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Dissertação de Mestrado
DOI
https://doi.org/10.11606/D.11.2023.tde-05022024-121837
Documento
Autor
Nome completo
Heloísa Defant
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
Piracicaba, 2024
Orientador
Banca examinadora
Verdi, Maria Carolina Quecine (Presidente)
Andreote, Fernando Dini
Ribeiro, Manuella Nóbrega Dourado
Título em português
Influência de consórcios bacterianos na promoção de crescimento de milho (Zea mays)
Palavras-chave em português
AIA
BPCP
Consórcio
Milho
Solubilização de fosfato
Resumo em português
A microbiota associada às plantas atua por meio de diversos mecanismos visando conferir vantagens no fitness da planta hospedeira. Um desses mecanismos é a promoção de crescimento de plantas, que vem sendo explorada para uso comercial e aplicação na agricultura. Bactérias promotoras de crescimento de plantas (BPCPs) atuam direta ou indiretamente, através do fornecimento de nutrientes, produção de fitormônios, competição com patógenos e outros. Em geral o uso consorciado de bactérias apresenta melhor desempenho com relação à promoção de crescimento de plantas se comparado ao uso de linhagens separadamente graças ao aumento da resistência a efeitos adversos e a complementariedade funcional no ecossistema. Assim, o presente trabalho teve como objetivo avaliar o efeito de diversos consórcios bacterianos na cultura do milho. Inicialmente foram isoladas, caracterizadas e selecionadas linhagens bacterianas com potencial de promover crescimento de milho e formados consórcios com complementariedade de funções entre bactérias e de acordo com diversidade ou similaridade de táxons. Observou-se que consórcios mais diversos taxomicamente apresentam melhor desempenho na promoção de crescimento de milho se comparados aos consórcios que utilizam apenas um gênero bacteriano, principalmente quanto avaliado parâmetros relacionados a parte aérea. Destacaram-se as linhagens Arthrobacter globiformis CNM05 e Siphonobacter intestinalis CNM19, que foram estatisticamente superiores em todas as variáveis para A. globiformis CNM05 e comprimento de parte aerea, massa seca de parte aerea e massa seca de raiz para S. intestinalis CNM19 quando comparadas aos consórcios em que estavam inseridas. Após, foram avaliados consórcios formados por linhagens obtidas da cultura do milho e consórcio formado por linhagens obtidas de diversas fontes, que previamente já havia apresentado resultados promissores na cultura do milho. O consórcio de origem diversa apresentou melhor desempenho quando comparado aos consórcios obtidos de milho em relação ao massa seca de parte aérea, bem como foi melhor do que as linhagens aplicadas individualmente em relação ao massa seca de parte aérea e massa seca de raíz. Finalmente em relação ao consorcio diverso, composto por Azospirillum brasilense Ab-V5, Bacillus thuringiensis RZ2MS9, Delftia acidovorans RZ4MS18 e Pantoea agglomerans 33.1, foi realizado o estudo dos genes relacionados à promoção de crescimento das linhagens bacterianas e completude funcional. Com relação aos genes relacionados à promoção de crescimento de plantas presentes nas linhagens, 16% estão presentes em todas as linhagens, 43% dos genes podem ser encontrados em combinações e 41% dos genes são exclusivos de cada linhagem. Em relação a produção de auxina (AIA), comparando os resultados in vitro com a avaliação de presença de genes, observa-se que dentre as linhagens A. brasilense Ab-V5, B. thuringiensis RZ2MS9, D. acidovorans RZ4MS18 e P. agglomerans 33.1, apenas D. acidovorans RZ4MS18 e P. agglomerans 33.1 apresentam uma via completa dependente de triptofano para produção de AIA completa, apesar de todas as linhagens apresentarem resultado positivo no teste in vitro. Em relação a solubilização de fosfato, apesar de todas as linhagens apresentarem genes relacionados à solubilização de fosfato, apenas P. agglomerans 33.1 possui genes phy, codificadores de enzimas fitases, sendo também a única que apresentou resultado positivo em teste in vitro. Através deste trabalho, pode-se afirmar que consórcios formados por linhagens obtidas de fontes apresentam melhor desempenho que consórcios obtidos por linhagens de mesma origem. A presença de genes relacionados à uma característica em linhagens que não apresentam resultados in vitro quando aplicadas individualmente pode potencializar o resultado de linhagens positivas in vitro abrindo novas perspectivas para o estudo da interação micorganismos benéficos-planta.
Título em inglês
Influence of bacterial consortia in maize (Zea mays) growth promotion
Palavras-chave em inglês
Consortia
IAA
Maize
PGPB
Phosphate solubilizating
Resumo em inglês
The microbiote associated with plants acts through several mechanisms aimed at conferring advantages in the fitness of the host plant. One of these mechanisms is the promotion of plant growth, which has been exploited for commercial use and practical application in agriculture. Plant growth promoting bacteria (BPCPs) act directly or indirectly, through the supply of nutrients, production of phytohormones, competition with pathogens and others. In general, the bacterial consortia present better performance in relation to the promotion of plant growth when compared to the use of strains individually increasing the resistance to adverse effects and functional complementarity in the ecosystem Thus, the present work aimed to evaluate the effect of several types of bacterial consortia on maize crop. Initially, bacterial strains with the potential to promote maize growth were isolated, characterized and selected and consortia were formed with complementarity of functions between bacteria and according to diversity or similarity of taxa. It was observed that more diverse consortia present better performance in promoting maize growth compared to consortia that use only one bacterial genus, especially in the shoot. The strains Arthrobacter globiformis CNM05 and Siphonobacter intestinalis CNM19 were statistically better in all variables for A. globiformis CNM05 and shoot length, shoot dry weight and root dry weight for S. intestinalis CNM19 when compared to the consortia in which they were inserted. Afterwards, consortia formed by strains obtained from the corn crop and a consortium formed by strains obtained from various sources, which had previously presented promising results in the maize crop, were evaluated. The consortium of diverse origin presented better performance if compared to the consortia obtained from maize in shoot dry weight, as well as was better than the strains applied individually in shoot dry weight and root dry weight. Finally, in relation to the diverse consortium, composed of Azospirillum brasilense Ab-V5, Bacillus thuringiensis RZ2MS9, Delftia acidovorans RZ4MS18 and Pantoea agglomerans 33.1, the study of genes related to growth promotion of bacterial strains was carried out. Regarding the genes related to plant growth promotion present in the strains, 16% are present in all strains, 43% of the genes can be found in combinations and 41% of the genes are unique to the strains. Comparing in vitro results with the evaluation of the presence of genes, it is observed that among the strains A. brasilense Ab-V5, B. thuringiensis RZ2MS9, D. acidovorans RZ4MS18 and P. agglomerans 33.1, only D. acidovorans RZ4MS18 and P. agglomerans 33.1 present a complete tryptophan-dependent pathway for the production of complete IAA, although all of them presented positive results in the in vitro test. For phosphate solubilization, although all strains present genes related to phosphate solubilization, only P. agglomerans 33.1 has phy genes, encoding phytase enzymes, and is also the only one that presented positive results in in vitro test. Through this work, it can be affirmed that consortia formed by strains obtained from sources present better performance than consortia obtained by strains of the same origin. The presence of genes related to a trait in strains that do not present in vitro results when applied individually can potentiate the result of positive strains in vitro, oppening a new perspective in researchs about microorganism-plant interaction.
 
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Data de Publicação
2024-02-06
 
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