Adaptation of Rhizobium leguminosarum to pea, alfalfa and sugar beet rhizospheres investigated by comparative transcriptomics

Background The rhizosphere is the microbe-rich zone around plant roots and is a key determinant of the biosphere's productivity. Comparative transcriptomics was used to investigate general and plant-specific adaptations during rhizosphere colonization. Rhizobium leguminosarum biovar viciae was grown in the rhizospheres of pea (its legume nodulation host), alfalfa (a non-host legume) and sugar beet (non-legume). Gene expression data were compared to metabolic and transportome maps to understand adaptation to the rhizosphere. Results Carbon metabolism was dominated by organic acids, with a strong bias towards aromatic amino acids, C1 and C2 compounds. This was confirmed by induction of the glyoxylate cycle required for C2 metabolism and gluconeogenesis in all rhizospheres. Gluconeogenesis is repressed in R. leguminosarum by sugars, suggesting that although numerous sugar and putative complex carbohydrate transport systems are induced in the rhizosphere, they are less important carbon sources than organic acids. A common core of rhizosphere-induced genes was identified, of which 66% are of unknown function. Many genes were induced in the rhizosphere of the legumes, but not sugar beet, and several were plant specific. The plasmid pRL8 can be considered pea rhizosphere specific, enabling adaptation of R. leguminosarum to its host. Mutation of many of the up-regulated genes reduced competitiveness for pea rhizosphere colonization, while two genes specifically up-regulated in the pea rhizosphere reduced colonization of the pea but not alfalfa rhizosphere. Conclusions Comparative transcriptome analysis has enabled differentiation between factors conserved across plants for rhizosphere colonization as well as identification of exquisite specific adaptation to host plants.

Polyhydroxybutyrate in Rhizobium and Bradyrhizobium: quantification and phbC gene expression

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Genetic characterization and nitrogen fixation capacity of Rhizobium strains on common bean

O objetivo deste trabalho foi a caracterização genética de quatro novas estirpes de Rhizobium e a avaliação de sua capacidade de fixação de N2 e nodulação, comparadas a estirpes comerciais e à população nativa de rizóbios de um Latossolo Vermelho. Dois experimentos foram conduzidos em blocos ao acaso, em casa de vegetação. No primeiro experimento, conduzido em tubetes com vermiculita, avaliaram-se a nodulação e a capacidade de fixação das novas estirpes, em comparação com as estirpes comerciais CIAT-899 e PRF-81 e com a população nativa do solo. Das colônias puras isoladas, extraiu-se o DNA genômico e realizou-se o seqüenciamento do espaço intergênico, para a caracterização genética das estirpes e da população nativa de rizóbios. O segundo experimento foi realizado em vasos com solo, para determinação da produtividade e da nodulação do feijoeiro, cultivar Pérola, com o uso das estirpes isoladamente ou em mistura com a PRF-81. A população nativa do solo foi identificada como Rhizobium sp. e se mostrou ineficiente na fixação de nitrogênio. Foram encontradas três espécies de Rhizobium entre as quatro novas estirpes. As estirpes LBMP-4BR e LBMP-12BR estão entre as que têm maior capacidade de nodulação e fixação de N2, e apresentam respostas diferenciadas quando misturadas à PRF-81.

Estirpes de Rhizobium tropici na inoculação do feijoeiro

Avaliando o comportamento do feijoeiro inoculado com cinco estirpes de Rhizobium tropici e a adubação mineral com nitrogênio, sobre alguns fatores relacionados à sua produtividade, utilizou-se um delineamento experimental de blocos ao acaso, com oito tratamentos constituídos pela inoculação do feijoeiro cultivar IAC Carioca com cinco estirpes de Rhizobium tropici (CIAT 899 - estirpe referência; F35; F54; F81 e CM255), dois controles sem inoculação sendo um adubado com N na semeadura e em cobertura e outro sem adubação e um cultivar não nodulante (NORH 54) adubado; com seis repetições. Avaliaram-se: número de nódulos por planta; massa de material seco da parte aérea; teor de N nas folhas; número de vagens por planta; número de grãos por planta; número de grãos por vagem; peso de 100 grãos e produtividade de grãos. A inoculação de estirpes eficientes de Rhizobium em cultivar nodulante de feijoeiro, ou o cultivo deste em solos com população nativa eficiente, pode possibilitar a não utilização de nitrogênio em cobertura na cultura do feijoeiro, sem afetar a produtividade.

Propriedades reológicas e efeito da adição de sal na viscosidade de exopolissacarídeos produzidos por bactérias do gênero Rhizobium

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Caracterização estrutural de polissacarídeos produzidos por bactérias dos gêneros Rhizobium e Mesorhizobium

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Avaliação do potencial biotecnológico de linhagens mutantes de Rhizobium tropici

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Análise de polissacarídeos essenciais para a nodulação do feijoeiro por Rhizobium tropici cultivados em diferentes fontes de carbono

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Obtenção e avaliação de mutantes exoZ- e phbAB- envolvidos no metabolismo de polímeros de carbono em Rhizobium tropici SEMIA 4080 com potencial biotecnológico

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Co-inoculação de Rhizobium tropici e Azospirillum brasilense em feijoeiro cultivado sob duas lâminas de irrigação: produção e qualidade fisiológica de sementes

Pós-graduação em Agronomia - FEIS

Desenvolvimento inicial de leguminosa forrageira em simbiose com Rhizobium em substrato tratado com biossólido da indústria de laticínios

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Evaluation of the biotechnological potential of Rhizobium tropici strains for exopolysaccharide production

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Inoculação de sementes com Azospirillum brasilense e Rhizobium tropici e adubação nitrogenada em cobertura em feijoeiro de inverno irrigado em sistema plantio direto

Pós-graduação em Agronomia - FEIS

Caracterização química dos géis produzidos pelas bactérias diazotróficas Rhizobium tropici e Mesorhizobium sp.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

ARBUSCULAR MYCORRHIZAE AND RHIZOBIUM IN ROOTING AND NUTRITION OF ANGICO-VERMELHO SEEDLINGS

The objective of this study was to evaluate the effect of inoculation of arbuscular mycorrhizae fungi (AMF) and rhizobium on rooting, growth and nutrition of seedlings of angico-red (Anadenanthera macrocarpa (Benth) Brenan) propagated by minicutting. Six progenies were used, of which were prepared cuttings with a pair of complete leaves. It was used a 55 cm(3)container filled with commercial substrate Bioplant (R). Four treatments were tested: 8 kg m-3 of superphosphate (SS) added to substrate; 4 kg m-3 SS added to substrate; 4 kg m-3 SS added to substrate and adition of a suspension solution containing rhizobium; 4 kg m-3 SS and suspension solution containing rhizobium plus 5 g of soil contaminated by AMF spores. There was no interaction among treatments for survival rate of cuttings and roots observed at bottom of the container, evaluated in the greenhouse exit (30 days) and the shade house exit (40 days), probably because the root system was still in formation. There were differences among the progeny for survival rate of the shoots, the percentage of cuttings with roots observed at bottom of the container, height, stem diameter and shoot dry weight. The evaluations of the growth characteristics of the cuttings in, particularly with respect to survival at full sun (140 days), demonstrate the efficiency of rhizobium and AMF on seedling production of this species. We conclude that the symbiotic association with rhizobium and / or FMA favors the production of seedlings of A. macrocarpa by minicutting.