apenas 25 % de similaridade em relação ao grupo das espécies do gênero. As bactérias do gênero Herbaspirillum formaram um grupo isolado com apenas 25 % de similaridade em relação ao gênero Azospirillum. O quinto grupo foi formado por apenas um isolado com 25 % de similaridade em relação aos demais.<br>This study was carried out to verify the occurrence and genetic diversity of diazotrophic bacteria associated to the native graminaceus plants Elyonurus muticus (Carona grass) and Axonopus purpusii (Mimoso grass) and the exotic Brachiaria humidicola (Brachiaria) that form the pastures in the Nhecolândia region of the Pantanal in the state of Mato Grosso do Sul, Brazil. The plants were harvested in the dry and rainy seasons and the diazotrophic bacteria populations in the soil and on roots and leaves of the three grasses were determined. Strains belonging to the species Azospirillum brasilense, A. lipoferum, A. amazonense; Herbaspirillum spp., and Burkholderia spp. were isolated. The number of diazotrophic bacteria associated to the three forage grass species during the rainy season was smaller than in the dry season. Genetic diversity in the isolated bacteria was studied by amplified rDNA restriction analysis (ARDRA) using the amplified 16S rDNA region. The isolates were divided into five different genotype groups. A. brasilense and A. lipoferum presented 50 % similarity while A. amazonense was included in another group with 25 % similarity to other species of the genus. The bacteria of genus Herbaspirillum formed a separate group with only 25 % similarity to genus Azospirillum. The fifth group consisted of only one isolate with 25 % similarity to the other groups