Diversidade e potencial biotecnológico da comunidade bacteriana endofítica de sementes de soja

O objetivo deste trabalho foi isolar, caracterizar e identificar a comunidade bacteriana endofítica de sementes de soja e avaliar o seu potencial biotecnológico. Foram utilizadas sementes de 12 cultivares de soja. Os isolados bacterianos endofíticos obtidos foram avaliados in vitro quanto ao antagonismo a fungos fitopatogênicos, síntese de ácido indolacético (AIA) e solubilização de fosfato. A caracterização foi realizada com técnicas de isolamento, análise de restrição do DNA ribossomal amplificado (ARDRA) e sequenciamento parcial do gene 16S rDNA. Os isolados com maior potencial biotecnológico foram inoculados em sementes de soja, para se avaliar a capacidade de promoção de crescimento de plantas. Foi possível identificar 12 ribótipos por meio da ARDRA, que foram classificados como: Acinetobacter, Bacillus, Brevibacterium, Chryseobacterium, Citrobacter, Curtobacterium, Enterobacter, Methylobacterium, Microbacterium, Micromonospora, Pantoea, Paenibacillus, Pseudomonas, Ochrobactrum, Streptomyces e Tsukamurella. Quanto ao potencial biotecnológico da comunidade, 18% dos isolados controlaram o crescimento de fungos fitopatogênicos, 100% produziram AIA, e 39% solubilizaram fosfato. O isolado 67A(57) de Enterobacter sp. aumentou significativamente a massa de matéria seca da raiz. A inoculação de isolados com elevado potencial biotecnológico em avaliações in vitro não promoveu o crescimento de plantas de soja na maioria dos casos.

Diversidade bacteriana da rizosfera de genótipos de milho contrastantes na eficiência de uso de fósforo

O objetivo deste trabalho foi avaliar a diversidade funcional e genética de bactérias associadas à rizosfera de genótipos de milho contrastantes quanto à eficiência de uso de fósforo, por meio do teste de fontes de carbono no sistema EcoPlate e da eletroforese em gel de gradiente desnaturante (DGGE) dos fragmentos amplificados dos genes 16S ribossomais (rDNA) das bactérias. Foram coletadas amostras de solo da rizosfera de linhagens e híbridos contrastantes quanto à eficiência de uso de fósforo, cultivados em Latossolo Vermelho-Escuro fase cerrado, com baixo e alto teor de P. Bactérias da rizosfera de híbridos e linhagens eficientes, sob estresse de P, analisadas pelo sistema EcoPlate, tenderam a se agrupar conforme a análise de componentes principais, o que indica que utilizaram fontes de carbono semelhantes. Não houve diferença na diversidade bacteriana, analisada pela DGGE, entre bactérias associadas a genótipos eficientes e ineficientes no uso de P. Com base no sequenciamento do 16S rDNA, foi verificado que a rizosfera de genótipos de milho sob estresse de P parece selecionar grupos específicos de bactérias. A estrutura populacional genética e metabólica de bactérias da rizosfera foi mais influenciada pelo teor de fósforo no solo do que pela eficiência das plantas em usar o fósforo.

Comunidade bacteriana como indicadora do efeito de feijoeiro geneticamente modificado sobre organismos não alvo

O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito do feijoeiro geneticamente modificado quanto à resistência ao Bean Golden Mosaic Vírus, BGMV (Olathe M1-4), sobre organismos não alvo. De um experimento implantado no campo, em delineamento inteiramente casualizado, com dois tratamentos (Olathe Pinto e evento elite Olathe M1-4), dois períodos amostrais (estádio V4 e R6) e dez repetições, obtiveram-se células bacterianas cultivadas e não cultivadas da rizosfera e do solo não rizosférico, para as quais se procedeu à extração de DNA total. A região V6-V8 do 16S rDNA foi amplificada para a comunidade bacteriana total, e também realizou-se amplificação com iniciadores específicos para o subgrupo alfa (α) do filo Proteobacteria a partir de células não cultivadas. Foram obtidos dendrogramas comparativos entre a variedade Olathe Pinto (convencional) e o evento elite Olathe M1-4 (geneticamente modificado) utilizando-se o coeficiente de Jaccard e o método UPGMA (Unweighted pair-group method with arithmetic mean). Os agrupamentos obtidos dos perfis de 16S rDNA PCR-DGGE indicam alterações na comunidade bacteriana da rizosfera em função da transformação das plantas são mais notáveis nos perfis obtidos para alfa-proteobacteria. A origem das amostras e o estágio de desenvolvimento das plantas afetam a comunidade bacteriana.

Caracterização molecular de acessos de Cratylia argentea e sua relação filogenética com outras leguminosas

O objetivo deste trabalho foi realizar a caracterização molecular de 11 acessos de Cratylia argentea, com base no sequenciamento da região ITS (ITS1/5,8S/ITS2), bem como o estabelecimento de suas relações filogenéticas com outras leguminosas. As relações filogenéticas dessa espécie com outras 15 leguminosas foram estabelecidas com o uso de sequência do gene que codifica a subunidade 18S do rRNA (rDNA 18S). A amplificação do DNA da região ITS/5,8S dos 11 acessos revelou uma única banda de aproximadamente 650 pb. Sequências ITS/5,8S foram obtidas de todos os acessos analisados e depois alinhadas com a região ITS/5,8S da leguminosa Galactia striata. O tamanho das sequências ITS/5,8S dos acessos de C. argentea variou de 565 a 615 pb. Os conteúdos médios de G + C nas regiões ITS1 e ITS2 variaram entre 46 e 47%. O alinhamento múltiplo das seqüências ITS/5,8S dos acessos de C. argentea com Galactia striata revelou a presença de deleções e inserções. Os acessos de C. argentea constituíram um único clado politômico. A análise filogenética de C. argentea demonstrou que essa espécie está incluída no clado das Diocleinae verdadeiras e que os gêneros Calopogonium e Pachyrhizus estão fora desse clado.

Caracterização fenotípica e molecular de esporos de fungos micorrízicos arbusculares mantidos em banco de germoplasma

O objetivo deste trabalho foi caracterizar fenotípica e genotipicamente isolados de espécies de fungos micorrízicos arbusculares (FMA) mantidos em cultura pura e avaliar a aplicabilidade da técnica PCR-DGGE desenvolvida para Gigaspora, na identificação molecular de espécies de FMA pertencentes a outros gêneros. A caracterização fenotípica das espécies foi realizada de acordo com critérios morfológicos, descritos pela taxonomia, e com uso de descrições originais das espécies presentes na literatura especializada. A análise genotípica foi feita com base na discriminação específica da região V9 do 18S rDNA, que permitiu a diferenciação das espécies e não revelou qualquer diferença entre os isolados geográficos de Glomus clarum, e entre os de Glomus etunicatum. Isto indica a aplicabilidade da técnica para a avaliação da pureza genética e discriminação de espécies de FMA.

Atividade celulolítica de fungos isolados de bagaço de cana-de-açúcar e madeira em decomposição

O objetivo deste trabalho foi identificar isolados de fungos a partir de bagaço de cana-de-açúcar e madeira em decomposição e avaliar a sua atividade celulolítica em bagaço de cana. Cinco isolados foram avaliados, tendo-se como referências os fungos Trichoderma reesei QM9414 e T. reesei RUT C30. A atividade celulolítica foi estimada pela capacidade hidrolítica do extrato enzimático dos fungos cultivados em bagaço de cana sobre os substratos papel de filtro (atividade celulolítica total) e carboximetilcelulose sódica (atividade da endoglucanase). Os isolados foram identificados pela análise molecular da região 26S rDNA. Os gêneros Paecilomyces, Aspergillus, Acremonium/Penicillium e Trichoderma foram identificados. Embora T. reesei QM9414 tenha apresentado a mais alta atividade celulolítica total, alguns isolados também apresentaram alta atividade de endoglucanase. A biodiversidade, em nichos como bagaço de cana-de-açúcar, pode fornecer linhagens de fungos celulolíticos com grande potencial biotecnológico.

Identification and characterization of pathogenic Pestalotiopsis species to pecan tree in Brazil

The objective of this work was to characterize and cluster isolates of Pestalotiopsis species and to identify those that are pathogenic to pecan, based on morphological and molecular characters. Pestalotiopsis spp. isolates were identified by sequencing the internal transcribed spacer (ITS) and β?tubulin regions. Identification methods were compared to indicate the key morphological characters for species characterization. Thirteen isolates were used for the pathogenicity tests. Morphological characterization was performed using the following variables: mycelial growth rate, sporulation, colony pigmentation, and conidial length and width. Ten pathogenic isolates were identified, three as -tubulin regions. Identification methods were compared to indicate the key morphological characters for species characterization. Thirteen isolates were used for the pathogenicity tests. Morphological characterization was performed using the following variables: mycelial growth rate, sporulation, colony pigmentation, and conidial length and width. Ten pathogenic isolates were identified, three as Pestalotiopsis clavispora and three as P. cocculi. The other isolates remained as an undefined species. The morphological characters were efficient for an initial separation of the isolates, which were grouped according to differences at species level, mainly colony diameter, which was identified as an important morphological describer. Beta-tubulin gene sequencing was less informative than the ITS region sequencing for species identification.

Ocorrência de Ceratocystis fimbriata em Kiwi (Actinidia deliciosa) no sul do Brasil

Em uma inspeção de rotina em uma plantação de kiwi (Actinidia deliciosa), constataram-se plantas com sintomas de murcha, morte e escurecimento interno dos tecidos do caule. Isolamentos a partir de tecidos infectados e do solo rizosférico permitiram a obtenção de cultura de um fungo com características morfológicas similares a Ceratocystis fimbriata, cuja identificação foi confirmada a partir do sequenciamento da região ITS do rDNA. O teste de patogenicidade foi realizado nas variedades Monty e Farroupilha. Constatou-se que o agente causal da doença em kiwi pertence ao complexo Ceratocystis fimbriata e ao clado da América Latina, e os isolados inoculados foram patogênicos às duas variedades testadas.

Avaliação da eficiência de degradação de hidrocarbonetos aromáticos por bactérias provinientes de estação de tratamento de efluente de refinaria de petróleo

Three bacterial strains were isolated from the activated sludge system of petroleum refinery wastewater, identified by partial sequencing of 16S rDNA, and classified as Acinetobacter genomospecies 3, Bacillus pumilus, and Bacillus flexus. The degradation efficiency of aromatic hydrocarbons was evaluated by gas chromatography with a flame ionization detector. In a mineral medium containing anthracene and phenanthrene and the consortium of microorganisms, the removal efficiency was 96% and 99%, respectively, after 30 days. The good rate of hydrocarbon degradation proves the operational efficiency of the microbial consortium in treating effluents containing these compounds.

Molecular and pathogenic variability of Drechslera isolates from oats

Severe epidemics of leaf blotch and black leaf spot of oat (Avena sativa) caused by Drechslera avenae and Drechslera sp., respectively, are frequently observed in the State of Paraná, Brazil. Although some morphological differences between the isolates causing two different symptoms were noticed, the genetic relationship between them was not clear. Twenty-four isolates of D. avenae and Drechslera sp, collected between 1996-98, were assessed for the genetic variability by molecular and pathogenic analyses. The amplification products using primer pair ITS4/ITS5 showed a fragment length of approximately 600 bp for all the isolates except for one black spot isolate, where the fragment length was approximately 550 bp. Restriction enzymes Hinf I and Taq I, that cut in the ITS region, produced similar restriction patterns for all the isolates, whereas four others produced variable restriction patterns. RAPD analysis also showed distinctive patterns for some isolates. No clear difference between the black spot and the leaf blotch isolates was observed either by the molecular or by the pathogenicity analysis. Nonetheless, the rDNA analysis suggests that Drechslera probably comprises at least three distinct taxa. The results indicate that the difference observed between the isolates originating from two types of symptoms is due to intra-specific variants of D. avenae.

Genetic diversity among isolates of stemphylium solani from cotton

The fungus Stemphylium solani causes leaf blight of tomato (Lycopersicon esculentum) in Brazil. In recent years, severe epidemics of a new leaf blight of cotton (Gossipium hyrsutum) caused by S. solani occurred in three major cotton-growing Brazilian states (PR, MT and GO). Molecular analysis was performed to assess the genetic diversity among the S. solani isolates from cotton, and to verify their relationship with representative S. solani isolates from tomato. Random amplified polymorphic DNA (RAPD) markers and internal transcribed spacers of ribosomal DNA (rDNA) were used to compare 33 monosporic isolates of S. solani (28 from cotton and five from tomato). An isolate of Alternaria macrospora from cotton was also used for comparison. RAPD analysis showed the presence of polymorphism between the genera and the species. The A. macrospora and the S. solani isolates from cotton and tomato were distinct from each other, and fell into separate groups. Variation by geographic region was observed for the tomato isolates but not for the cotton isolates. Amplifications of the ITS region using the primer pair ITS4/ITS5 resulted in a single PCR product of approximately 600 bp for all the isolates. Similarly, when amplified fragments were digested with eight restriction enzymes, identical banding patterns were observed for all the isolates. Hence, rDNA analysis revealed no inter-generic or intra-specific variation. The genetic difference observed between the cotton and the tomato isolates provides evidence that S. solani attacking cotton in Brazil belongs to a distinct genotype.

Análise de restrição de DNA ribossomal amplificado (ARDRA) pode diferenciar Fusarium solani f. sp. phaseoli de F. solani f. sp. glycines

Métodos moleculares têm sido utilizados para caracterizar a diversidade entre isolados de Fusarium spp. patogênicos e não patogênicos a uma cultura e, para determinar relações genéticas entre formae speciales. Testes de patogenicidade realizados em soja (Glycine max) e feijoeiro (Phaseolus vulgaris) com 17 isolados de Fusarium solani não demonstraram especificidade de hospedeiros. Utilizou-se a técnica ARDRA (Amplified Ribosomal DNA Restriction Analysis) para analisar a região ITS1 - 5,8S rDNA - ITS2, amplificada com os primers ITS5 e ITS4. Os produtos amplificados foram digeridos com as enzimas de restrição Hae III e Msp I. Os padrões de bandas gerados pela digestão com a enzima Hae III permitiram diferenciar três grupos entre os isolados de F. solani, sendo um grupo específico para isolados de F. solani f. sp. phaseoli com 100% de similaridade entre os 11 isolados. Entre os isolados de F. solani f. sp glycines foram observados dois padrões distintos de restrição. A técnica de ARDRA utilizando a enzima Hae III apresenta, portanto, potencial para utilização como um marcador para diferenciação entre as formae specialesphaseoli e glycines, dentro do complexo F. solani.

Genetic variation among pathogens causing "Helminthosporium" diseases of rice, maize and wheat

Twenty isolates of four fungal species, agents of "Helminthosporium" diseases in cereals, were collected from different regions: nine Bipolarisoryzae isolated from rice (Oryza sativa), seven B.sorokiniana from wheat (Triticum aestivum), two B. maydis, and two Exserohilumturcicum from maize (Zea mays). The strains were compared by PCR-RFLP and RAPD analysis. Size polymorphism among the isolates in the ITS region comprising the 5.8 S rDNA indicated genetic differences among the isolates, while a UPGMA phenogram constructed after the digestion of this region with restriction enzymes showed inter- and intra-specific polymorphism. The RAPD profiles indicated an expressive level of polymorphism among different species, compared with a low level of polymorphism among isolates of the same species. A UPGMA phenogram grouped the isolates according to the species and their host plant. RAPD profiles did not reveal polymorphism that directly correlated climatic factors with geographic source of the isolates of B. sorokiniana, and B. oryzae. Teleomorphic species revealed high similarity with their correspondent anamorphs.

Variability in ribosomal DNA genic and spacer regions in Verticillium dahliae isolates from different hosts

Using PCR-based assays with specific primers for amplification of the ribosomal DNA intergenic spacer region (IGS) and a portion of the mitochondrial DNA small subunit ribosomal RNA gene (mtDNA SSU rRNA), the genetic variability among Verticillium dahliae isolates from olive (Olea europaea) and other host species from Argentina and Brazil was estimated. The derived UPGMA-generated phenograms based upon the restriction fingerprinting data of rDNA IGS products revealed genetic differences, correlating with the host of origin. Isolates infecting olive genetically distinct from those from cocoa (Theobroma cacao) and sunflower (Helianthus annuus). Digestion of mitochondrial DNA SSU rRNA PCR products revealed less variability, distinguishing only one isolate from sunflower. Ribosomal DNA ITS restriction patterns were identical for all isolates of V. dahliae, irrespective of host of origin. These preliminary results may have relevance for Verticillium wilt control practices, possibly reflecting a different evolutionary origin, or reproductive isolation of the pathogen in olive, distinct from populations of other hosts.

First report of black rot of Colocasia esculenta caused by Ceratocystis fimbriata in Brazil

Ceratocystis fimbriata was found sporulating in gray to black discolored areas on edible corms of Colocasia esculenta found in supermarkets in the states of São Paulo, Rio de Janeiro, Bahia, Rondônia and the Distrito Federal. In most cases the corms were grown in the state of São Paulo. The black rot appeared to occur post-harvest. Sequences of rDNA indicated that the Colocasia sp. isolates belong to the Latin American clade of the C. fimbriata complex, but the isolates were more aggressive than isolates from Ficus carica and Mangifera indica, in pseudopetioles of C. esculenta.