ABSTRACT Arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) play an important role in plant community productivity and structure, and so studying the factors that affect the diversity and structure of this fungal community is important for understanding their ecology in tropical forests. We investigated AMF spore communities and root colonization under three forest phytophysiognomies (Restinga Forest, REF; Lowland Ombrophilous Dense Forest, LLF; and Montane Ombrophilous Dense Forest, MTF). Spore abundance was lowest in LLF and highest in REF, with no statistical differences relative to MTF. Spore diversity indices and root colonization rates were not statistically different among the phytophysiognomies. However, principal components analysis revealed that AMF community structure differed according to forest phytophysiognomy. Hierarchical partitioning analysis indicated that most of the AMF community variables were better explained by phytophysiognomy than by chemical and physical attributes of the soil. In addition to the plant community, clay content, pH, Boron, P, S and CEC best explained some of the AMF community variables. Thus, we conclude that while several factors determine AMF community structure in the Atlantic Forest, phytophysiognomy is the most significant.

A queima da cana-de-açúcar previamente à colheita é amplamente utilizada no Brasil. Entretanto, em razão das restrições ambientais, a colheita sem queima vem ganhando espaço. Consequentemente, espera-se que o acúmulo de resíduos da cultura na superfície do solo altere a comunidade microbiana, iniciando mudanças na diversidade metabólica do solo desde a primeira colheita. Uma vez que os atributos biológicos respondem rapidamente e podem ser úteis para o monitoramento de mudanças ambientais, o objetivo deste trabalho foi avaliar as mudanças iniciais na diversidade metabólica do solo e na estrutura da comunidade bacteriana com a eliminação da queima, quando comparada ao manejo com queima prévia à colheita da cana-de-açúcar. Amostras de solo foram coletadas sob as variedades de cana-de-açúcar SP813250, SP801842 e RB72454, colhidas sem a queima e com queima prévia. O carbono da biomassa microbiana (MBC), os perfis de utilização de substratos de C, a estrutura da comunidade bacteriana com base nos perfis de amplicos do gene 16S rRNA e as propriedades químicas do solo foram determinados. O MBC não se diferenciou entre os tratamentos. A utilização de substratos de C e a diversidade metabólica foram menores no solo sem queima, exceto para o índice de equitabilidade de uso dos substratos. As amostras de solo sob a variedade SP801842 apresentaram as maiores mudanças na utilização de substratos e na diversidade metabólica, mas não diferiram na estrutura da comunidade bacteriana, independentemente do sistema de manejo de colheita. Em conclusão, a análise conjunta de dados químicos e microbiológicos do solo permite detectar alterações iniciais na capacidade e diversidade metabólica microbiana, com menores valores no manejo sem queima. Entretanto, após a primeira colheita, não houve mudanças na estrutura da comunidade bacteriana do solo detectada por PCR-DGGE sob a variedade SP801842. Portanto, o perfil metabólico é o indicador mais sensível para mudanças iniciais na comunidade microbiana do solo, causadas pelo sistema de manejo de colheita.

Preharvest burning is widely used in Brazil for sugarcane cropping. However, due to environmental restrictions, harvest without burning is becoming the predominant option. Consequently, changes in the microbial community are expected from crop residue accumulation on the soil surface, as well as alterations in soil metabolic diversity as of the first harvest. Because biological properties respond quickly and can be used to monitor environmental changes, we evaluated soil metabolic diversity and bacterial community structure after the first harvest under sugarcane management without burning compared to management with preharvest burning. Soil samples were collected under three sugarcane varieties (SP813250, SP801842 and RB72454) and two harvest management systems (without and with preharvest burning). Microbial biomass C (MBC), carbon (C) substrate utilization profiles, bacterial community structure (based on profiles of 16S rRNA gene amplicons), and soil chemical properties were determined. MBC was not different among the treatments. C-substrate utilization and metabolic diversity were lower in soil without burning, except for the evenness index of C-substrate utilization. Soil samples under the variety SP801842 showed the greatest changes in substrate utilization and metabolic diversity, but showed no differences in bacterial community structure, regardless of the harvest management system. In conclusion, combined analysis of soil chemical and microbiological data can detect early changes in microbial metabolic capacity and diversity, with lower values in management without burning. However, after the first harvest, there were no changes in the soil bacterial community structure detected by PCR-DGGE under the sugarcane variety SP801842. Therefore, the metabolic profile is a more sensitive indicator of early changes in the soil microbial community caused by the harvest management system.

Sugarcane (Saccharum spp.) is grown on over 8 million ha in Brazil and is used to produce ethanol and sugar. Some sugarcane fields are burned to facilitate harvesting, which can affect the soil microbial community. However, whether sugarcane pre-harvest burning affects the community of arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) and symbioses development is not known. In this study, we investigated the early impacts of harvest management on AMF spore communities and root colonization in three sugarcane varieties, under two harvest management systems (no-burning and pre-harvest burning). Soil and root samples were collected in the field after the first harvest of sugarcane varieties SP813250, SP801842, and RB72454, and AMF species were identified based on spore morphology. Diversity indices were determined based on spore populations and root colonization determined as an indicator of symbioses development. Based on the diversity indices, spore number and species occurrence in soil, no significant differences were observed among the AMF communities, regardless of harvest management type, sugarcane variety or interactions between harvest management type and sugarcane variety. However, mycorrhiza development was stimulated in sugarcane under the no-burning management system. Our data suggest that the sugarcane harvest management system may cause early changes in arbuscular mycorrhiza development.

A deficiência de enxofre (S) nos solos vem se tornando cada vez mais comum em várias áreas do mundo em razão de práticas agronômicas, alta exportação de biomassa e redução das emissões atmosféricas. Nesta revisão são abordados a incidência, a exploração comercial e estoques de S na natureza, a importância do S para as plantas, as formas orgânicas e inorgânicas no solo e suas transformações, assim como, principalmente, o processo de oxidação microbiológica do enxofre elementar (S0) como alternativa para a reposição dos níveis de S do solo. Também é abordada a diversidade de microrganismos oxidantes de S0 nos solos, com destaque para o gênero Thiobacillus, bem como os mecanismos bioquímicos de oxidação do S0 em bactérias. Por fim, foram revisados os principais métodos para determinação da taxa de oxidação do S0 nos solos e as variáveis que influenciam esse processo.

Sulfur (S) deficiency in soils is becoming increasingly common in many areas of the world as a result of agronomic practices, high biomass exportation and reduced S emissions to the atmosphere. In this review, the incidence and commercial exploitation of S pools in nature are discussed, as well as the importance of S for plants and the organic and inorganic S forms in soil and their transformations, especially the process of microbiological oxidation of elemental sulfur (S0) as an alternative to the replenishment of S levels in the soil. The diversity of S0-oxidizing microorganisms in soils, in particular the genus Thiobacillus, and the biochemical mechanisms of S0 oxidation in bacteria were also addressed. Finally, the main methods to measure the S0 oxidation rate in soils and the variables that influence this process were revised.

Os solos da floresta tropical amazônica supostamente abrigam elevada biodiversidade microbiana. Entretanto, as ações antrópicas de corte e queima, especialmente para o estabelecimento de pastagens, induzem mudanças profundas nos ciclos biogeoquímicos. Após alguns anos de uso, a produtividade da gramínea declina, a pastagem é abandonada, tornando-se uma vegetação secundária, denominada "capoeira" ou pousio. O objetivo deste trabalho foi avaliar como o desmatamento da floresta amazônica para o estabelecimento de pastagem altera: a diversidade do domínio Bacteria avaliada por PCR-DGGE; a biomassa microbiana e alguns atributos químicos do solo (pH, umidade, P, K, Ca, Mg, Al, H + Al e SB); e a influência de variáveis ambientais na estrutura genética de comunidades bacterianas. A pastagem continha entre 30 e 42 % mais carbono total (C) do que a capoeira e aproximadamente 47 % mais C do que a floresta ao longo do ano. O mesmo padrão foi observado para o nitrogênio total (N). A biomassa microbiana na pastagem foi 38 e 26 % maior do que nas áreas de capoeira e floresta, respectivamente, durante a estação chuvosa. O padrão de bandas em DGGE revelou menor número de bandas por área na estação seca, porém as diferenças na estrutura de comunidades bacterianas entre as áreas de estudo foram mais bem definidas do que na estação chuvosa. O perfil de bandas encontrado na floresta esteve mais associado ao teor de Al e às taxas Cmic:Ctot e Nmic:Ntot. Em relação às áreas de pastagem e capoeira, a estrutura do domínio Bacteria esteve mais associada a pH, soma de bases, umidade, C e N totais e à biomassa microbiana. De modo geral, a biomassa microbiana em solos é influenciada pelos teores de C e N totais, os quais estiveram associados ao domínio Bacteria, visto que a comunidade bacteriana é uma fração componente e ativa da biomassa microbiana. Os resultados indicam que a composição genética das comunidades microbianas dos solos da Amazônia mudou ao longo da sequência floresta-pastagem-capoeira.

It is well-known that Amazon tropical forest soils contain high microbial biodiversity. However, anthropogenic actions of slash and burn, mainly for pasture establishment, induce profound changes in the well-balanced biogeochemical cycles. After a few years the grass yield usually declines, the pasture is abandoned and is transformed into a secondary vegetation called "capoeira" or fallow. The aim of this study was to examine how the clearing of Amazon rainforest for pasture affects: (1) the diversity of the Bacteria domain evaluated by Polymerase Chain Reaction and Denaturing Gradient Gel Electrophoresis (PCR-DGGE), (2) microbial biomass and some soil chemical properties (pH, moisture, P, K, Ca, Mg, Al, H + Al, and BS), and (3) the influence of environmental variables on the genetic structure of bacterial community. In the pasture soil, total carbon (C) was between 30 to 42 % higher than in the fallow, and almost 47 % higher than in the forest soil over a year. The same pattern was observed for N. Microbial biomass in the pasture was about 38 and 26 % higher than at fallow and forest sites, respectively, in the rainy season. DGGE profiling revealed a lower number of bands per area in the dry season, but differences in the structure of bacterial communities among sites were better defined than in the wet season. The bacterial DNA fingerprints in the forest were stronger related to Al content and the Cmic:Ctot and Nmic:Ntot ratios. For pasture and fallow sites, the structure of the Bacteria domain was more associated with pH, sum of bases, moisture, total C and N and the microbial biomass. In general microbial biomass in the soils was influenced by total C and N, which were associated with the Bacteria domain, since the bacterial community is a component and active fraction of the microbial biomass. Results show that the genetic composition of bacterial communities in Amazonian soils changed along the sequence forest-pasture-fallow.

As micorrizas arbusculares (MAs) são associações simbióticas mutualistas entre fungos do filo Glomeromycota e a maioria das plantas terrestres. A formação e o funcionamento das MAs depende de um complexo processo de troca de sinais, que resulta em mudanças no metabolismo dos simbiontes e na diferenciação de uma interface simbiótica no interior das células das raízes. Os mecanismos que regulam a formação das MAs são pouco conhecidos, mas sabe-se que a concentração de fosfato (P) na planta é um fator determinante para o desenvolvimento da simbiose. A disponibilidade de P na planta pode afetar o balanço de açúcares e de fitormônios (FHs), além da expressão de genes de defesa vegetal. Com o advento da genômica e proteômica, vários genes essenciais para o desenvolvimento das MAs já foram identificados e seus mecanismos de regulação estão sendo estudados. Até o presente, sabe-se que as plantas secretam substâncias que estimulam a germinação de esporos e o crescimento de fungos micorrízicos arbusculares (FMAs). Há evidências também de que os FMAs sintetizam moléculas sinalizadoras, que são reconhecidas pelas plantas hospedeiras. Pelo menos três genes são essenciais para o reconhecimento dessa molécula e a transdução do sinal molecular. Discutem-se os papéis desses genes e os possíveis mecanismos que regulam sua expressão, bem como os papéis dos FHs na regulação de MAs são discutidos.

Arbuscular mycorrhizae (AM) are mutualistic symbiotic associations between fungi of the phylum Glomeromycota and most terrestrial plants. The formation and functioning of AM depend on a complex signal exchange process, which ultimately results in shifts in the metabolism of the symbionts and differentiation of a symbiotic interface in cortical root cells. The mechanisms regulating AM development are not well understood, but it is known that phosphate (P) concentration in plants plays a key role in this process. Plant P concentration may affect the balance of sugars and phytohormones (PH), as well as the expression of plant defense-related genes. With the advent of genomics and proteomics, several genes essential for the development of AM have been identified and their regulation mechanisms are being elucidated. Hitherto, it is known that plants secrete several compounds that stimulate spore germination and the growth of arbuscular mycorrhizal fungi (AMF). There is also evidence that AMF synthesize molecules that are recognized by the host plants. At least three genes are essential for the recognition of this molecule and the transduction of the molecular signal. The roles of these genes and the possible mechanisms regulating their expression, as well as the role of PH in controlling AM development are discussed in this review.

As raízes das plantas podem estimular a microbiota do solo, a qual pode contribuir para o aumento da eficiência do processo de remediação. Assim, avaliar a magnitude dos efeitos das raízes sobre a microbiota do solo é de grande interesse e de relevância prática e ecológica. Neste trabalho, avaliaram-se a densidade microbiana, a atividade enzimática, a estrutura da comunidade bacteriana e a presença de fungos micorrízicos arbusculares (FMAs) na rizosfera de plantas de ocorrência espontânea em solo de sistema de "landfarming" de resíduos petroquímicos. Avaliaram-se também solos rizosféricos de cinco plantas e solo-controle sem planta por meio de contagens de microrganismos em placas, eletroforese em gel com gradiente desnaturante (DGGE) de fragmentos do gene rRNA 16S, seqüenciamento genético, atividades enzimáticas, percentagem de colonização radicular e contagem e identificação de esporos de FMAs. As plantas estimularam a densidade microbiana total e da população de degradadores de antraceno, com contagens médias de 1,5 x 10(6) e 2,2 x 10(6) UFC g-1 no solo seco, respectivamente, enquanto, no solo sem planta, essas contagens foram de 5,7 x 10(5) e 2,9 x 10(5) UFC g-1 no solo seco para os respectivos grupos microbianos. As espécies de maior efeito foram Bidens pilosa e Eclipta alba. Entretanto, esses efeitos estimulantes não foram verificados para a atividade enzimática do solo. A colonização micorrízica das raízes (em torno de 40 %) e a densidade de esporos nos solos rizosféricos foram elevadas (entre 900 e 4.800 esporos por 50 cm³ de solo), sendo maior na Brachiaria decumbens. Foram identificadas quatro espécies de FMAs: Acaulospora morrowiae, Glomus intraradices, Paraglomus occultum e Archaeospora trappei. Com exceção de G. intraradices, essas espécies não foram observadas em áreas contaminadas por hidrocarbonetos de petróleo. A análise por DGGE revelou que os solos rizosféricos apresentaram comunidades bacteriana diferente do solo sem plantas. As bactérias degradadoras de antraceno isoladas apresentaram relação filogenética com os gêneros Streptomyces, Nocardioides, Arthrobacter, Pseudoxanthomonas e com gêneros não identificados das famílias Cellulomonadaceae, Xanthomonadaceae e Rhodobacteraceae, sendo quatro destes isolados pertencentes aos actinomicetos. Apenas Nocardioides e o gênero relacionado com a família Cellulomonadaceae foram relatados em áreas brasileiras contaminadas com hidrocarbonetos de petróleo. Conclui-se que as plantas estimulam o aumento da densidade de células bacterianas e alteram a comunidade microbiana do solo de "landfarming" de resíduo petroquímico.

The presence of plants stimulates soil microbiota, which may contribute to soil remediation. It is of great interest to quantify these effects on heterotrophic microorganisms due to their practical and ecological relevance. The following factors were evaluated: bacterial cell density, enzymatic activity, bacterial community structure and the spontaneous occurrence of arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) in the plant rhizosphere in an area of land farming of petrochemical wastes, using a rhizospheric soil under five plants and control soil without plants. The following evaluation methods were applied: microorganism plate counts, molecular methods, denaturing gradient gel electrophoresis (DGGE) and gene sequencing, colorimetric methods for enzymes and percentage of root colonization, counting and identification of AMF spores. Total and anthracene degrading microbial density were stimulated by the presence of plants, with average counts of 1.5x10(6) and 2.2x10(6) CFU g dry soil-1, respectively, while soil without plants soil counts were 5.7x10(5) and 2.9x10(5) CFU g dry soil-1 for the respective microbial groups. The species Bidens pilosa and Eleusine indica had the highest stimulatory effects on microbial density. No stimulating plant effects of soil enzymatic activity were verified. Root mycorrhizal colonization (around 40 %) and AMF spore density was high in rhizopheric soils (between 900 and 4,800 spores 50 mL soil-1), especially in B. decumbens. Four AMF species were identified in this soil: Acaulospora morrowiae, Glomus intraradices, Paraglomus occultum and Archaeospora trappei. Aside from G. intraradices, this is the first report of the occurrence of these species in petroleum hydrocarbon contaminated areas. The DGGE analysis revealed existence of different bacterial communities in different treatments. The isolated anthracene degrading bacteria were related with the genera: Streptomyces, Nocardioides, Arthrobacter, Pseudoxanthomonas and non-identified genera of the families Cellulomonadaceae, Xanthomonadaceae and Rhodobacteraceae. Four of the identified genera belong to the actinomycetes. Only Nocardioides and the isolate related to the Cellulomonadaceae family have already been reported in areas contaminated with petroleum hydrocarbon in Brazil. In conclusion the presence of plants enhances soil bacterial cell density and alters the bacterial community in landfarming of petrochemical wastes.

A aplicação de biossólidos de Estações de Tratamento de Esgotos (ETEs) em solos agrícolas e florestais tem sido uma das práticas alternativas preconizadas para a reciclagem desses resíduos orgânicos. No entanto, alguns biossólidos de ETEs podem conter metais e, ou, xenobiontes que poderiam afetar a microbiota. Neste trabalho, os impactos da aplicação de biossólidos das ETEs de Barueri e Franca (SP), com alta e baixa concentração de metais, respectivamente, na microbiota de um solo argiloso (Nitossolo Vermelho eutroférrico típico) e um arenoso (Neossolo Quartzarênico órtico típico) foram determinados em condições de microcosmos. Imediatamente após a adição de diferentes doses de biossólidos ao solo, e depois de 4, 8, 16, 32 e 64 dias de incubação, a respiração basal (RB), C na biomassa microbiana (CB), quociente metabólico (qCO2) e relação CB/C-orgânico do solo (CB/Corg) foram avaliados. No geral, a RB foi maior nos solos com maiores quantidades de biossólidos, sendo os maiores acréscimos verificados logo após a aplicação dos biossólidos. No solo arenoso, decréscimos significativos do CB foram observados nos tratamentos com as doses mais elevadas de biossólidos. O qCO2 foi maior nos solos com doses mais elevadas de biossólidos, mas diminuiu com o aumento do período de incubação. Independentemente do tipo de solo, CB/Corg foi maior nos solos que não receberam biossólidos, em relação aos solos que receberam biossólidos ricos em metais. A relação CB/Corg nos solos tratados com biossólidos ricos em metais diminuiu significativamente entre 4 e 16 dias de incubação, não sofrendo alterações posteriormente. Esses dados indicam que a aplicação de biossólidos nos solos analisados, independentemente do teor de metais, pode causar um estresse transiente na comunidade microbiana, dependendo da dose aplicada, e que alterações na estrutura das comunidades microbianas podem estar ocorrendo.

The amendment of agricultural and forest soils with biosolids from sewage treatment plants (STPs) is an alternative to recycle these organic residues. However, biosolids from STPs may contain metals and/or xenobiotics that can affect soil microorganisms. In this study, the impacts of biosolids from the STPs of Barueri and Franca (São Paulo, Brazil), containing high and low metal concentration, respectively, on the microbiota of a Nitisol (clayey) and a Dystric Arenosol (sandy) were determined in microcosm. Immediately after biosolids application and 4, 8, 16, 32 and 64 days after incubation, the basal respiration (BR), C in microbial biomass (CB), metabolic quotient (qCO2), and CB/soil organic C ratio (CB/Corg) were evaluated. In general, RB was higher in soils amended with the highest amounts of biosolids, and the greatest increments were observed immediately after biosolids application. In the sandy soil, statistically significant decreases in CB were observed in the treatments with the highest amounts of biosolids. The qCO2 was higher in soils with the highest amounts of biosolids, but decreased during incubation. Regardless of the soil type, CB/Corg was higher in soils without biosolids when compared to soils with metal-rich biosolids. The CB/Corg ratio in soils amended with metal-rich biosolids decreased significantly between 4 and 16 days after incubation, and leveled off thereafter. These data indicate that the amendment of the tested soils with biosolids, independently of the metal content, may cause a transient stress in the microbial community, depending on the applied dose, and that changes in the structure of the microbial communities may have occurred.

Os hormônios vegetais são possíveis reguladores chave do desenvolvimento de micorrizas arbusculares (MAS). Contudo, seus papéis em MA são pouco conhecidos. No presente estudo, foram utilizados mutantes em cinco classes hormonais introgredidos em uma única cultivar (cv. Micro-Tom) de tomateiro (Lycopersicon esculentum Mill. Syn Solanum lycopersicum L.) para determinar seus efeitos no desenvolvimento de MA e expressão de genes relacionados à defesa (quitinases e b-1,3-glucanases) em raízes. Sob condição de baixo P, os mutantes epinastic (epi) e Never ripe (Nr), os quais são super produtores e pouco sensíveis a etileno, respectivamente, tiveram a colonização intra-radicular por Glomus clarum inibida quando comparada com o controle Micro-Tom (MT). Não se observou alterações significativas na colonização fúngica nos mutantes afetando outras classes hormonais. Sob condição de baixo P, o nível de transcritos codificando uma quitinase básica de classe I (chi9) foi mais elevado em raízes micorrizadas dos mutantes epi e Nr, quando comparado com o controle MT. Em contraste, o nível de transcritos de uma b-1,3-glucanase ácida da classe III (TomPR-Q'a) em raízes micorrizadas do mutante epi foi significativamente menor que em raízes micorrizadas de MT. A colonização de raízes no mutante epi foi acompanhada por várias alterações na morfologia fúngica, quando comparada com o controle MT. Os resultados sugerem que o etileno pode desempenhar um importante papel controlando o crescimento fúngico intra-radicular nas MAS.

Plant hormones are likely key regulators of arbuscular mycorrhizae (AM) development. However, their roles in AM are not well known. Here mutants in five hormone classes introgressed in a single tomato (Lycopersicon esculentum Mill. Syn Solanum lycopersicum L.) background (cv. Micro-Tom) were used to determine their effects on AM development and the expression of defense-related genes (chitinases and b-1,3-glucanases) in roots. Under low P conditions, mutant epinastic (epi) and Never ripe (Nr), ethylene overproducer and low sensitivity, respectively, had the intraradical colonization by Glomus clarum highly inhibited, as compared to the control Micro-Tom (MT). No significant alterations in fungal colonization were observed in mutants affecting other hormone classes. Under low P conditions, the steady state levels of transcripts encoding a class I basic chitinase (chi9) were higher in mycorrhizal epi and Nr mutant roots as compared to MT controls. In contrast the steady state levels of a class III acidic b-1,3-glucanase (TomPR-Q'a) transcripts in mycorrhizal epi mutant roots were significantly lower than in mycorrhizal MT roots. Root colonization in epi mutants was accompanied by several alterations in fungal morphology, as compared to root colonization in MT controls. The data suggest that ethylene may play an important role in controlling intraradical arbuscular mycorrhizal fungal growth.

As micorrizas arbusculares (MAs) são as associações simbióticas entre raízes de plantas e fungos mais comuns na natureza. Elas podem contribuir para o aumento da sobrevivência e adaptação das plantas a ambientes limitantes, principalmente devido a sua maior capacidade em absorver nutrientes da solução do solo. Apesar de sua importância ecológica, os mecanismos que controlam o desenvolvimento e fisiologia das MAs são pouco conhecidos. A natureza mutualística obrigatória dos fungos micorrízicos arbusculares (FMAs) tem limitado os avanços na compreensão e aplicação da simbiose. Alterações significativas nos programas genéticos de ambos simbiontes são necessárias para o estabelecimento de MAs, e mecanismos complexos de sinalização e transdução de sinais estão provavelmente envolvidos. A análise de mutantes de leguminosas defectivos no desenvolvimento de nódulos fixadores de nitrogênio e MAs sugere que uma parte das vias de transdução de sinais envolvidas na regulação dessas simbioses é conservada. Muito embora o uso da genômica de plantas modelos tenha contribuído para o avanço na compreensão dos mecanismos que regulam MAs, a identificação de moléculas sinais envolvidas na comunicação planta-FMA, e a determinação de suas vias de transdução, é essencial para aplicação da simbiose na agricultura.

Arbuscular mycorrhiza (AM) are the most widespread symbiotic associations between plant roots and soil fungi. AM can contribute to increasing the survival and fitness of plants to limiting environments mostly due to their ability in improving nutrient uptake from the soil solution. Despite their ecological significance, the mechanisms controlling AM development and functioning are largely unknown. The obligate mutualistic nature of the arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) has hampered the advances on the understanding and application of the symbiosis. Significant alterations in the genetic programs of both symbionts are required for the successful establishment of an AM, and complex signaling and signal transduction mechanisms are likely involved. The analyses of legume mutants affected in the development of nitrogen fixing nodules and AM suggest that part of the signal transduction pathways involved in the regulation of both symbioses are conserved. Even though the use of genomics of model plants has helped to advance our understanding of the regulatory mechanisms in AM, identifying the signal molecules involved in plant-AMF communication and determining their transduction pathways is still essential for its biotechnological application in agriculture.

Este trabalho foi conduzido para se avaliar o efeito da suplementação com antimicrobianos (associação de 50 ppm de colistina, 50 ppm de bacitracina de zinco e 50 ppm de olaquindox) ou extratos herbais (à base de tomilho, cravo e orégano, na concentração de 0 ppm, 700 ppm, 1.400 ppm e 2.100 ppm) sobre a comunidade de Bacteria do duodeno, jejuno, íleo e ceco de suínos com 56 dias de idade. Foi utilizada a técnica de eletroforese em gel de poliacrilamida com gradiente de desnaturação de amplicons da região V3 do rDNA 16S. O antibiótico e o extrato herbal proporcionaram diminuição na incidência de diarréia. O extrato herbal, em diferentes concentrações, proporcionou desempenho similar ao dos animais suplementados com antibiótico. O nível de 2.100 ppm de extrato herbal proporcionou melhor ganho de peso que os menores níveis testados. O número de amplicons detectados variou em função do segmento intestinal analisado e da suplementação com promotores de crescimento. Foi possível estabelecer relações entre o número de amplicons observados nos quatro segmentos do trato intestinal, suplementação adotada, o ganho de peso diário e a incidência de diarréia. As estruturas da comunidade de Bacteria do trato intestinal de suínos apresentaram maior similaridade em função do local de amostragem que em relação ao promotor de crescimento suplementado.

This trial was conducted to evaluate the effect of antimicrobial supplementation (association of 50 ppm of colistin, 50 ppm of zinc bacitracin and 50 ppm of olaquindox) or herbal extract (based on thyme, clove and oregano at levels of 0, 700, 1,400 and 2,100 ppm) on Bacteria population of duodenum, jejunum, ileum and cecum of swine at 56 days old. Denaturing gradient technique in polyacrylamide gel electrophoresis (DGGE) of amplicons from 16S rDNA V3 region was used. The number of detected amplicons changed according to intestinal segment analyzed and supplementation with growth promoter. Antibiotic and herbal extract decreased diarrhea incidence. Performance of animals supplemented with increasing levels of herbal extract and antibiotic was similar. The highest level (2,100 ppm) of herbal extract showed greater values of weight gain. It was possible to determine relations among the number of amplicons observed in the four segments of intestinal tract, growth promoter, daily weight gain and diarrhea incidence. The structure of Bacteria population of the intestinal tract of swine showed higher similarity, due to the sampling site than the growth promoter.

Os mecanismos que controlam o processo de colonização intrarradicular por fungos micorrízicos arbusculares ainda não são conhecidos, mas podem envolver o sistema de defesa vegetal. Normalmente, em condições favoráveis à formação de micorrizas arbusculares (MAs), e.g. baixo fosfato (P), ocorre supressão da expressão de genes de defesa, como quitinases e b-1,3-glucanases, em certos estágios do desenvolvimento das simbioses. Assim, a inibição do crescimento fúngico intrarradicular em condições de alto P pode ser decorrência da atenuação da supressão e/ou indução de genes de defesa específicos. Se o sistema de defesa está envolvido no controle do crescimento fúngico intrarradicular em condições de alto P, a aplicação às raízes de um indutor de respostas de defesa, como o ácido salicílico (AS), poderia simular o efeito inibitório do P. Este trabalho teve por objetivo avaliar o efeito do AS na colonização intrarradicular e nas atividades de quitinases e b-1,3-glucanases em raízes de feijoeiro (Phaseolus vulgaris L. var. Carioca 80-SH) inoculadas com Glomus clarum ou Glomus intraradices, em condições de baixo e alto P. Em condições de baixo P, a aplicação de AS inibiu a colonização intrarradicular a níveis similares aos observados em condições de alto P. Em condições de alto P, a inibição da micorrização pelo AS foi ainda maior. Associado a essa inibição, incrementos de aproximadamente 10 vezes nas atividades específicas de quitinases e redução nas atividades de b-1,3-glucanases nas raízes das plantas que receberam AS foram observados. Em função dos padrões de atividades de quitinases e b-1,3-glucanases nas raízes não-inoculadas e inoculadas, não foi possível estabelecer uma relação entre as atividades dessas hidrolases e o crescimento fúngico intrarradicular.

Even though the mechanisms controlling intraradical colonization by arbuscular mycorrhizal fungi are not yet known, they may involve the plant defense system. Normally, under appropriate conditions for mycorrhiza formation, e.g. low phosphate (P), the expression of plant defense genes, such as chitinases and b-1,3-glucanases, is suppressed. Under high P conditions, the inhibition of intraradical fungal growth may be due to an attenuation of the suppression and/or induction of specific plant defense genes. If the plant defense system limits intraradical fungal growth under high P conditions, then the application of a plant defense inducer to the roots, such as salicylic acid (SA), might have the same effect as high P. The aim of this work was to evaluate the effects of SA on the intraradical colonization and on the activities of chitinases and b-1,3-glucanases in bean (Phaseolus vulgaris L. cv. Carioca 80-SH) roots inoculated with Glomus clarum or Glomus intraradices, and grown under low and high P conditions. Under low P, the application of SA to bean roots resulted in inhibition of intraradical fungal colonization, to the same levels as observed for high P conditions. This inhibition was even greater under high P conditions. Associated with the inhibition of root colonization, a 10-fold increase in chitinase and reduction of b-1,3-glucanase activities were observed in roots that received SA. Based on the patterns of chitinase and b-1,3-glucanase activities in not-inoculated and inoculated roots, it was not possible to establish a relationship between activities of these hidrolases and intraradical fungal growth.