Avaliação de populações de possíveis rizobactérias em solos sob espécies florestais

Embora estudos recentes relatem a utilização de RCPC (Rizobactérias Promotoras de Crescimento de Plantas) no Brasil, raríssimos trabalhos avaliam a presença natural dessas espécies bacterianas no solo. O objetivo deste trabalho foi avaliar a ocorrência de RPCP em duas amostras de solo sob diferentes tipos de manejo, através da construção e do seqüenciamento de bibliotecas de DNA metagenômico. Utilizaram-se oligonucleotídeos específicos para amplificação da região hipervariável do espaço intergênico dos genes ribossomais 16S-23S de DNA extraído de diferentes solos, sob Eucalyptus sp. e sob mata. Os fragmentos obtidos foram inseridos em vetor e clonados. As bibliotecas geraram 495 clones, que foram seqüenciados e identificados através de comparações realizadas pelo software Blast. O solo sob Eucalyptus sp. apresentou maior número de RPCP do que sob mata. Os filos Actinobacteria e Proteobacteria eram maiores no solo sob Eucalyptus sp., estando o filo Firmicutes ausente no solo sob mata. Somente oito espécies diferentes de RPCP foram detectadas: Bacillus subtilis, Bacillus megaterium, Bradyrhizobium japonicum, Bradyrhizobium elkanii, Bradyrhizobium sp., Frankia sp., Pseudomonas fluorescens e Pseudomonas gladioli. O trabalho forneceu valiosos dados sobre a presença de RPCP em solos com espécies florestais e sua possível utilização em reflorestamentos, assim como para o melhor conhecimento desses microrganismos nos solos do Brasil.

Molecular analysis of the bacterial diversity in a specialized consortium for diesel oil degradation

Diesel oil is a compound derived from petroleum, consisting primarily of hydrocarbons. Poor conditions in transportation and storage of this product can contribute significantly to accidental spills causing serious ecological problems in soil and water and affecting the diversity of the microbial environment. The cloning and sequencing of the 16S rRNA gene is one of the molecular techniques that allows estimation and comparison of the microbial diversity in different environmental samples. The aim of this work was to estimate the diversity of microorganisms from the Bacteria domain in a consortium specialized in diesel oil degradation through partial sequencing of the 16S rRNA gene. After the extraction of DNA metagenomics, the material was amplified by PCR reaction using specific oligonucleotide primers for the 16S rRNA gene. The PCR products were cloned into a pGEM-T-Easy vector (Promega), and Escherichia coli was used as the host cell for recombinant DNAs. The partial clone sequencing was obtained using universal oligonucleotide primers from the vector. The genetic library obtained generated 431 clones. All the sequenced clones presented similarity to phylum Proteobacteria, with Gammaproteobacteria the most present group (49.8 % of the clones), followed by Alphaproteobacteira (44.8 %) and Betaproteobacteria (5.4 %). The Pseudomonas genus was the most abundant in the metagenomic library, followed by the Parvibaculum and the Sphingobium genus, respectively. After partial sequencing of the 16S rRNA, the diversity of the bacterial consortium was estimated using DOTUR software. When comparing these sequences to the database from the National Center for Biotechnology Information (NCBI), a strong correlation was found between the data generated by the software used and the data deposited in NCBI.

Composição diferencial das comunidades bacterianas na rizosfera de variedas de cana-de-açúcar

A cultura da cana-de-açúcar é de extrema importância no cenário agrícola nacional. No entanto, pouco se sabe sobre a estruturação das comunidades microbianas associadas aos solos e às rizosferas de tais plantas. O objetivo deste trabalho foi avaliar a estrutura e diversidade das comunidades de bactérias associadas ao solo e à rizosfera de seis variedades de cana-de-açúcar cultivadas no Estado de São Paulo (Brasil). As análises foram realizadas com base em métodos independentes de cultivo, em que a técnica de PCR-DGGE revelou alterações na rizosfera para os grupos de bactérias totais e também para os grupos de Alphaproteobacteria e Betaproteobacteria. Após essa análise, quatro amostras (três de rizosfera e uma de solo) foram usadas para o sequenciamento da região V6 do gene 16S DNAr na plataforma Ion Torrent TM. Essa análise gerou um total de 95.812 sequências, dentro das quais houve a predominância das afiliadas aos filos Actinobacteria, Proteobacteria e Acidobateria . Os resultados revelaram que as comunidades bacterianas na rizosfera são distintas daquelas encontradas no solo. Foi possível ainda observar efeito diferencial de plantas das variedades. Alguns grupos bacterianos apresentaram menor frequência na rizosfera (Acidobacteria ), enquanto outros se mostraram fortemente estimulados pela presença das raízes, comumente para todas as variedades (Betaproteobacteria , Nitrospora e Chloroflexi ), ou em respostas variedade-específicas (Bacilli e Sphingobacteria ).

Microrganismos endofíticos de mandioca de áreas comerciais e etnovariedades em três estados brasileiros

O objetivo deste trabalho foi realizar um levantamento da diversidade de microrganismos endofíticos, em plantas de mandioca (Manihot esculenta Crantz) coletadas de áreas comerciais, no Estado de São Paulo, e de etnovariedades dos estados do Amazonas e Bahia e, também, avaliar seu potencial para fixar N atmosférico e para produzir ácido indolacético. Nos três estados, foram identificadas 47 espécies de microrganismos pertencentes a 27 gêneros. Bacillus spp. foi o mais freqüente em todas as regiões. O maior número de gêneros foi encontrado em plantas provenientes do Estado do Amazonas, que apresenta a maior diversidade de microrganismos endofíticos. Amplificações por PCR do gene nifH foram avaliadas em espécies bacterianas pertencentes às gama-Proteobacteria. Isolados AIA positivos foram obtidos de material coletado em todos os estados, e foram representados por microrganismos pertencentes aos subgrupos gama-Proteobacteria, beta-Proteobacteria, Bacilli e Actinobacteria. A ocorrência de bactérias endofíticas em plantas de mandioca, com capacidade para fixar N atmosférico e produzir AIA in vitro, indica potencial para promover o crescimento da planta.

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.

Cultivable mushroom growth-promoting bacteria and their impact on Agaricus blazei productivity

The objective of this work was to identify growth-promoting bacteria isolated from Agaricus blazei and to evaluate their effect on mushroom mycelial growth and productivity. A total of 56 A. blazei-associated bacterial isolates were obtained from casing soil and identified by 16S rRNA gene sequencing. Bacteria were evaluated as to phosphate-solubilization ability, nitrogen-fixation capability, and secretion of cellulase. Superior isolates were tested for their to effect on A. blazei productivity, micelial growth, and on the contents of the polysaccharide-protein complex and of N, P, K, Ca, and Mg. Bacterial isolates were identified as actinobacteria (60%), firmicutes (20%), and proteobacteria (20%). Among them, ten isolates had phosphate-solubilization ability, eight showed nitrogen-fixation capability, and 12 isolates promoted A. blazei mycelium growth. Bacterial inoculation reduces time till harvest in up to 26 days, increases fresh mushroom yield up to 215%, and increases total polysaccharide-protein complex content twofold when compared to the non-inoculated control. The actinobacteria group is the predominant A. blazei-associated phylum.

ISOLAMENTO E CARACTERIZAÇÃO DE BACTÉRIAS SOLUBILIZADORAS DE FOSFATO DA RIZOSFERA DE Eucalyptus sp.1

RESUMO A inoculação de micro-organismos solubilizadores de fosfato, em conjunto ou não com fungos micorrízicos, pode ser alternativa para a redução dos custos de produção de eucalipto por meio da diminuição dos gastos com fertilizantes fosfatados. Dessa forma, objetivou-se com este trabalho isolar e caracterizar bactérias solubilizadoras de fosfato da rizosfera de Eucalyptussp., visando à sua coinoculação com fungos ectomicorrízicos. Entre os 24 isolados de bactérias originários do solo rizosférico de eucalipto, 12 são do filo γ-Proteobacteria e pertencentes à família Enterobacteriaceae (Enterobacter, Kluyvera e Klebsiella); 9 do filo β-Proteobacteria (Burkholderia); 1 do filo Actinobacteria (Curtobacterium); e 1 do filo Firmicutes (Enterococcus). O índice de solubilização de fosfato, calculado dividindo-se o diâmetro do halo de clareamento pelo diâmetro da colônia, variou de 0 a 11, sendo Enterococcus avium a espécie com o maior potencial de solubilização de CaHPO4in vitro. A produção de acidez em meio glicose-extrato de levedura pelos isolados bacterianos rizosféricos foi significativa, no entanto a capacidade de solubilização de CaHPO4 não se correlacionou com a acidificação do meio. Alguns isolados bacterianos promoveram forte inibição do crescimento de Pisolithus sp., isolado H4111, enquanto outros não causaram esse fenômeno. Os isolados RE 56 (Enterococcus avium), RE 41 (Burkholderia cepacea), RE 52 e RE 30 (ambos Burkholderia pyrrocinia) foram aqueles que apresentaram maior potencial para utilização em experimentos de coinoculação com fungos ectomicorrízicos.

Diversity of 16S rRNA genes from bacteria of sugarcane rhizosphere soil

Sugarcane is an important agricultural product of Brazil, with a total production of more than 500 million tons. Knowledge of the bacterial community associated with agricultural crops and the soil status is a decisive step towards understanding how microorganisms influence crop productivity. However, most studies aim to isolate endophytic or rhizosphere bacteria associated with the plant by culture-dependent approaches. Culture-independent approaches allow a more comprehensive view of entire bacterial communities in the environment. In the present study, we have used this approach to assess the bacterial community in the rhizosphere soil of sugarcane at different times and under different nitrogen fertilization conditions. At the high taxonomic level, few differences between samples were observed, with the phylum Proteobacteria (29.6%) predominating, followed by Acidobacteria (23.4%), Bacteroidetes (12.1%), Firmicutes (10.2%), and Actinobacteria (5.6%). The exception was the Verrucomicrobia phylum whose prevalence in N-fertilized soils was approximately 0.7% and increased to 5.2% in the non-fertilized soil, suggesting that this group may be an indicator of nitrogen availability in soils. However, at low taxonomic levels a higher diversity was found associated with plants receiving nitrogen fertilizer. Bacillus was the most predominant genus, accounting for 19.7% of all genera observed. Classically reported nitrogen-fixing and/or plant growth-promoting bacterial genera, such as Azospirillum, Rhizobium, Mesorhizobium, Bradyrhizobium, and Burkholderia were also found although at a lower prevalence.

Effect of point mutations on Herbaspirillum seropedicae NifA activity

NifA is the transcriptional activator of the nif genes in Proteobacteria. It is usually regulated by nitrogen and oxygen, allowing biological nitrogen fixation to occur under appropriate conditions. NifA proteins have a typical three-domain structure, including a regulatory N-terminal GAF domain, which is involved in control by fixed nitrogen and not strictly required for activity, a catalytic AAA+ central domain, which catalyzes open complex formation, and a C-terminal domain involved in DNA-binding. In Herbaspirillum seropedicae, a β-proteobacterium capable of colonizing Graminae of agricultural importance, NifA regulation by ammonium involves its N-terminal GAF domain and the signal transduction protein GlnK. When the GAF domain is removed, the protein can still activate nif genes transcription; however, ammonium regulation is lost. In this work, we generated eight constructs resulting in point mutations in H. seropedicae NifA and analyzed their effect on nifH transcription in Escherichia coli and H. seropedicae. Mutations K22V, T160E, M161V, L172R, and A215D resulted in inactive proteins. Mutations Q216I and S220I produced partially active proteins with activity control similar to wild-type NifA. However, mutation G25E, located in the GAF domain, resulted in an active protein that did not require GlnK for activity and was partially sensitive to ammonium. This suggested that G25E may affect the negative interaction between the N-terminal GAF domain and the catalytic central domain under high ammonium concentrations, thus rendering the protein constitutively active, or that G25E could lead to a conformational change comparable with that when GlnK interacts with the GAF domain.