Doctoral Thesis
DOI
https://doi.org/10.11606/T.11.2004.tde-24052004-154815
Document
Author
Full name
Julia Kuklinsky Sobral
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
Piracicaba, 2003
Supervisor
Committee
Azevedo, Joao Lucio de (President)
Araujo, Janete Magali de
Araujo, Welington Luiz de
Bagagli, Eduardo
Kleiner, Aline Aparecida Pizzirani
Title in Portuguese
A comunidade bacteriana endofítica e epifítica de soja (Glycine max) e estudo da interação endófitos-planta.
Keywords in Portuguese
bactéria endofítica
crescimento vegetal
diversidade genética
ecologia microbiana
herbicida sintético
relação planta-bactéria
soja
variabilidade genética
Abstract in Portuguese
Bactérias endofíticas e epifíticas podem conferir ao seu hospedeiro
características como maior resistência a condições de estresse, alterações nas
condições fisiológicas, fixação de nitrogênio atmosférico, suprimento de
nutrientes, produção de reguladores de crescimento vegetal, entre outros.
Desta forma, o presente trabalho teve por objetivos estudar a composição da
comunidade bacteriana associada à soja e avaliar diferentes mecanismos de
interação bactéria-planta hospedeira. Para isso, bactérias endofíticas e
epifíticas de folhas, caules e raízes de duas cultivares de soja, crescidas em
solo com e sem aplicação pré-plantio do herbicida glifosato, foram amostradas
em três estádios de desenvolvimento do hospedeiro, durante as safras de
2000/01 e 2001/02. Foram observadas diferenças significativas na diversidade
e densidade bacterianas em relação às fases de crescimento da soja e tecidos
da planta. Os principais grupos foram identificados como pertencentes aos
gêneros Pseudomonas, Burkholderia, Ralstonia, Enterobacter, Pantoea,
Acinetobacter, Agrobacterium e Methylobacterium. Além da avaliação de
populações cultiváveis, análise por DGGE revelou que a comunidade
bacteriana endofítica de raiz de soja pode ser influenciada pelo tratamento do solo com o herbicida glifosato. O potencial destas bactérias para a promoção de
crescimento vegetal por bactérias associadas à soja foi avaliado, sendo
possível observar que populações endofíticas e epifíticas de soja apresentam
características relacionadas à promoção de crescimento vegetal e que fatores
como cultivar e estádio fenológico do hospedeiro podem influenciar as
freqüências destas populações. A análise da variabilidade genética destas
populações bacterianas revelou que diferentes fatores ambientais também
podem influenciar a diversidade de grupos bacterianos. Além disso, populações
endofíticas com capacidade de crescer na presença do herbicida glifosato
foram caracterizadas e identificadas como pertencentes às espécies
Burkholderia gladioli e Pseudomonas oryzihabitans, enquanto que
Methylobacterium spp. colonizam ativamente a superfície e os tecidos internos
de soja após inoculação via semente. Os resultados obtidos podem oferecer
uma contribuição para a melhor compreensão da interação microrganismossoja
e, conseqüentemente, de sua aplicação na cultura deste vegetal.
Title in English
Endophytic and epiphytic bacterial community from soybean (Glycine max) and study of the interaction endophytes-plant.
Keywords in English
bacteria-plant interaction
endophytic bacterium
genetic diversity
genetic variability
microbial ecology
plant growth
soybean
synthetic herbicide
Abstract in English
Endophytic and epiphytic bacteria may increase the fitness of the plant
host by increasing resistance to stress conditions, alterations in the physiologic
conditions, fixation of atmospheric nitrogen, nutrient supplying and plant growth
regulators production. The aims of the present work were to study the
composition of soybean-associated bacterial community and to evaluate
different mechanisms for bacteria-host plant interaction. For that, endophytic
and epiphytic bacteria from leaves, stems and roots of two soybean cultivars,
planted in soil with and without pre-planting application of the glyphosate
herbicide, they were colleted in three development stages of the host, during two
crops. Significant differences were observed in the bacterial diversity and
population density in relation to the soybean growth stages and plant tissues.
The principal groups were identified as belonging to the genera Pseudomonas,
Burkholderia, Ralstonia, Enterobacter, Pantoea, Acinetobacter, Agrobacterium
and Methylobacterium. Besides the evaluation of cultivable populations,
analyses by DGGE revealed that the endophytic bacterial community from
soybean roots may be influenced by the treatment of the soil with the glyphosate
herbicide. Other analyzed aspect was the potential for plant growth promotion by soybean-associated bacteria; revealing that soybean's endophytic and epiphytic
populations presented characteristics related to the plant growth promotion;
factors such as cultivar and developmental stage of the host may influence the
frequency of these populations. Environmental factors may affect the genetic
variability of these bacterial populations. Besides, endophytic populations able to
growth in medium containing glyphosate were characterized and identified as
belonging to Burkholderia gladioli and Pseudomonas oryzihabitans species.
Methylobacterium spp. were reintroduced in soybean seeds and superficial and
endophytic colonization were evaluated by scanning electronic microscopy. The
obtained results could offer a contribution for a better understanding of the
interaction microorganism-soybean and, consequently, their possible use to
improve soybean productivity.
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Publishing Date
2004-05-25