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Dissertação de Mestrado
DOI
https://doi.org/10.11606/D.11.2019.tde-20191218-123910
Documento
Autor
Nome completo
Cilson Cesar Fagiani
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
Piracicaba, 1995
Orientador
Título em português
Análise da interação Rhizobium tropici-feijoeiro (Phaseolus vulgaris L.): uso da estirpe CM-255 Gus+
Palavras-chave em português
ADUBAÇÃO
CALAGEM
FEIJÃO
FIXAÇÃO BIOLÓGICA DE NITROGÊNIO
INOCULAÇÃO
NODULAÇÃO
RHIZOBIUM
SIMBIOSE
Resumo em português
Na região de Cunha do Estado de São Paulo, encontramos um cultivo de feijão de baixa tecnologia, porém de elevada importância econômica para a região. A cultura tem sido cultivada tanto nas áreas de baixada quanto nas áreas mais declivosas, onde os solos são predominantemente ácidos e de baixa fertilidade, com uma alta adaptabilidade da cultura às mais variadas condições climáticas e de solo encontradas nessa região. Nessas áreas, o cultivo tem sido de subsistência, pois além da produção de grãos, o feijoeiro nesses declives tem sido cultivado para enriquecimento de N do solo para a cultura subsequente, geralmente o milho. Mas, devido à não utilização de insumos básicos, tais como a adubação e calagem, a produtividade tem sido extremamente baixa. Essa baixa produção tem acarretado alta exposição do solo, com riscos reais de erosão. A recomendação de insumos nesse sistema produtivo seria um passo importante para a sua melhoria. Adubação (macro e micronutrientes), calagem e inoculação com estirpe selecionada de Rhizobium foram consideradas neste trabalho, os principais fatores que podem incrementar a produção do feijoeiro. Utilizando-se de estirpe selecionada de R. tropici (CM-255), tolerante a solos ácidos (pH 4,5) e com hidrogenase ativa (Hup+), avaliou-se em casa-de-vegetação a contribuição da inoculação dessa estirpe em variedades de feijoeiro, comerciais e de uso regional, cultivadas em solo ácido de Cunha, com ou sem uma adubação básica (sem N) ou calagem. A estirpe, geneticamente marcada para a metabolização dos substratos isopropil-B-D-tiogalactopiranosidina (IPTG) e 5-bromo-4-cloro-3-indolil-glucuronidina (X-Gluc), foi submetida a testes de eficiência simbiótica, e comparada com outras estirpes, quanto à capacidade de formar nódulos, atividade de redução de acetileno, matéria sêca e nitrogênio acumulado da parte aérea em variedades de feijoeiro provenientes de diferentes centros de origem. Avaliou-se também a capacidade competitiva da estirpe CM-255 Hup+ Gus+ em relação a uma estirpe de R. etli - CNPAF-512, inoculados numa variedade elite para nodulação - Puebla-152, cultivada em vasos previamente esterilizados, contendo vermiculita e solução nutritiva. O efeito do N-mineral na nodulação e no crescimento das plantas foi estudado nessa variedade, de origem mesoamericana, e em outras duas - Cargamanto (origem andina) e G12873 (selvagem mesoamericana). Estímulos no desenvolvimento de nódulos ocorreram a doses baixas de N (1mM) e completa inibição a partir de 6 mM, nas três variedades estudadas. Os resultados dos testes no solo demonstraram que a estirpe CM-255 Hup+ Gus+ apresentou elevada capacidade de ocupação dos sítios de infecção nodular nas raízes, em interação com cinco variedades de feijoeiro - Carioca-80, Serro Azul, Negro Argel, Jalo EEP558 e Rajadão. A adubação PKS + micronutrientes, assim como a calagem foram essenciais para um melhor estabelecimento da nodulação e fixação de N2 pela estirpe introduzida, cuja prevalência nos nódulos radiculares foi comprovada com a identificação dos nódulos azuis em presença dos substratos X-Gluc e IPTG. A variedade Serro Azul demonstrou baixa capacidade noduladora, quando associada com estirpes nativas ou mesmo com a introduzida. Carioca-80, por sua vez, associou-se melhor com as estirpes nativas e não apresentou resposta à inoculação. Jalo EEP558, mostrou-se bem nodulada, independentemente das estirpes dos nódulos serem provenientes do solo ou do inoculante.
Título em inglês
Analysis the efficiency of Rhizobium tropici-bean (Phaseolus vulgaris L.): the use of Rhizobium strain CM-255 Gus+
Resumo em inglês
In the region of Cunha - State of São Paulo, common bean has been cultivated with low inputs, although this legume has been considered an important local cash crop. The crop there has been cultivated in lowlands and in the most hilly areas, where the soils are predominantly acid and unfertile, due to a high crop adaptability to the diverse climatic and soil conditions found in the region. In these areas, bean has been cropped as subsistance food crop, and for enriching the soil-N for a subsequent crop, maize in most of the cases. Bean productivity has been extremely low, due to the little use of basic inputs such as fertilization and liming, causing low yields with a higher soil exposure. Improvement of this production system could avoid the most substantial risks of the soil erosion. Basic dressing (macro and micronutrients), liming and inoculation with a selected Rhizobium strain were foccused in the present study, as factors for enhancing the bean yield. A superior strain of R. tropici (CM-255), tolerant to acid soils (pH 4,5) and with an active hidrogenase (hup+), was tested in greenhouse using several bean varieties, commercial and landrace tines, cultivated in an acid soil of Cunha, with or without a basic fertilizer dressing (PK + micronutrients) or liming. The strain, genetically labelled for substrate metabolization of isopropyl-B-D-thiogalactopyranoside (IPTG) and 5-bromo-4-chloro-3-indolyl-glucuronide (X-Gluc), was submitted to tests for evaluating symbiotic efficiency and compared to other strains, for determination of the ability of nodule formation, activity of acetylene reduction, dry matter and nitrogen accumulated in the shoot of several bean varieties from the two domestication centers - Andean and Mesoamerican. The competitive ability of the strain CM-255 Hup+Gus+ was compared to a R. etli strain - CNPAF-512, and both strains were inoculated into an elite variety - Puebla-152, previously surface sterilized, and grown in Leonard jars containing vermiculite and nutrient solution. The effect of mineral-N on nodulation and on the plant growth was studied in this variety, of Mesoamerican origin, and in two other varieties - Cargamanto (Andean origin) and G12873 (wild Mesoamerican). A synergistic effect of low rates of N (1 mM) and a complete inhibition of nodulation at increasing rates of N, above 6 mM, were observed in the three varieties. The results from the soil studies have shown the great capability of the strain CM-255 Hup+Gus+ to associate and form effective root nodules with the five bean varieties - Carioca-80, Serro Azul, Negro Argel, Jalo EEP558 and Rajadão. Fertilization with PKS + micronutrients, as well as liming were essential for a better establishment of the selected strain in the roots, identified in the nodules by the formation of a blue color after reaction with the IPTG and the X-Gluc substrates. The landrace variety Serro Azul was poorly nodulated, when associated with native strains or with the introduced strain. Carioca-80, on the other hand, was able to better associate with the native strains, and show responses to the inoculation. JaIo EEP558 was abundantly nodulated, independently if the root-nodule bacteria were originally from the soil or the inoculant.
 
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Data de Publicação
2019-12-19
 
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