POTENCIAL PROMOÇÃO DE CRESCIMENTO VEGETAL POR BACTÉRIAS ASSOCIADAS AO FEIJÃO CAUPI (Vigna unguiculata) Luana Lira Cadete1, Júlia Kuklinsky-Sobral2, Fernando José Freire3, Michelangelo de Oliveira Silva4, Andreza Raquel Barbosa de Farias5, Diogo Paes da Costa5 & Maria Camila de Barros Silva5 Introdução A busca de novos potenciais na utilização de bactérias, que apresentem aplicabilidade biotecnológica, tem cada vez mais respaldo nas pesquisas que visam desenvolver meios para exploração desses potenciais. A produção agrícola pode ter um aumento significativo com a inoculação de bactérias promotoras de crescimento vegetal. Neste contexto, a promoção de crescimento vegetal por bactérias associadas às plantas pode ser resultado tanto de ações indiretas, como o controle biológico por competição de nutrientes, produção de sideróforos, e indução de resistência sistêmica no hospedeiro [1], como de ações diretas, como disponibilização de nutrientes para a planta, fixação de nitrogênio atmosférico e a produção de reguladores de crescimento vegetal [2]. O nitrogênio é o elemento mais relevante para a agricultura, quantitativamente, pois é o maior limitante de crescimento vegetal. Apesar de 80% da nossa atmosfera ser composta por gás nitrogênio (N2), este só é absorvido pelos vegetais sob a forma de nitrato ou amônio que são compostos solúveis [3]. Portanto, altas quantidades de nitrogênio são aplicadas nas atividades agrícolas, essa quantidade alta de fertilizante nitrogenado tem um custo elevado para a agricultura, custo esse que pequenos e médios agricultores não possuem condições de financiar. Portanto, a obtenção de nitrogênio via Fixação Biológica de Nitrogênio por bactérias em associação com a planta, traz um enorme beneficio tanto econômico quanto ambiental com a diminuição de resíduos agrícolas. Além disso, bactérias que apresentam mais de uma característica para a promoção de crescimento vegetal, como, por exemplo, fixar nitrogênio e solubilizar fosfato ou produzir auxina e sideróforos, são almejadas e rastreadas para uma possível aplicação no campo, objetivando o aumento da produção agrícola [4, 5]. Diante do exposto, o objetivo deste trabalho foi avaliar bactérias produtoras de auxinas, associadas ao feijão caupi, quanto à capacidade de fixar nitrogênio in vitro. Material e métodos A. Linhagens bacterianas Foram utilizadas 28 linhagens bacterianas (endofíticas de caule e raiz e do rizoplano) produtoras de ácido indol acético (AIA), isoladas de plantas de feijão caupi cultivadas no município de Brejão, PE. Essas linhagens bacterianas fazem parte da coleção de bactérias do Laboratório de Genética e Biotecnologia Microbiana (LGBM) da Unidade Acadêmica de Garanhuns (UAG/UFRPE). B. Teste de fixação biológica de nitrogênio A identificação de bactérias fixadoras de nitrogênio foi realizada segundo Dobereiner et al. [6]. Para tanto, as bactérias foram inoculadas em meio semi-sólido NFb [5g/l da ácido málico; 0,5g/l de K2HPO4; 0,2g/l de MgSO4.7H2O; 0,1g/l de NaCl; 0,01g/l de CaCl2.2H2O; 4ml/l de Fe.EDTA (solução 1,64%); 2ml/l de azul de bromotimol (0,5 %); 2ml/l de solução de micronutrientes (0,2g/l de Na2MoO4.2H2O; 0,235g/l de MnSO4.H2O; 0,28g/l de H3BO3; 0,008g/l de CuSO4.5H2O); 1,75g/l da agar; pH 6,8], incubadas a 280C por 8 dias. As bactérias foram testadas em duplicata e o resultado positivo foi estabelecido pela formação de um halo horizontal de crescimento no interior do meio de cultura. Para a realização deste teste, a linhagem EN303 de Pseudomonas oryzihabitans, endofítica de soja, foi utilizada como controle positivo para [5]. ________________ 1. Aluna de Graduação em Agronomia da Unidade Acadêmica de Garanhuns, Universidade Federal Rural de Pernambuco. Av. Bom Pastor, s/n, Boa Vista, Garanhuns, PE, CEP 55296-901. E-mail: [email protected] 2. Professora Adjunta da Unidade Acadêmica de Garanhuns, Universidade Federal Rural de Pernambuco. Av. Bom Pastor, s/n, Boa Vista, Garanhuns, PE, CEP 55296-901. 3. Professor Adjunto do Departamento de Agronomia, Universidade Federal Rural de Pernambuco. Rua Dom Manuel de Medeiros, Dois Irmãos, Recife, PE, CEP 52171-900. 4. Doutorando do PPG em Ciência do Solo, Universidade Federal Rural de Pernambuco. Rua Dom Manoel de Medeiros, s/n, Dois Irmãos, Recife, PE, CEP 52171-900. E-mail: [email protected] 5. Alunos de Graduação em Agronomia da Unidade Acadêmica de Garanhuns, Universidade Federal Rural de Pernambuco. Av. Bom Pastor, s/n, Boa Vista, Garanhuns, PE, CEP 55296-901. Apoio financeiro: CNPq e FACEPE. Resultados e discussão O teste de fixação de nitrogênio in vitro foi satisfatório, pois foi possível observar a formação do halo de crescimento no interior do meio de cultura, livre de nitrogênio, como era esperado para linhagens positivas (Fig. 1A). Das 28 linhagens bacterianas produtoras de AIA avaliadas, 17 são endofíticas de caule, 02 são endofíticas de raiz e 09 do rizoplano. Foi observado que 43% das bactérias foram capazes de fixar nitrogênio in vitro. Contudo, quando analisado a origem das linhagens bacterianas foi observado maior concentração de linhagens fixadoras no rizoplano, sendo seguida pelas endofíticas da raiz e do caule (Fig. 1B). As bactérias estão associadas às plantas seja no interior ou na superfície dos tecidos vegetais, apresentando relações neutras ou simbióticas com a planta hospedeira [4]. Essas relações dependem de interações entre o genótipo da bactéria e da planta que ela está associada bem como da região, tipos de tecidos vegetais, tipo de solo, além das interações com outros microrganismos [2, 5, 8, 9 e 10]. Portanto, as linhagens bacterianas associadas ao feijão caupi, com capacidade de produzir AIA e fixar nitrogênio, apresentam potencial para promover o desenvolvimento vegetal. Portanto, estes resultados reforçam a necessidade de maior exploração destas bactérias para que elas possam ser utilizadas como inóculo visando o aumento na produtividade agrícola. Referências [1] . RAMAMOORTHY, V.; VIWANATHAN R.; RAGUCHANDER, T.; PRAKASAM, V.; SAMIYAPPAN, R. 2001. Induction of systemic resistance by plant growth promoting rhizobacteria in crop plants against pests and diseases. Crop Protection, 20: 1-11. [2] ROSENBLUETH, M.; MARTINEZ-ROMERO, E. 2006. Bacterial endophytes and their interactions with hosts. Molecular Plant and Microorganisms Interactions, 8: 827-837. [3] BODDEY, R.M.; URQUIAGA, S.; ASSIS, R.L.;DOBEREINER, J. 1992. Fixação biológica de nitrogênio por bactérias associadas à cana-de-açúcar. Comunicado Técnico, no. 6. EMBRAPA – CNPBS. 1-5p. [4] VERMA, S.C.; LADHA, J.K.; TRIPATHI, A.K. 2001. Evaluation of plant growth promoting and colonization ability of endophytic diazotrophs from deep water rice. Journal of Biotechnology, 91: 127-141. [5] KUKLINSKY-SOBRAL, J.; ARAÚJO, W.L.; MENDES, R.; GERALDI, I.O.; PIZZIRANI-KLEINER, A.A.; AZEVEDO, J.L. 2004. Isolation and characterization of soybean-associated bacteria and their potential for plant growth promotion. Environmental Microbiology, 6: 1244-1251. [6] DOBEREINER, J.; BALDANI, V.L.D.; BALDANI, J.I. 1995. Como isolar e identificar bactérias diazotróficas de plantas nãoleguminosas. – Brasília: EMBRAPA – SPI: Itaguaí, RJ: EMBRAPA-CNPAB, 60p [7] KUKLINSKY-SOBRAL. 2003. A comunidade bacteriana endofítica e epifítica de soja (Glycine max) e estudo da interação endófitos-planta. Tese (Doutorado), Pós-Graduação em Genética e Melhoramento Vegetal, Escola Superior de Agricultura “Luiz de Queiroz”, Universidade de São Paulo, Piracicaba, SP. 174p. [8] DALMASTRI, C.; CHIARINI, L.; CANTALE, C.; BEVIVINO, A.; TABACCHIONO, S. 1999. Soil type and maize cultivar affect the genetic diversity of maize root associated Burkholderia cepacia populations. Microbial Ecology, 38: 273-284. [9] FROMIN, N.; ACHOUAK, W.; THIERY, J.M.; HEULIN, T. 2001. The genotypic diversity of Pseudomonas brassicacearum populations isolated from roots of Arabidopsis thaliana: influence of plant genotype. FEMS Microbial Ecology, 37: 21-29. [10] MOCALI, S.; BERTELLI, E.; CELLI, F.D; MENGONI, A.; SFALANGA, A.; VILANI, F.; CACIOTTI, A.; TEGLI, S.; SURICO, G.; FANI, R. 2003. Fluctuation of bacteria isolated from elm tissues during different seasons and from different plant organs. Research in Microbiology, 154: 105-114. Figura 1. A) Formação halo indicando a fixação biológica de nitrogênio atmosférico realizada por bactérias associadas ao feijão caupi; B) Frequência relativa de bactérias fixadoras de nitrogênio in vitro isoladas do caule, raiz e rizoplano de plantas de feijão caupi.