Symbiotic capability of calopo rhizobia from an agrisoil with different crops in Pernambuco

Biological nitrogen fixation by rhizobium-legume symbiosis represents one of the most important nitrogen sources for plants and depends strongly on the symbiotic efficiency of the rhizobium strain. This study evaluated the symbiotic capacity of rhizobial isolates from calopo (CALOPOGONIUM MUCUNOIDES) taken from an agrisoil under BRACHIARIA DECUMBENS pasture, sabiá (MIMOSA CAESALPINIIFOLIA) plantations and Atlantic Forest areas of the Dry Forest Zone of Pernambuco. A total of 1,575 isolates were obtained from 398 groups. A single random isolate of each group was authenticated, in randomized blocks with two replications. Each plant was inoculated with 1 mL of a bacterial broth, containing an estimated population of 10(8) rhizobial cells mL-1. Forty-five days after inoculation, the plants were harvested, separated into shoots, roots and nodules, oven-dried to constant mass, and weighed. Next, the symbiotic capability was tested with 1.5 kg of an autoclaved sand:vermiculite (1:1) mixture in polyethylene bags. The treatments consisted of 122 authenticated isolates, selected based on the shoot dry matter, five uninoculated controls (treated with 0, 50, 100, 150, or 200 kg ha-1 N) and a control inoculated with SEMIA 6152 (=BR1602), a strain of BRADYRHIZOBIUM JAPONICUM The test was performed as described above. The shoot dry matter of the plants inoculated with the most effective isolates did not differ from that of plants treated with 150 kg ha-1 N. Shoot dry matter was positively correlated with all other variables. The proportion of effective isolates was highest among isolates from SABIÁ forests. There was great variation in nodule dry weight, as well as in N contents and total N.

Characterization of Exopolysaccharides Produced by Rhizobia Species

ABSTRACT Increasing attention has been given, over the past decades, to the production of exopolysaccharides (EPS) from rhizobia, due to their various biotechnological applications. Overall characterization of biopolymers involves evaluation of their chemical, physical, and biological properties; this evaluation is a key factor in understanding their behavior in different environments, which enables researchers to foresee their potential applications. Our focus was to study the EPS produced by Mesorhizobium huakuii LMG14107, M. loti LMG6125, M. plurifarium LMG11892,Rhizobium giardini bv. giardiniH152T, R. mongolense LMG19141, andSinorhizobium (= Ensifer)kostiense LMG19227 in a RDM medium with glycerol as a carbon source. These biopolymers were isolated and characterized by reversed-phase high-performance liquid chromatography (RP-HPLC), Fourier transform infrared (FTIR), and nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopies. Maximum exopolysaccharide production was 3.10, 2.72, and 2.50 g L-1for the strains LMG6125, LMG19227, and LMG19141, respectively. The purified EPS revealed prominent functional reactive groups, such as hydroxyl and carboxylic, which correspond to a typical heteropolysaccharide. The EPS are composed primarily of galactose and glucose. Minor components found were rhamnose, glucuronic acid, and galacturonic acid. Indeed, from the results of techniques applied in this study, it can be noted that the EPS are species-specific heteropolysaccharide polymers composed of common sugars that are substituted by non-carbohydrate moieties. In addition, analysis of these results indicates that rhizobial EPS can be classified into five groups based on ester type, as determined from the 13C NMR spectra. Knowledge of the EPS composition now facilitates further investigations relating polysaccharide structure and dynamics to rheological properties.

Efetividade da inoculação com rizóbio e fungos micorrízicos arbusculares em mudas de sabiá submetidas a diferentes níveis de fósforo

Visando otimizar a produção de mudas de sabiá (Mimosa caesalpiniifolia Benth), foi conduzido um experimento para avaliar a efetividade da dupla inoculação com fungos micorrízicos arbusculares (FMA) e rizóbio. Os tratamentos, arrumados em esquema fatorial consistiram de presença e ausência de Rhizobium sp. e de FMA (Glomus etunicatum, Acaulospora morrowae e A. longula), e de três níveis de P (0, 20 e 40 kg/ha de P2O5, na forma de superfosfato triplo). A aplicação de P na ausência e na presença dos fungos não favoreceu o desenvolvimento das plantas. As mudas com a dupla inoculação apresentaram valores significativos no crescimento, área foliar, altura das plantas, atividade da enzima nitrogenase, porcentagem de colonização radicular e outros parâmetros analisados, independentemente do nível de P usado. A nodulação do sabiá foi favorecida pela micorrização, uma vez que as mudas inoculadas apenas com Rhizobium apresentaram nodulação significativamente menor. Houve aumento da colonização micorrízica e diminuição da esporulação na presença de Rhizobium.

Cultivares de alfafa em área de influência da Mata Atlântica no Estado de Minas Gerais

Este trabalho teve como objetivo avaliar o potencial forrageiro de cultivares de alfafa (Medicago sativa L.) em área de influência da Mata Atlântica no Estado de Minas Gerais. Foram avaliadas 30 cultivares de alfafa em delineamento de blocos ao acaso com três repetições. As sementes foram infectadas com a estirpe de Rhizobium melilotii BR 7407. No período das chuvas e da seca houve diferenças significativas entre as cultivares quanto ao potencial de produção de forragem, relação folha/caule e tolerância a pragas e doenças. Quanto ao teor de proteína bruta, houve diferenças significativas entre as cultivares, somente no período das chuvas. As cultivares que se destacaram na maioria dos parâmetros avaliados foram a Crioula, P30, Monarca e Flórida 77. As maiores produções de forragem nas estações das chuvas e da seca foram obtidas pela cultivar Crioula, constituindo, assim, boa opção para o cultivo da alfafa na Zona da Mata de Minas Gerais.

Tolerância de rizóbios de diferentes procedências ao zinco, cobre e cádmio

Sessenta estirpes/isolados dos gêneros Bradyrhizobium, Rhizobium, Sinorhizobium, Mesorhizobium e Azorhizobium, procedentes de diferentes locais (Mata Atlântica, Amazônia, culturas agrícolas e experimentos com metais pesados) e de espécies hospedeiras pertencentes às subfamílias Papilionoideae, Mimosoideae e Caesalpinoideae, foram avaliadas quanto à tolerância a Zn, Cu e Cd em meio YMA modificado pela adição de tampões biológicos (HEPES e MES) e suplementados com Cu (0 a 60 mg L-1), Cd (0 a 60 mg L-1) e Zn (0 a 1.000 mg L-1). Mediante padrões de crescimento atribuídos às culturas nas diferentes concentrações dos metais, avaliaram-se as concentrações máximas toleradas e as doses tóxicas destes metais para redução de crescimento em 25% (DT25) e 50% (DT50). Não houve influência da procedência na concentração máxima de metal tolerada. A ordem de sensibilidade aos metais, considerando-se as concentrações máximas toleradas, foi Azorhizobium > Rhizobium = Mesorhizobium = Sinorhizobium > Bradyrhizobium. A DT25 e a DT50 foram úteis para diferenciarem estirpes/isolados de um mesmo gênero, que atingiram a mesma concentração máxima tolerada a Zn, Cu e Cd. A ordem de toxicidade dos metais estudados foi Cu > Cd > Zn.

Preservation of rhizobia by lyophilization with trehalose

The objective of this study was to determine if trehalose can effectively enhance the viability and storage lifetime of Rhizobium tropici and Rhizobium etli after lyophilization as compared to the traditional protective combination of sucrose and peptone. Two strains of bean-nodulating rhizobia were effectively preserved in the lyophilized state by 100 mM trehalose, and survived for at least 12 days, even when stored under non-ideal conditions. Trehalose provided better protection than the sucrose/peptone combination. When protective excipients were introduced inside the cells, strain CFN 42 was more sensitive to the type of additive used than strain CIAT 899, probably because CIAT 899 produces beta (1-2) glucan, which may have a protective effect. beta (1-2) glucan combined with sucrose protected better than trehalose against leakage from freeze-dried liposomes, but by itself it had no protective capability. There was a high level of unfrozen water associated with the hydrated glucan, in addition to a thermal event at approximately 70ºC, corresponding to an observed gel-sol transition in the glucan. These findings may shed light on the mechanism by which the glucan contributes to the protection of dried cells and liposomes, and may lead to further improvements in rhizobial inoculants.

Nodulação em cultivares de feijão dos conjuntos gênicos andino e meso-americano

O objetivo deste trabalho foi determinar a capacidade de nodulação e a especificidade de feijão (Phaseolus vulgaris L.) dos conjuntos gênicos andino e meso-americano submetidos a inóculo de Rhizobium. O experimento foi estabelecido em parcelas subdivididas em blocos ao acaso, com quatorze cultivares de feijão e três estirpes de Rhizobium (R. etli KIM 5, R. etli CIAT 632 e R. tropici CIAT 899). Somente as cultivares andinas WAF 15, WAF 7, Mineiro Precoce, WAF 6 e Antioquia 8 apresentaram especificidade na nodulação. Em relação à massa seca dos nódulos, houve diferenças significativas dos tratamentos de inoculação nas cultivares andinas WAF 15, WAF 7, WAF 6 e Diacol Andino, e na cultivar meso-americana Ouro Negro. Nenhuma das cultivares restringiu a nodulação, embora tenham sido verificadas diferenças de até 53 e 103 vezes no número e massa de nódulos por planta, respectivamente. Considerando todas as cultivares e estirpes de rizóbio, WAF 15 foi a cultivar com melhor desempenho em número e massa nodular. WAF 6 foi a cultivar de pior desempenho, chegando quase ao nível de restrição da nodulação com a estirpe R. etli CIAT 632.

Caracterização genética de rizóbios nativos dos tabuleiros costeiros eficientes em culturas do guandu e caupi

O objetivo deste trabalho foi caracterizar geneticamente sete estirpes de rizóbios nativos dos tabuleiros costeiros de Sergipe com alta eficiência de fixação biológica do N2 em associação com guandu (Cajanus cajan) e caupi (Vigna unguiculata). A amplificação do DNA pela técnica de PCR (polymerase chain reaction) com o oligonucleotídeo específico BOX indicou um grau elevado de diversidade genética, uma vez que todas as estirpes apresentaram perfis únicos de DNA. A análise por BOX-PCR revelou, ainda, que essa metodologia é eficiente para diferenciar estirpes, mas não para a diferenciação de espécies de rizóbio. Pela técnica do RFLP (restriction fragment length polymorphism) da região do DNA que codifica o gene 16S rRNA e da região intergênica entre os genes 16S e 23S rRNA, com cinco enzimas de restrição, bem como pelo seqüenciamento parcial da região do 16S rRNA, foi possível classificar as estirpes nos gêneros Bradyrhizobium e Rhizobium. Houve coerência entre as análises envolvendo a região do 16S rRNA, mas o agrupamento com uma das estirpes diferiu pela análise do espaço intergênico. Os resultados obtidos com a estirpe R11 indicam variabilidade genética elevada em relação às espécies de rizóbios descritas, inclusive diferindo em diversas bases da região do 16S rRNA, e podem indicar uma nova espécie.

Composição de exopolissacarídeos produzidos por estirpes de rizóbios cultivados em diferentes fontes de carbono

O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito de diferentes fontes de carbono na composição dos exopolissacarídeos produzidos por Rhizobium tropici SEMIA 4077 e SEMIA 4080, e o efeito da inoculação dessas estirpes na nodulação em feijoeiro. As fontes de carbono utilizadas interferiram nas concentrações de galactose e glicose dos exopolissacarídeos, que foram maior na SEMIA 4080 em meio com sacarose. Embora a SEMIA 4080 tenha liberado grande quantidade de exopolissacarídeos na cultura, não houve diferença entre as estirpes quanto ao número de nódulos do feijoeiro, independentemente da fonte de carbono utilizada no preparo do inóculo. No parâmetro matéria seca de nódulos, houve diferença entre as estirpes, independentemente da fonte de carbono utilizada no preparo do inóculo.

Inoculação de Bradyrhizobium em soja por pulverização em cobertura

O objetivo deste trabalho foi avaliar um método de inoculação de Bradyrhizobium em soja, por meio de pulverização em cobertura. Um experimento foi conduzido no Cerrado de Roraima com os tratamentos: controle sem inoculação; inoculação padrão com duas doses de inoculante comercial por hectare aplicadas às sementes; inoculação em cobertura, com o triplo da dose utilizada no padrão, 18 dias após a emergência das plantas (DAE); e adubação com 200 kg ha-1 de nitrogênio, sem inoculação. A inoculação em cobertura aumentou a nodulação e a matéria seca das plantas aos 45 e 60 DAE; proporcionou, também, produtividade de grãos e acúmulo de nitrogênio igual ao tratamento nitrogenado e foi superior ao controle. A inoculação em cobertura foi inferior ao padrão apenas na produtividade de grãos.

Caracterização de rizóbios indicados para produção de inoculantes por meio de sequenciamento parcial do 16S rRNA

O objetivo deste trabalho foi confrontar as sequências parciais do gene 16S rRNA de estirpes padrão de rizóbios com as de estirpes recomendadas para a produção de inoculantes no Brasil, com vistas à verificação da confiabilidade do sequenciamento parcial desse gene para a identificação rápida de estirpes. Foram realizados sequenciamentos através de reação em cadeia da polimerase (PCR) com iniciadores relativos à região codificadora do gene 16S rRNA entre as bactérias estudadas. Os resultados foram analisados pela consulta de similaridade de nucleotídeos aos do "Basic Local Alignment Search Tool" (Blastn) e por meio da interpretação de árvores filogenéticas geradas usando ferramentas de bioinformática. A classificação taxonômica das estirpes Semia recomendadas para inoculação de leguminosas com base em propriedades morfológicas e especificidade hospedeira não foi confirmada em todas as estirpes. A maioria das estirpes estudadas, consultadas no Blastn, é consistente com a classificação proposta pela construção de árvores filogenéticas das sequências destas estirpes, com base na similaridade pelo sequenciamento parcial do gene considerado.

Simbiose de bactérias fixadoras de nitrogênio com feijoeiro-comum em diferentes valores de pH

O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito do pH do meio de cultivo na eficiência simbiótica de estirpes de Rhizobium, em solo com e sem calagem. Foram realizados experimentos em casa de vegetação, com e sem calagem, e no campo, apenas com calagem. O delineamento experimental utilizado foi de blocos ao acaso com quatro repetições, e os tratamentos foram cinco estirpes de Rhizobium (UFLA 02-100, UFLA 02-68, UFLA 04-195, UFLA 04-202 e CIAT 899), cultivadas em meio de cultura 79 com diferentes valores de pH (5,0, 6,0 e 6,9), e testemunhas sem inoculação, com ou sem nitrogênio mineral. Foram avaliados número e massa de matéria seca de nódulos, massa de matéria seca da parte aérea, eficiência relativa, teor e acúmulo de nitrogênio na parte aérea e nos grãos, número de vagens por planta, número de grãos por vagem e rendimento e massa de 100 grãos. O valor de pH ideal para o meio de cultivo variou com as estirpes e com a variável analisada. Os tratamentos que receberam calagem foram superiores aos demais. No campo, independentemente do pH do inoculante, as populações nativas do solo e as estirpes introduzidas promoveram rendimento de grãos semelhante ao da testemunha com 70 kg ha-1 de N e ao da estirpe referência CIAT 899.

Aplicação de nitrogênio e inoculação com rizóbio em feijoeiro cultivado após milho consorciado com braquiária

O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito de doses de nitrogênio (N) e de inoculação de Rhizobium tropici em feijoeiro cultivado no sistema plantio direto, em sucessão ao milho safrinha consorciado com Urochloa brizantha (Syn. Brachiaria bryzantha) ou Urochloa ruziziensis (Syn. Brachiaria ruziziensis). Dois experimentos foram conduzidos, durante dois anos agrícolas, em Latossolo Vermelho distroférrico. Utilizou-se o delineamento de blocos ao acaso, em parcelas subdivididas, com quatro repetições. As parcelas foram constituídas pela inoculação ou não de R. tropici nas sementes, e as subparcelas por quatro doses de N (0, 35, 70 e 140 kg ha-1). Foram feitas avaliações quanto ao número de nódulos por planta, matéria seca de nódulos, teor de N na folha, matéria seca da parte aérea, N acumulado na parte aérea, número de vagens por planta e produtividade de grãos. As variáveis avaliadas, em geral, não foram influenciadas pela inoculação de R. tropici. O acréscimo das doses de N diminuiu a nodulação e aumentou a produção de matéria seca, o teor e o acúmulo de N da parte aérea do feijoeiro. A produtividade de grãos do feijoeiro foi pouco influenciada pela adubação nitrogenada.

Promoção do crescimento vegetal e diversidade genética de bactérias isoladas de nódulos de feijão-caupi

O objetivo deste trabalho foi avaliar o potencial de promoção do crescimento vegetal e a diversidade genética de bactérias isoladas de nódulos de feijão-caupi cultivado em solos do Cerrado piauiense. Avaliaram-se 26 estirpes quanto à capacidade de fixar nitrogênio em vida livre, solubilizar fosfatos inorgânicos, produzir ácido-3-indolacético (AIA) na ausência e na presença do aminoácido triptofano (100 mg L-1), produzir nódulos e promover o crescimento de feijão-caupi em vasos Leonard. Nenhuma estirpe fixou nitrogênio em vida livre, e 69% foram capazes de solubilizar fosfato de cálcio in vitro. Na presença de triptofano, todas as estirpes foram capazes de sintetizar o AIA em meio 79, e 80% sintetizaram o AIA em meio DYGS. Apenas quatro estirpes nodularam o feijão-caupi. O sequenciamento do gene 16S rRNA identificou as estirpes nodulíferas como pertencentes aos gêneros Bradyrhizobium, Rhizobium, Bacillus e Paenibacillus. Entre as estirpes não nodulíferas promotoras do crescimento do feijão-caupi, estão os gêneros Bacillus e Paenibacillus.

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.