ABSTRACT Cassava bacterial blight (CBB), caused by Xanthomonas phaseoli pv. manihotis, is one of the most important diseases affecting cassava production worldwide, including regions of Brazil in the eastern Amazon. The use of beneficial microorganisms, such as endophytic plant growth-promoting bacteria, has emerged as an effective tool for controlling diseases in many crops. Here, two Klebsiella endophytic isolates (26Y and 29Y) isolated from cassava were evaluated for the control of CBB through antagonistic assays and biological control of the disease in plants inoculated by irrigating the substrate and by foliar spray under greenhouse conditions. The two isolates were able to inhibit the in vitro growth of the pathogen, as well as to control the disease severity by at least 90% in plants inoculated by both inoculation methods. We report the first Klebsiella strains to control CBB in the eastern Amazon, though their risk assessment for drug-resistance in humans is still pending.

RESUMO A bacteriose da mandioca, causada por Xanthomonas phaseoli pv. manihotis, é uma das doenças mais importantes que afetam a produção de mandioca no mundo, incluindo a Amazônia Oriental brasileira. O uso de microrganismos benéficos, como bactérias endofíticas promotoras de crescimento de plantas, é uma ferramenta eficaz no controle de doenças de muitas culturas. Nesse estudo, dois isolados endofíticos de Klebsiella (26Y e 29Y) obtidos de mandioca foram avaliados para o controle da bacteriose da mandioca, por meio de ensaios antagônicos e controle biológico da doença em plantas inoculadas por irrigação do substrato e pulverização foliar em condições de casa de vegetação. Os dois isolados inibiram o crescimento in vitro do patógeno, e controlaram pelo menos 90% da severidade da doença em plantas inoculadas por ambos métodos de inoculação. Reportamos as primeiras cepas de Klebsiella a controlar a bacteriose da mandioca na Amazônia Oriental, embora sua avaliação de risco para resistência a drogas em humanos ainda esteja pendente.

RESUMO Apesar dos avanços na identificação e caracterização de bactérias endofíticas em espécies vegetais em todo o mundo, pouco se sabe sobre esses microrganismos em plantas da região amazônica. Estudos anteriores mostraram que Pseudomonas de Piper tuberculatum (isolados Pt12 e Pt13, identificados como Pseudomonas putida e Pseudomonas sp., respectivamente) são capazes de inibir Fusarium solani f. sp. piperis, que causa a podridão das raízes da pimenteira-do-reino (Piper nigrum), e que Pt13 promoveu o crescimento de P. nigrum. Portanto, o objetivo do presente trabalho foi caracterizar essas bactérias quanto à capacidade de produzir substâncias potencialmente bioestimulantes para o crescimento vegetal [sideróforos, ácido indol acético (AIA) e fosfato solúvel]. Ensaios de Cromo Azurol S foram realizados para detecção de sideróforos. Para os ensaios qualitativos e quantitativos de produção de AIA e solubilização de fosfato, foram utilizados o reagente de Salkowski e o meio NBRIP com azul de molibdênio, respectivamente. Os resultados revelaram que Pt12 e Pt13 sintetizaram AIA, principalmente sob alta concentração de L-triptofano, indicando que provavelmente utilizam uma via de biossíntese dependente deste aminoácido. A presença do extrato de P. nigrum influenciou positivamente a produção de AIA por Pt12 e Pt13, com valores máximos de 125 e 90 µg mL-1, respectivamente. Além disso, Pt12 foi positiva para produção de sideróforos e produziu 56.56 µg.mL-1 de fosfato solúvel. Em contraste, Pt13 não produziu sideróforos, nem solubilizou fosfato. Além do potencial de controle de doenças de plantas, Pt12 e Pt13 têm potencial como biofertilizantes, favorecendo a agricultura sustentável.

ABSTRACT Despite advances in the identification and characterization of endophytic bacteria in various plant species worldwide, little is known about such microorganisms in plants from the Amazon region. Previous studies reported that Piper tuberculatum endophytic Pseudomonas (isolates Pt12 and Pt13, identified as Pseudomonas putida and Pseudomonas sp., respectively) were able to inhibit the in vitro growth of Fusarium solani f. sp. piperis, which causes root rot in black pepper (Piper nigrum), and that Pt13 promoted the growth of P. nigrum. Therefore, the aim here was to characterize these bacteria regarding their ability to produce plant growth-promoting substances [siderophores, indol acetic acid (IAA) and soluble phosphate]. Chrome azurol S assays were performed for the detection of siderophores. For qualitative and quantitative assays of IAA production and phosphate solubilization, Salkowski´s reagent and NBRIP medium with molybdenum blue reagent, respectively, were used. Results revealed that Pt12 and Pt13 were able to synthesize IAA, mainly under a high concentration of L-tryptophan, indicating that they are IAA-producing bacteria, probably through a tryptophan-dependent biosynthesis pathway. The presence of P. nigrum extract positively influenced the IAA production by Pt12 and Pt13, with highest values of 125 and 90 µg mL-1, respectively. In addition, Pt12 was positive for the production of siderophores and produced 56.56 µg mL-1 of soluble phosphate. In contrast, Pt13 showed no ability to produce siderophores or to solubilize phosphate. Besides their potential in controlling plant diseases, Pt12 and Pt13 have potential as biofertilizers, favoring sustainable agriculture.

O Estado do Pará é o principal produtor brasileiro de pimenta-do-reino (Piper nigrum Link), entretanto a sua produção tem sido bastante afetada pela doença conhecida como fusariose. O Fusarium solani f. sp. piperis é o agente causador desta doença que afeta o sistema radicular da planta, causando o apodrecimento das raízes e a queda das folhas levando à morte da planta. Algumas piperáceas nativas da região amazônica, entre elas a espécie Piper tuberculatum Jacq., têm se mostrado resistentes à infecção pelo F. solani f. sp. piperis, e desta forma têm sido utilizadas em estudos de interação planta-patógeno. Neste trabalho foram avaliadas cinco condições de extração de proteínas com o objetivo de selecionar tampões adequados para a extração de proteínas totais de folhas e raízes de P. tuberculatum. Os tampões utilizados para a extração de proteínas de raízes e folhas foram: tampão salino, tampão sacarose, tampão glicerol, tampão uréia e tampão fosfato de sódio. As análises quantitativas mostraram que os tampões sacarose, glicerol e uréia foram mais eficientes na extração de proteínas de folhas e raízes. Análises de SDS-PAGE mostraram padrões diferenciados de bandas em extratos protéicos de folhas e raízes obtidos com os diferentes tampões. Os resultados obtidos neste trabalho contribuem para a identificação de tampões de extração adequados para a obtenção de amostras de proteínas totais em estudos de interação P. tuberculatum - F. solani f. sp. piperis.

The Pará State is the principal Brazilian producer of black pepper (Piper nigrum Link), however, the spice’s production has been damaged by the Fusarium disease. The Fusarium solani f. sp. piperis, causal agent of this disease which attacks the plant root system promoting the root rot, leaves fall and plant death. Piperaceae plants endemic of Amazon region and resistant to F. solani f. sp. piperis infection, such as Piper tuberculatum Jacq., which has been studied in order to understand this host-pathogen interaction. In this work were evaluated five conditions for total protein extraction aiming to select suitable buffers for extraction of total proteins from P. tuberculatum leaves and roots. The conditions used to roots and leaves protein extractions were salt buffer, sucrose buffer, glycerol buffer, urea buffer and sodium phosphate buffer. Quantitative analysis showed that sucrose, glycerol and urea buffers were more efficient for leaves and roots protein extractions. SDS-PAGE analysis showed distinct band patterns in leaves and roots protein extracts obtained with different buffers. Our results could support the selection of extraction buffers for proteomics analysis in P. tuberculatum - F. solani f sp. piperis interaction studies.

Fatores de transcrição desempenham importantes funções em vários processos fisiológicos. Nos últimos anos, muitos fatores de transcrição têm sido isolados de plantas, emergindo como poderosas ferramentas na manipulação de características agronômicas. No presente trabalho, iniciamos estudos para isolar fatores de transcrição de mandioca (Manihot esculenta Crantz), importante cultura tropical e subtropical. Nossos resultados revelaram três tipos de proteínas diferencialmente expressas na raiz de reserva de mandioca (Manihot esculenta Crantz):e imunologicamente relacionadas com o fator de transcrição opaco-2 de milho. Experimentos de Southwestern mostraram duas proteínas capazes de interagir in vitro com uma seqüência de DNA do gene be2S1 de castanha-do-brasil.

Transcription factors play important roles in several physiological processes. In recent years many transcription factors have been isolated from plants and they are emerging as powerful tools in the manipulation of plant traits. In this work we initiated studies in order to isolate transcription factors from cassava (Manihot esculenta Crantz), an important tropical and subtropical crop. Our results show three kinds of proteins expressed differentially in cassava storage root and immunologically related to the opaque-2 transcription factor from maize. Southwestern experiments showed two proteins capable of interacting in vitro with the DNA sequence of the be2S1 gene from the Brazil nut tree.