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Dissertação de Mestrado
DOI
10.11606/D.11.2009.tde-10022009-154643
Documento
Autor
Nome completo
Laura de Castro Assumpção
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
Piracicaba, 2008
Orientador
Banca examinadora
Menten, Jose Otavio Machado (Presidente)
Lacava, Paulo Teixeira
Tavares, Maria Helena Santini Campos
Título em português
Diversidade da comunidade bacteriana endofítica de sementes de soja e o seu potencial biotecnológico
Palavras-chave em português
Bactérias - Técnicas moleculares
Biotecnologia
Enterobacter
Fixação de nitrogênio
Fosfatos
Microrganismos endofíticos
Sementes
Soja.
Resumo em português
Tecidos vegetais, incluindo as sementes, são habitados por microrganismos denominados endofíticos, cuja interação com a planta pode conferir características vantajosas ao hospedeiro. Sabe-se que o crescimento de plantas é influenciado por fatores como a síntese de ácido-indolacético (AIA), solubilização de fosfato, fixação de nitrogênio e controle de fungos fitopatogênicos. Antes da comercialização, as condições de armazenamento de sementes de soja podem restringir o desenvolvimento de microrganismos devido à baixa temperatura e umidade. Esse fato leva ao interesse de exploração de microrganismos endofíticos resistentes a essas condições. O estudo e a caracterização dessas comunidades são de grande interesse agronômico e biotecnológico, sendo possível sua aplicação em sementes, introduzindo no campo plantas com superior potencial de produção. Com os objetivos de comparar a comunidade bacteriana endofítica de sementes de soja geneticamente modificadas e convencionais; e de isolar e caracterizar essas comunidades, sementes de 12 cultivares de soja foram amostradas, de onde 3504 isolados bacterianos foram obtidos. Os isolados foram agrupados morfologicamente de acordo com a coloração e taxa de crescimento das colônias, sendo representantes de cada grupo morfológico (no total 176 isolados) agrupados pela técnica de ARDRA (Análise de Restrição de DNA Ribossomal Amplificado). Um total de 12 ribotipos foi observado compondo a comunidade cultivada de bactérias endofíticas de sementes de soja. Representantes destes ribotipos tiveram seus genes 16S rDNA parcialmente sequenciados, identificando os integrantes desta comunidade como: Acinetobacter sp., Bacillus sp., Brevibacterium sp., Chryseobacterium sp., Citrobacter sp., Curtobacterium sp., Enterobacter sp., Methylobacterium sp., Microbacterium sp., Micromonospora sp., Pantoea sp., Paenibacillus sp., Pseudomonas sp., Ochrobactrum sp., Streptomyces sp. e Tsukamurella sp. A comunidade bacteriana endofítica de sementes de soja provenientes de plantas genticamente modificadas apresentou uma diversidade maior comparada à comunidade bacteriana de plantas convencionais. Em relação ao potencial biotecnológico desta comunidade, os resultados demonstraram que os isolados foram capazes de controlar o crescimento de fungos fitopatogênicos por antagonismo (18%), sintetizar AIA (100%), solubilizar fosfato (39%) e fixar nitrogênio (18%). Os isolados com os melhores resultados nas análises in vitro foram inoculados em sementes de soja e avaliados em casa de vegetação quanto à habilidade de promover o crescimento das plantas. As plantas apresentaram diferentes respostas à inoculação das bactérias. A maior parte dos tratamentos mostrou influência negativa das bactéria nas plantas, enquanto que um isolado de Enterobacter sp. aumentou a massa da matéria seca de raiz. Mesmo não diferindo estatisticamente, alguns isolados mostraram tendência de aumento e outros de diminuição de biomassa da planta.
Título em inglês
Endophytic bacterial community diversity of soybean seeds and its biotechnological potential
Palavras-chave em inglês
Bacteria Molecular techniques
Biotechnology
Endophytic microorganisms
Enterobacter
Nitrogen fixation
Phosphates
Seeds
Soybean.
Resumo em inglês
Plant tissues, including seeds, are inhabited by microorganisms called endophytes, whose interaction with the plant can offer advantages to the host. It is known that plants growth promotion is induced by indole acetic acid (IAA) synthesis, phosphate solubilization and nitrogen fixation, among others. The control of phytopathogenic fungi is also related to a good plant development. Before commercialization, the seed storage conditions can restrict the development of microorganism, due to the low temperature and humidity. This fact leads to the interest of exploring resistant microorganisms to those conditions. The study and the characterization of these communities are of great agronomic and biotechnological interest, being possible its application onto seeds, introducing in the field plants with a greater production potential. In this context, the aim of this study was to isolate and identify the endophytic bacteria community in soybean seeds and study the capacity of these isolates to promote growth in the host plant, including: phosphate solubilization, nitrogen fixation, IAA synthesize and antagonism against phytopathogenic fungi. From seeds of 12 cultivars, 3504 bacteria were isolated. The isolates were morphologically grouped according to the coloration and growth rate of the colony. Representatives of each morph group, totalizing 176, were analyzed using the Amplified Ribosomal Restriction Analysis (ARDRA) technique. A total of 12 ARDRA ribotypes were observed in the cultivable endophytic community of soybean seeds. Representatives of each ribotype had their 16S rDNA gene partially sequenced, allowing to the identification of the members of this community as: Acinetobacter sp., Bacillus sp., Brevibacterium sp., Chryseobacterium sp., Citrobacter sp., Curtobacterium sp., Enterobacter sp., Methylobacterium sp., Microbacterium sp., Micromonospora sp., Pantoea sp., Paenibacillus sp., Pseudomonas sp., Ochrobactrum sp., Streptomyces sp. and Tsukamurella sp. The endophytic bacterial community of soybean seeds from genetically modified plants showed a greater diversity compared to the bacterial community of conventional seeds. In relation to the biotechnological potential of the community, the outcomes demonstrate that the isolates were able to antagonist phytopathogenic fungi (18%), synthesize IAA (100%), solubilize phosphate (39%) and fix nitrogen (18%). The isolates with best in vitro outcomes were inoculated onto seeds and tested in greenhouse for their ability to promote growth in soybean. The plants answered differently to the inoculation of each bacterial isolate. The major part of the treatments demonstrated a negative influence of bacteria onto plants, while one Enterobacter sp. isolate increased the dry mass weight of roots. Even not differing statistically, some isolates showed a tendency to increase, meanwhile others to decrease the biomass of the plant.
 
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Laura_Assumpcao.pdf (485.75 Kbytes)
Data de Publicação
2009-02-17
 
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