Diversidade e eficiência na fixação do nitrogênio de rizóbios isolados de nódulos de Centrolobium paraense

The objective of this work was to isolate and characterize rhizobia from nodules of Centrolobium paraense and to evaluate their symbiotic efficiency. Soil samples collected from four sites of the Roraima Cerrado, Brazil, were used to cultivate C. paraense in order to obtain nodules. Isolates (178) were obtained from 334 nodules after cultivation on medium 79. Twenty‑five isolates belonging to six morphological groups were authenticated using Vigna unguiculata and they were characterized by 16S rRNA. Isolates identified as Bradyrhizobium were further characterized using rpoB gene sequencing. A greenhouse experiment was carried out with C. paraense to test the 18 authenticated isolates. Approximately 90% of the isolates grew slowly in medium 79. The 16S rRNA analysis showed that 14 authenticated isolates belong to the genus Bradyrhizobium, and rpoB indicated they constitute different groups compared to previously described species. Only four of the 11 fast‑growing isolates nodulated V. unguiculata, two of which belong to Rhizobium, and two to Pleomorphomonas, which was not previously reported as a nodulating genus. The Bradyrhizobium isolates ERR 326, ERR 399, and ERR 435 had the highest symbiotic efficiency on C. paraense and showed a contribution similar to the nitrogen treatment. Centrolobium paraense is able to nodulate with different rhizobium species, some of which have not yet been described.O objetivo deste trabalho foi isolar e caracterizar rizóbios de nódulos de Centrolobium paraense e avaliar sua eficiência simbiótica. Amostras de solo, coletadas de quatro locais do Cerrado de Roraima, foram utilizadas para o cultivo de C. paraense, para obtenção dos nódulos. Os isolados (178) foram obtidos dos 334 nódulos coletados após o cultivo em meio 79. Vinte e cinco isolados, pertencentes a seis grupos morfológicos, foram autenticados com uso de Vigna unguiculata e caracterizados pelo 16S rRNA. Os isolados identificados como Bradyrhizobium foram caracterizados depois pelo sequenciamento do gene rpoB. Um experimento em casa de vegetação foi realizado com C. paraense, para testar os 18 isolados autenticados. Aproximadamente 90% dos isolados mostraram crescimento lento em meio 79. A análise do 16S rRNA mostrou que 14 dos isolados autenticados pertencem ao gênero Bradyrhizobium, e o rpoB indicou que eles constituem grupos diferentes em comparação às espécies já descritas. Somente quatro dos 11 isolados com crescimento rápido nodularam V. unguiculata, dois dos quais pertencentes a Rhizobium e dois a Pleomorphomonas, que não foi relatado anteriormente como gênero nodulífero. Os isolados de Bradyrhizobium ERR 326, ERR 399 e ERR 435 apresentaram a maior eficiência em C. paraense e mostraram contribuição similar ao tratamento nitrogenado. Centrolobium paraense é capaz de nodular com diferentes espécies de rizóbios, algumas das quais ainda não foram descritas

Ocorrência de fungos endofíticos "dark septate" em raízes de Oryza glumaepatula na Amazônia

The objective of this work was to assess the occurrence of dark septate endophyte fungi (DSEF) in Oryza glumaepatula in Amazonia, and its in vitro colonization capacity. Oryza glumaepatula plants were collected in forest and cerrado areas of the Roraima state, Brazil. The roots were prepared to observe septate melanized hyphas and microesclerotia. The isolation of fungi was done in agar malte medium. Dark septate endophyte fungi were observed in plants from both environments, with higher colonization on those collected in the forest. One isolate was able to colonize the original host and also Oryza sativa plants, exhibiting typical DSEF structures in rice healthy plants.O objetivo deste trabalho foi avaliar a ocorrência de fungos endofíticos "dark septate" (DSEF) em Oryza glumaepatula, na Amazônia, e sua capacidade de colonização in vitro. Foram coletadas plantas de O. glumaepatula em área de cerrado e de mata em Roraima. As raízes foram tratadas para a observação de hifas melanizadas septadas e de microescleródios. Os fungos foram isolados em meio ágar malte. Os DSEF foram observados em plantas coletadas em ambos os ambientes, com maior colonização nas coletadas da mata. Um isolado foi capaz de colonizar o hospedeiro original e também plantas de Oryza sativa, exibindo as estruturas características de DSEF em plantas de arroz saudáveis

Microbial activity in the rhizosphere of Eucalyptus urophylla under different managements of fertilization

O objetivo deste trabalho foi avaliar o potencial da microbiota de solo rizosférico de E. urophylla, coletado em épocas distintas do ano, quanto à solubilização de fosfato de cálcio in vitro e atividade das fosfatases, ácida e alcalina. Investigou- se também os reflexos das adubações com fosfatos solúveis e insolúveis, por ocasião do plantio do eucalipto, juntamente com a cama de aviário, sobre indicadores biológicos do solo e, nas ectomicorrizas, sobre a colonização, a densidade de cristais de oxalato de cálcio (CaOx) e a diversidade de morfotipos. A maior solubilização do fosfato de cálcio in vitro ocorreu em solo adicionado de cama de aviário sem a adubação fosfatada. Em solo rizosférico, o maior valor de solubilização de fosfato foi obtido na amostra da área sem a adubação fosfatada, seguido pelo solo adubado com superfosfato simples e com fosfato de Araxá. O pH do meio de cultura correlacionou-se negativamente com o fósforo solubilizado. A atividade de fosfatase ácida foi maior em solo rizosférico adubado com superfosfato simples, sem adição de cama de aviário, depois do período chuvoso. Os solos rizosféricos de E. urophylla propiciaram os maiores valores de carbono da biomassa microbiana, atividade de ß-glicosidase, respiração, Nmineralizável e menores de nitrificação potencial. As maiores percentagens de colonização por fungos ectomicorrízicos (FEM) foram observadas em solos adubados com superfosfato simples sem a adição de cama de aviário, ao final da estação seca. Os teores de cálcio na folha e de magnésio na casca foram influenciados pela época, sendo maiores ao final da estação chuvosa. Os teores de cálcio na casca e de fósforo na folha foram influenciados pela época e pela adição de cama de aviário, sendo maiores ao final da estação chuvosa. Detectou-se a presença de CaOx na forma de drusas nas ectomicorrizas e nas raízes, sendo que as ectomicorrizas apresentaram maiores depósitos de CaOx do que as raízes, evidenciando a importância do fungo na aquisição e no acúmulo de cálcio para a planta hospedeira. A adubação fosfatada e a orgânica tiveram efeito sobre a colonização ectomicorrízica e sobre a diversidade ectomicorrízica, sugerindo o importante papel de fungos ectomicorrízicos na ciclagem e no armazenamento de nutrientes em plantios de eucalipto.The objective of this work was to evaluate the potential of the soil microbiota from the rhizosphere of E. urophylla to solubilize calcium phosphate in vitro and promote acid and alkaline phosphatase activity at different seasons of the year. The effects of fertilizers, containing soluble and insoluble phosphates, and of poultry litter, both applied at transfer of the eucalypt seedlings to the field, on the soil biological indicators were also investigated. Additionally, ectomycorrhizal colonization, the density of calcium oxalate crystals (CaOx), and the ectomycorrhizal morphotypes were also evaluated under the same treatments. In vitro calcium phosphate solubilization was higher in soil containing poultry litter without phosphate fertilization. The highest values for phosphate solubilization were obtained for the treatments without fertilization, followed by soil fertilized with superphosphate and Araxá rock phosphate. The pH of the culture medium was negatively correlated with the soluble phosphorus content. Acid phosphatase activity was higher in rhizospheric soil fertilized with superphosphate, without the addition of poultry litter, after the rainy season. The rhizospheric soil of E. urophylla provided the highest values for microbial biomass carbon, ß-glucosidase activity, respiration, mineralizable N, and the lowest nitrification potential. The highest percentages of ectomycorrhizal colonization were observed in soil fertilized with superphosphate without the addition of poultry litter at the end of the dry season. Calcium content in the leaves and in the bark, magnesium content in the bark, and phosphorus content in the leaves were influenced by the season, both being higher at the end of the rainy season. The presence of CaOx as druses in ectomycorrhizas and roots was detected. The major CaOx deposits were found in the ectomycorrhizas, emphasizing the importance of fungi on the acquisition and accumulation of calcium in the host plant. Mineral and organic fertilization influenced the ectomycorrhizal colonization and diversity of ectomycorrhizal morphotypes, suggesting the important role of ectomycorrhizal fungi in cycling and storing nutrients in eucalyptus plantations.Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Minas Gerai

In vitro germination of Pisolithus sp. spores

O presente trabalho teve como objetivo estudar a germinação in vitro de basidiósporos de Pisolithus sp. visando a elucidação dos fatores que atuam no processo. Neste estudo foram avaliadas a influência do número de esporos, a presença de plantas hospedeiras e não-hospedeiras e a adição de ácidos orgânicos e compostos flavonóides ao meio de cultura sobre a germinação in vitro dos basidiósporos. Pesquisou-se, também, a influência do extrato do basidiocarpo fresco de Pisolithus sp. sobre a germinação de esporos e sobre o crescimento vegetativo de algumas espécies fúngicas. Não foram observadas relações entre a densidade de basidiósporos espalhados na superfície do meio de cultura e as percentagens de germinação obtidas, indicando a inexistência de compostos inibitórios difusíveis nos esporos. O extrato de basidiocarpo adicionado ao meio de cultura inibiu a germinação dos basidiósporos de Pisolithus sp. e, também, dos esporos dos fungos Penicillium griseoroseum e Colletotricum lindemuthianum, os quais não necessitam da presença da planta como indutora da germinação. Por outro lado, a adição do extrato do basidiocarpo ao meio de cultura aumentou significativamente a produção de massa seca micelial de Pisolithus sp. e de P. griseoroseum, sugerindo que os compostos inibitórios presentes no corpo de frutificação atuam especificamente no processo de germinação de esporos. As percentagens de germinação obtidas na presença das espécies hospedeiras foram baixas, variando de 0 a viii0,0024%. A germinação dos basidiósporos foi estimulada pela presença das raízes da espécies hospedeiras no meio, especialmente a E. citriodora. As plantas leguminosas não-hospedeiras testadas estimularam a germinação, indicando que os fatores que favorecem o processo não são específicos das plantas hospedeiras. A adição dos ácidos fumárico, succínico, lático ou cítrico estimulou significativamente a germinação dos basidiósporos em comparação ao tratamento controle, sem a adição desses compostos. O estímulo variou de acordo com o ácido adicionado, resultando em percentagens de germinação de 0 a 0,0025%. A adição do flavonóide quercetina ao meio de cultura promoveu a germinação dos basidiósporos de Pisolithus sp. Já a rutina, um flavonol estimulador do crescimento micelial de Pisolithus tinctorius, não estimulou o processo germinativo. A germinação dos esporos de fungos ectomicorrízicos provavelmente envolve a participação de vários compostos químicos, com papéis diferentes ou sobrepostos, que iniciam e sustentam o processo. O estímulo à germinação promovido pela quercetina e pelas plantas leguminosas não-hospedeiras indica que os eventos iniciais de interação planta- microrganismo nas simbioses mutualistas devem envolver processos conservados de comunicação química.The objective of this work was to study the in vitro germination of Pisolithus sp. basidiospores aiming at elucidating the factors that govern the process. The influence of spore numbers, the presence of host and non-host plants and the addition of organic acids and flavonoids to the culture medium on the in vitro germination of the spores were tested. The influence of an extract produced from a fresh basidiocarp of Pisolithus sp. on spore germination and vegetative growth of some fungal species was also evaluated. No relationship between spore density and germination percentages was observed, suggesting that Pisolithus sp. basidiospores do not contain readily diffusible inhibitory compounds. The basidiocarp extract inhibited the germination of Pisolithus sp. spores as well as that of Penicillium sp. and Colletotrichum lindemuthianum, two species that do not require the presence of the host plant in the culture medium for germination to occur. On the other hand, the addition of the extract to the culture medium significantly increased mycelial dry matter production by Pisolithus sp. and P. griseoroseum, suggesting that the inhibitory compounds present in the fungal fruit body act specifically on the process of spore germination. The germination percentages obtained in the presence of the host plants were low, varying from 0 to 0.0024%. Basidiospore germination was stimulated by the presence of the roots of host plants in the medium, especially those of E. citriodora. The non-host leguminous plants tested stimulated xgermination, indicating that the factors that favor the process are not specific of the host plants. The addition of fumaric, succinic, lactic, and citric acid significantly stimulated basidiospore germination. The stimulus varied from one organic acid to the next, resulting in germination percentages of 0 to 0.0025%. The addition of the flavonoid quercetin to the culture medium promoted the germination of the Pisolithus sp. basidiospores, while rutin, a flavonol that promotes mycelial growth of Pisolithus tinctorius, did not. The germination of spores of ectomycorrhizal fungi probably involves the participation of several chemical compounds with different or overlapping roles that initiate and sustain the process. The stimulus to germination promoted by quercetin and the non- host leguminous plants indicates that the initial events in the interaction between plants and symbiotic microbes must involve conserved processes of chemical communication.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superio

Arbuscular mycorrhizal fungi (Glomeromycota) communities in tropical savannas of Roraima, Brazil

Savanna vegetation in the northern region of Brazil is jeopardized by several anthropogenic activities including cattle ranching and extensive agriculture, and soil biota of these ecosystems is virtually unknown. The soils in savannas are poor in nutrients, very acidic, and subject to drought, and under these conditions, arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) are likely to play a key role on plant nutrition and improving soil structure. In this study, we surveyed AMF communities in five savanna locations in Roraima state, Northern Brazil. AMF species were identified using two approaches: field collected spores and trap cultures. Twenty-three AMF species were identified, including 21 species in field samples, 8 species in trap cultures, of which 15 and 2 were unique to field and trap culture samples, respectively. Gigaspora margarita, Dentiscutata heterogama, and Glomus sp1 were the most frequent species recovered from all locations. AMF communities were dominated by members of Gigasporaceae that accounted for 50 to 87% of the total species richness within each location. Spore numbers differed across locations and ranged from 5 to 25 spores 100 cm−3 soil. Redundancy analysis indicated that soil organic matter was the only selected predictor among soil parameters and correlated positively with occurrence of Glomus heterosporum. We conclude that savannas in Roraima harbor a high sporulating AMF species richness with communities dominated by members of Gigasporaceae and that organic carbon is an important edaphic factor influencing AMF community composition in this ecosystem

Diversity and nitrogen fixation efficiency of rhizobia isolated from nodules of Centrolobium paraense

The objective of this work was to isolate and characterize rhizobia from nodules of Centrolobium paraense and to evaluate their symbiotic efficiency. Soil samples collected from four sites of the Roraima Cerrado, Brazil, were used to cultivate C. paraense in order to obtain nodules. Isolates (178) were obtained from 334 nodules after cultivation on medium 79. Twenty-five isolates belonging to six morphological groups were authenticated using Vigna unguiculata and they were characterized by 16S rRNA. Isolates identified as Bradyrhizobium were further characterized using rpoB gene sequencing. A greenhouse experiment was carried out with C. paraense to test the 18 authenticated isolates. Approximately 90% of the isolates grew slowly in medium 79. The 16S rRNA analysis showed that 14 authenticated isolates belong to the genus Bradyrhizobium, and rpoB indicated they constitute different groups compared to previously described species. Only four of the 11 fast-growing isolates nodulated V. unguiculata, two of which belong to Rhizobium, and two to Pleomorphomonas, which was not previously reported as a nodulating genus. The Bradyrhizobium isolates ERR 326, ERR 399, and ERR 435 had the highest symbiotic efficiency on C. paraense and showed a contribution similar to the nitrogen treatment. Centrolobium paraense is able to nodulate with different rhizobium species, some of which have not yet been described

Dinâmica de rizóbios em solo do cerrado de Roraima durante o período de estiagem Dynamic of rhizobia in the soil during the dry season in cerrado of Roraima

A fixação biológica de nitrogênio que ocorre em leguminosas é realizada por um grupo de bactérias conhecidas como rizóbios. A sobrevivência destas bactérias no solo é influenciada por diversos fatores como a temperatura, umidade e fertilidade do solo. O objetivo deste trabalho foi avaliar a dinâmica da população de rizóbios em solo após o cultivo de soja, durante o período de estiagem no cerrado de Roraima. Foram amostradas três áreas: i) cerrado nativo como referência; ii) área cultivada uma vez com soja inoculada com rizóbio; iii) e área cultivada duas vezes com soja inoculada com rizóbio em anos consecutivos. O solo foi coletado na profundidade de 0-10 cm em cinco períodos a partir do inicio da estiagem no mês de setembro de 2006 coincidindo com a época de colheita da soja e prolongando-se até março de 2007 (0, 45, 90, 135 e 180 dias). A população de rizóbios no solo foi avaliada pela técnica do número mais provável (NMP) utilizando plantas de soja e de feijão-caupi como espécies isca. Foi observado que na área nativa praticamente não existiam bactérias nodulantes de soja, mas havia uma população capaz de nodular o feijão-caupi de até algumas centenas de rizóbios por gramas de solo. O cultivo da soja utilizando sementes inoculadas elevou a população de rizóbios no solo que foi constatada por ambas às espécies de plantas isca. Nas áreas cultivadas, constatou-se uma intensa redução da população de rizóbios no solo, em especial logo após a colheita da soja, continuando o decréscimo até o último período de avaliação. Conclui-se que o cultivo da soja inoculada com rizóbio eleva a densidade de rizóbios em solo do cerrado, mas durante a estiagem ocorre uma drástica redução dessa população, que pode chegar a mais de 99% considerando o início e final do período.The biological nitrogen fixation in legumes is performed by a group of bacteria known as rhizobia. The survival of these bacteria in soils is affected by several factors, such as temperature, drought and soil fertility. This study was performed to evaluate the dynamics of rhizobia in the soil after soybean cultivation and during a dry season in the cerrado of Roraima. Three areas were sampled: i) native cerrado as reference; ii) an area previously cultivated with soybean for one season; and iii) another one cultivated for two seasons also with soybean. The soil was sampled at a depth of 0-10 cm in five times (0, 45, 90, 135 and 180 days) during the dry season (September 2006 to March 2007). The rhizobial density in the soil was evaluated by the most probable number method with infection of soybean and cowpea plants. It was observed very low number of soybean nodulating bacteria in the reference area, but a high density, of up to several hundred rhizobia capable to nodulate cowpea was measured in this same area. Cropping of soybean with inoculated seeds increased rhizobial density evaluated by both trapping hosts. In cropped areas, an intense reduction of rhizobium density was observed just after soybean harvest, and this reduction continued until the end of the period of evaluation. It was concluded that soybean cultivation increases the density of rhizobial in the cerrado soil; however, this density is drastically reduced, during the dry season, by 99% at the end of the dry period