Differences in ureide and amino acid content of water stressed soybean inoculated with Bradyrhizobium japonicum and B. elkanii

The objective of this work was to study the response to water stress of a drought sensitive soybean cultivar inoculated with Bradyrhizobium japonicum (strain CB1809, Semia 586) and B. elkanii (strain 29W, Semia 5019). CB1809 nodulated plants produced a significantly higher root fraction (19%) than 29W (14.6%). Plants inoculated with CB1809 produced less nodules and accumulated more nitrogen than those inoculated with 29W. In general, low amounts of ureides in nodules were found in watered plants inoculated with either CB1809 or 29W strains, but those levels were five-fold increased in stressed plants inoculated with CB1809. Nodules formed by strain CB1809 had aspartate and glutamate as major amino acids, while those formed by 29W had glutamate, asparagine and alanine. In nodules of plants inoculated with CB1809 aspartate showed the highest accumulation (5 µmol g-1); in stressed plants this amino acid reached a value of 26 µmol g-1, and asparagine was not detected. Nodules formed by the strain 29W accumulated 1 µmol g-1 of aspartate, whether plants were stressed or not. Asparagine was the major amino acid found in nodules from watered plants (6 µmol g-1) and the amount of this amino acid was six-fold increased when plants were water stressed.

Identificação de QTL associados à simbiose entre Bradyrhizobium japonicum, B. elkanii e soja

O objetivo deste trabalho foi identificar QTL (locos de caráter quantitativo), utilizando marcadores do tipo microssatélites (SSR), relacionados à fixação biológica de nitrogênio (FBN), em uma população F2:7 de cultivares de soja (Glycine max) com diferentes capacidades de FBN, Bossier (alta) e Embrapa 20 (média). Foram mapeados 16 marcadores, distribuídos em seis grupos de ligação, cobrindo uma região de 5% do genoma (151,6 cM). A análise de regressão identificou 12 associações significativas em quatro grupos de ligação (B1, C2, D1b e H): três para a massa da parte aérea seca, quatro para número de nódulos, duas para a massa de nódulos e três para a massa média de nódulos. Todos os QTL detectados foram de efeitos menores. Contudo, sete marcadores foram confirmados nas duas populações, indicativo de uso potencial em programas de melhoramento visando à FBN.

Potencial biotecnológico de linhagens mutantes de Bradyrhizobium elkanii caracterizado por PCR quantitativo em tempo real

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Análise comparativa das seqüências de genes da ilha simbiótica entre Bradyrhizobium elkanii e Bradyrhizobium japonicum

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Perfil transcricional de Bradyrhizobium elkanii SEMIA 587 in vitro e em simbiose com soja (Glycine max L. Merrill) através de microarranjo de DNA

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Multidimensional cluster stability analysis from a Brazilian Bradyrhizobium sp RFLP/PCR data set

The taxonomy of the N(2)-fixing bacteria belonging to the genus Bradyrhizobium is still poorly refined, mainly due to conflicting results obtained by the analysis of the phenotypic and genotypic properties. This paper presents an application of a method aiming at the identification of possible new clusters within a Brazilian collection of 119 Bradryrhizobium strains showing phenotypic characteristics of B. japonicum and B. elkanii. The stability was studied as a function of the number of restriction enzymes used in the RFLP-PCR analysis of three ribosomal regions with three restriction enzymes per region. The method proposed here uses Clustering algorithms with distances calculated by average-linkage clustering. Introducing perturbations using sub-sampling techniques makes the stability analysis. The method showed efficacy in the grouping of the species B. japonicum and B. elkanii. Furthermore, two new clusters were clearly defined, indicating possible new species, and sub-clusters within each detected cluster. (C) 2008 Elsevier B.V. All rights reserved.

Sensibilidade de estirpes de Bradyrhizobium ao glyphosate

A aplicação do glyphosate sobre a soja resistente a este herbicida pode causar prejuízos à simbiose com o rizóbio. O objetivo deste trabalho foi avaliar a sensibilidade ao herbicida glyphosate de três estirpes de Bradyrhizobium recomendadas para a produção de inoculantes de sementes de soja no Brasil. Avaliou-se o efeito das concentrações de 0,0; 5,4; 10,8; 21,6 e 43,2 µg L-1 do ingrediente ativo do glyphosate [N-(fosfonometil) glicina] no meio YM líquido sobre o crescimento de B. japonicum (estirpe SEMIA 5079) e de B. elkanii (estirpe SEMIA 5019 e estirpe SEMIA 587), por meio de leituras das densidades óticas e geração de curvas de crescimento. As reduções de crescimento na presença da menor concentração do glyphosate foram de 18% para SEMIA 5079, 29% para SEMIA 5019 e de 35% para SEMIA 587, sendo, de modo geral, quanto maior a concentração do herbicida no meio de cultura maior a inibição do crescimen­to. As estirpes apresentaram sensibilidade diferencial somente às concentrações mais baixas do glyphosate; nesse caso, foi possível determinar a seguinte ordem de sensibilidade: SEMIA 587 > SEMIA 5019 > SEMIA 5079. Essa sensibilidade diferencial é dependente da concentração do herbicida, pois na presença de 43,2 µg L-1 todas as estirpes tiveram seu crescimento severamente reduzido, não havendo diferença entre elas.

Introdução, estabelecimento e adaptação de Bradirrizóbios simbiontes da soja em a solos brasileiros.

Rizóbios microssimbiontes da soja; Introdução de estirpes nos solos brasileiros; Adaptação das estirpes de B. japonicum / B. elkanii aos solos brasileiros; Competitividade das estirpes de B elkanii SEMIA 587 e 29 W; Competitividade das estirpes do sorogrupo SEMIA 566 de B. japonicum; Variabilidade nas estirpes de Bradyrhizobium após a introdução nos solos brasileiros; Transferência horizontal de genes entre estirpes inoculantes e rizóbios indígenas ou naturalizados nos solos brasileiros.

Eficiência e competitividade de variantes espontâneos isolados de estirpes de Bradyrhizobium spp recomendadas para a cultura da soja (Glycine max)

O cultivo sucessivo de soja inoculada numa mesma área proporcionou a adaptação de uma população de rizóbios, que podem não ser tão eficientes quanto à capacidade de fixação de N2, mas apresentam alta competitividade, dificultando a introdução de novas estirpes mais eficientes. Com a finalidade de avaliar o desempenho simbiótico (eficiência e competitividade) de variantes espontâneos isolados de estirpes de B. japonicum (SEMIA 5079 e SEMIA 5080) e B. elkanii (SEMIA 587 e SEMIA 5019), realizou-se um experimento em casa de vegetação onde os variantes foram inoculados isoladamente e em diferentes combinações entre os variantes e uma estirpe comprovadamente mais competitiva (SEMIA 587 ou SEMIA 5019) a partir da adição de inóculos mistos (1/1; v/v) no cultivar de soja BR-16. Por meio da avaliação das variáveis analisadas (nodulação, produção de matéria de seca da parte aérea, N total acumulado na parte aérea e ocupação nodular), foi possível constatar que o determinante da maior eficiência em tratamentos co-inoculados não foi a ocupação nodular de determinada estirpe ou variante presente no inóculo, mas, sim, o tipo de interação (sinérgica ou antagônica) predominante no tratamento co-inoculado e que é possível selecionar variantes eficientes e competitivos para a cultura da soja a partir de estirpes parentais que já apresentam características desejáveis para utilização em inoculantes comerciais.

Especificidade hospedeira de variantes Bradyrhizobium spp em soja (cvs peking e clark), caupi e guandu

A expansão da cultura da soja evidenciou uma alta especificidade hospedeira, requerendo a pesquisa de novas estirpes que apresentassem capacidade de nodular a soja e bom potencial de competição com a população de rizóbios naturalizada nos solos. O objetivo deste trabalho foi avaliar a especificidade hospedeira de variantes isolados de estirpes de Bradyrhizobium spp quanto à nodulação e eficiência relativa de fixação de N2 atmosférico em soja (cvs peking e clark), caupi e guandu. O experimento foi realizado sob condições controladas em câmara de crescimento por meio de testes de variantes de B. japonicum e B. elkanii e suas respectivas estirpes originais quanto à habilidade de nodular soja, caupi e guandu. A colheita foi realizada aos 35 dias, sendo avaliada a nodulação (número, peso dos nódulos secos), produção de matéria seca na parte aérea, eficiência relativa de fixação de N2 atmosférico. Os variantes e estirpes de Bradyrhizobium spp nodularam Glycine max (cultivares BR-16, Clark e Peking), Vigna unguiculata e Cajanus cajan, contudo, apenas para Glycine max a interação rizóbio-leguminosa demonstrou eficiência simbiótica significativa.

Influence of fungicide seed treatment on soybean nodulation and grain yield

Biological N2 fixation is a major factor contributing to the increased competitiveness of Brazilian soybeans on the international market. However, the contribution of this process may be limited by adverse conditions to symbiotic bacteria, such as fungicide seed treatments. This study aimed to evaluate the effects of the fungicides carbendazim + thiram and carboxin + thiram on soybean nodulation, plant growth and grain yield. Two field experiments were carried out in the Cerrado region of the State of Roraima, in a soil with a low organic matter content and no soybean bradyrhizobia. In 2005, seeds were treated with fungicide carbendazim + thiram and commercial inoculants containing the Bradyrhizobium elkanii strains SEMIA 5019 and SEMIA 587 and B. japonicum strains SEMIA 5079 and SEMIA 5080. In 2006, soybean seeds were treated with the fungicides carbendazim + thiram or carboxin + thiram and inoculated separately with each one of the four strains. The plants were evaluated for number of nodules and dry weight, shoot dry weight and total N accumulated in shoots 35 days after plant emergence, while grain yield and N grain content were determined at harvest. Both fungicides reduced soybean nodulation, especially in the presence of B. elkanii strains. The fungicide carbendazim + thiram reduced nodulation by about 50 % and grain yield by more than 20 % (about 700 kg ha-1), in the treatment inoculated with of strain SEMIA 587.

Diversidade fenotípica e eficiência simbiótica de estirpes de Bradyrhizobium spp. de solos da Amazônia

Este trabalho teve como objetivo avaliar a diversidade fenotípica e a eficiência simbiótica de estirpes de Bradyrhizobium, isoladas de solos da Amazônia, sob diferentes sistemas de uso da terra (monocultura, capoeira, pastagem, floresta e sistema agroflorestal). A análise dos perfis de proteína total de 46 estirpes, obtidos por eletroforese em gel de poliacrilamida (SDS-PAGE), mostrou grande diversidade, tendo formado 11 grupos com similaridade acima de 80%. Apenas um dos grupos continha a estirpe referência de B. elkanii: BR29, recomendada como inoculante para soja. Vinte e duas estirpes testadas em vasos de Leonard, com caupi (Vigna unguiculata (L.) Walp.), induziram à produção de matéria seca e ao acúmulo de nitrogênio, na parte aérea da planta, e à eficiência relativa superiores aos da testemunha (sem N e sem inoculação). Entre as estirpes testadas, 13 induziram à produção de matéria seca e à eficiência relativa similares às da testemunha nitrogenada (com N, sem inoculação); cinco estirpes induziram a acúmulo de N superior ao da testemunha nitrogenada. Essas populações nativas são constituídas por grande diversidade de estirpes, com eficiência simbiótica variável, algumas das quais podem ser recomendadas para testes de eficiência agronômica.

Eficiência simbiótica de estirpes de Bradyrhizobium isoladas de solo do Cerrado em caupi

O objetivo deste trabalho foi avaliar as relações filogenéticas de estirpes de Bradyrhizobium e a contribuição destas estirpes para a fixação biológica de nitrogênio em caupi, em solos do Cerrado. Na avaliação da relação filogenética, o gene 16S rDNA de cada uma das estirpes foi amplificado e seqüenciado, e para a análise da eficiência simbiótica, determinou-se: N total, matéria seca das plantas, massa de nódulos e redução de acetileno, em casa de vegetação, e ocupação nodular, em experimento de campo. A maioria das estirpes estudadas pertence a B. elkanii e, pelo menos dez das estirpes, independentemente da espécie, apresentaram bom desempenho quanto à fixação biológica de N2. As estirpes BR3262, BR3280 (caracterizadas como B. elkanii) e BR3267, BR3287 e BR3288 (Bradyrhizobium sp.) mostram-se como inoculantes potenciais para o caupi, em razão do bom desempenho tanto na eficiência simbiótica quanto na ocupação nodular.

Amplification of 16S rRNA gene sequences to differentiate two highly related bradyrhizobia species

A 16S rRNA gene PCR-based assay was developed aiming at a fast molecular diagnostic method to differentiate the two phylogenetically closely related species Bradyrhizobium japonicum and B. elkanii, isolated from soybean nodules, in order to identify those more competitive and comprising greater nitrogen fixation ability for use in the formulation of commercial inoculants. The assay used was able to discriminate ten reference strains belonging to these two Bradyrhizobium species, as well as to efficiently identify 37 strains isolated from fields cultivated with soybean.

Sobrevivência de Bradyrhizobium japonicum em sementes de soja tratadas com fungicidas e os efeitos sobre a nodulação e a produtividade da cultura

A fim de garantir patamares mais elevados de fixação biológica de nitrogênio (FBN) e a sanidade das sementes de soja, o objetivo do estudo foi avaliar a influência da aplicação de diferentes fungicidas na sobrevivência de bactérias fixadoras de nitrogênio em sementes de soja e seus efeitos na nodulação das plantas e no rendimento de grãos da cultura. As avaliações de sobrevivência foram realizadas por meio do número mais provável-NMP (processo direto e indireto). Foram conduzidos ensaios sob condições de casa de vegetação, em vasos com terra não esterilizada e estudo a campo, num Latossolo Vermelho Distrófico. Os resultados obtidos demonstraram que as estirpes de rizóbio podem ser afetadas por determinados fungicidas aplicados às sementes de soja. No estudo conduzido sob condições controladas de casa de vegetação com terra de mata nativa, verificou-se um efeito negativo da aplicação dos fungicidas, promovendo redução no número e na matéria seca dos nódulos. Na avaliação a campo, em solos com população estabelecida de Bradyrhizobium japonicum/ B. elkanii, a nodulação e o rendimento de grãos da soja não foram afetados pelos diferentes fungicidas avaliados.