RESUMO: O uso de agroquímicos resulta em impactos ambientais e torna-se necessário o emprego de tecnologias sustentáveis para diminuição de contaminantes no solo. O hexazinona é o herbicida mais utilizado para a cultura da cana-de-açúcar, e apresenta persistência no ambiente. A principal via de degradação no solo é por meio de microrganismos. Com isso, selecionou-se seis microrganismos que apresentaram crescimento na presença do herbicida: SCR1 - Microbacterium arborescens; SCR2 - Bacillus pumilus; SCM3 - Stenotrophomonas maltophilia; SCM4 - Bacillus cereus; SCM5A - M. arborescens; SCM5B - Bacillus safensis. Foi realizado um teste para avaliar a habilidade de cada linhagem na solubilização de fosfatos, e no caso da solubilização de Ca3(PO4)2, as linhagens que apresentaram melhores resultados foram B. pumilus e S. maltophilia. Posteriormente, os inoculantes foram preparados e a concentração após plaqueamento de 2,71x109 UFC mL-1 para B. pumilus, 1,02x109 UFC mL-1 para S. maltophilia e consórcio com as duas linhagens 1,14x1010 UFC mL-1 apresentaram valores satisfatórios para utilização como inoculantes.

ABSTRACT: The excessive use of agrochemicals negatively impacts the environment, making the development of sustainable technologies for the reduction of contaminants in soil necessary. Hexazinone is the herbicide most used for sugarcane crops and persists in the environment. Moreover, its main route of degradation in the soil is through microorganisms. Therefore, six microorganisms were selected that presented growth in the presence of the herbicide; SCR1 - Microbacterium arborescens; SCR2 - Bacillus pumilus; SCM3 - Stenotrophomonas maltophilia; SCM4 - Bacillus cereus; SCM5A - M. arborescens; and SCM5B - B. safensis. A test was performed to evaluate the ability of each lineage in phosphate solubilization. For the Ca3(PO4)2 solubilization test, the strains that showed the best results were B. pumilus and S. maltophilia. Subsequently, the inoculants were prepared and the concentrations after plating were 2.71 × 109 CFU mL-1 for B. pumilus, 1.02 × 109 CFU mL-1 for S. maltophilia, and 1.14 × 1010 CFU mL-1 for a combination of the two strains. These were satisfactory values for use as inoculants.

RESUMO Bactérias endofíticas com características multifuncionais podem beneficiar as plantas por meio de diferentes mecanismos e promover o crescimento de forma eficiente, econômica e ecologicamente correta. Neste estudo, foi investigado o potencial do isolado endofítico multifuncional Acinetobacter lwoffii Bac109, com o objetivo de promover o crescimento de mudas de cana-de-açúcar in vitro. A linhagem Bac109 demonstrou capacidade de solubilização de fosfato em meio sólido (índice de solubilização: 3,73). Além disso, a bactéria foi um eficiente agente de biocontrole contra os fungos fitopatogênicos Rhizoctonia sp., Fusarium oxysporum, Phoma sp. e Bipolaris papendorfii, apresentando desempenho superior ou igual ao antifúngico comercial higromicina B. A produção de biofilme foi confirmada em ensaio in vitro e foi maior na presença de extrato de raiz de cana-de-açúcar. Além disso, A. lwoffii Bac109 apresentou forte adesão às raízes da cana-de-açúcar. A inoculação da bactéria em mudas micropropagadas de cana-de-açúcar aumentou o comprimento da parte aérea (35 %) e a dissipação de energia não fotoquímica regulada após 28 dias de cultivo. Ao término do experimento, a bactéria apresentou grande potencial de sobrevivência, com 5,72 × 107 UFC mL-1 recuperadas do substrato, o que é crucial para a interação da planta. Os resultados mostraram potencial de aplicação biotecnológica para A. lwoffii Bac109 pela avaliação dos traços multifuncionais para a promoção do crescimento vegetal e por interações específicas com a cana-de-açúcar, as quais podem auxiliar no aprimoramento de protocolos de micropropagação da cultura.

ABSTRACT Endophytic bacteria with multifunctional characteristics can benefit plants through different mechanisms, as well as promoting growth in an efficient, low-cost and ecofriendly way. This study analyzed the potential of the multifunctional endophytic isolate Acinetobacter lwoffii Bac109 in promoting the early in vitro growth of sugarcane seedlings. The Bac109 strain showed potential to solubilize phosphate in a solid medium (solubilization index: 3.73). In addition, the bacterium was an efficient biocontrol agent against the phytopathogenic fungi Rhizoctonia sp., Fusarium oxysporum, Phoma sp. and Bipolaris papendorfii, showing a performance equal to or better than the commercial antifungal hygromycin B. An in vitro assay confirmed the biofilm production, which increased in the presence of sugarcane root extract. Additionally, A. lwoffii Bac109 showed a strong adhesion to the sugarcane roots. The inoculation of this bacterium in micropropagated sugarcane seedlings increased the shoot length (35 %) and regulated the nonphotochemical energy dissipation after 28 days of cultivation. At the end of the experiment, the bacterium showed a great potential for survival, with 5.72 × 107 CFU mL-1 recovered from the substrate, what is crucial for plant interaction. The results showed the potential of the biotechnology application for A. lwoffii Bac109 by evaluating multifunctional traits of plant growth promotion and by specific interactions with sugarcane, which may help to improve micropropagation protocols for this crop.

RESUMO O uso intensivo de glifosato tem se mostrado prejudicial para organismos não-alvos. Considerando-se o solo como um dos receptores finais do herbicida, a comunidade microbiana presente é um dos fatores críticos a serem monitorados. Objetivou-se isolar Bacillus sp. e avaliar o efeito do glifosato nas características funcionais do crescimento e na atividade de biocontrole do fitopatógeno. Bacillus sp. FC1 foi isolado do solo e cultivado em seis tratamentos, na presença e ausência de glifosato. A análise de crescimento bacteriano consistiu na comparação das curvas de crescimento. O efeito do glifosato sobre a atividade de biocontrole foi avaliado por antibiose contra o fitopatógeno Fusarium sp. O glifosato apresentou efeito negativo no crescimento do Bacillus sp. FC1. A exposição ao herbicida, baseada no método de cultura pareada, não afetou a característica de biocontrole do fitopatógeno. Contudo, a sensibilidade do isolado ao glifosato pode ter afetado a capacidade inicial de competição por nutrientes com o fitopatógeno em placa.

ABSTRACT The intensive use of glyphosate has shown to be harmful to non-target organisms. Considering the soil as a final herbicide acceptor, the microbial community present on it is one of the critical factors to be monitored. This study aimed to isolate Bacillus sp., as well as to evaluate the effect of glyphosate on functional traits related to the growth and biocontrol activity of the phytopathogen. Bacillus sp. FC1 was isolated from the soil and grown in six media, in the presence and absence of glyphosate. The analysis of bacterial growth consisted of comparing the growth curves. The effect of glyphosate on the biocontrol activity was evaluated by antibiosis against the phytopathogen Fusarium sp. Glyphosate had a negative effect on the growth of the Bacillus sp. FC1 isolate. Exposure to the herbicide, based on the antibiosis method, showed no effect on the biocontrol activity of the phytopathogen. However, the sensitivity of the isolate to the herbicide may have affected its ability to initially compete for nutrients with the phytopathogen in the medium.

'Golden' papayas at maturity stage 1 (15% yellow skin) were chosen to study selected oxidative processes, the activity of antioxidant enzymes and lipid peroxidation in storage at 22°C, during the ripening of the fruit. An increase in ethylene production was observed on the second day of storage and it was followed by an increase in respiration. An increased activity of catalase, glutathione reductase and ascorbate peroxidase was observed concurrently or soon after this increase in ethylene production and respiration. The increased activity of these enzymes near the peaks of ethylene production and respiration is related to the production of oxidants accompanying the onset of ripening. On the fourth day of storage, there was an increased lipid peroxidation and decreased activities of catalase, glutathione reductase and superoxide dismutase. Lipid peroxidation induces the increase of antioxidant enzymes, which can be verified by further increases in the activities of catalase, glutathione reductase, superoxide dismutase and ascorbate peroxidase. Unlike the other antioxidant enzymes, the ascorbate peroxidase activity in the pulp increased continuously during ripening, suggesting its important role in combating reactive oxygen species during papaya ripening. With regard to physical-chemical characteristics, the soluble solids did not vary significantly, the acidity and ascorbic acid contents increased, and hue angle and firmness decreased during storage. The results revealed that there was variation in the activity of antioxidant enzymes, with peaks of lipid peroxidation during the ripening of 'Golden' papaya. These results provide a basis for future research, especially with regard to the relationships among the climacteric stage, the activation of antioxidant enzymes and the role of ascorbate peroxidase in papaya ripening.

Foram estudadas a atividade de enzimas antioxidantes e a expressão da ferritina em culturas celulares de duas variedades de Coffea arabica, Mundo Novo e Icatu, tratadas com alumínio (Al) em meio de cultura com pH 5.8. As células foram incubadas com 300 µM Al3+, e a especiação do Al para Al3+ foi de 1.45%. Para Mundo Novo, a atividade da superóxido dismutase (SOD), catalase (CAT) e glutationa S-transferase (GST) aumentou, enquanto que a atividade da glutationa redutase (GR) e da guaiacol peroxidase (GPOX) permaneceu inalterada. Para Icatu, a atividade da SOD, GR e GST aumentou, a atividade da CAT não se alterou e da GPOX diminuiu. Foram analisadas a expressão de dois transcritos da ferritina (CaFer1 e CaFer2) por meio de PCR em Tempo Real. O Al provocou queda na expressão do CaFER1 e nenhuma alteração em CaFER2 nas duas variedades. Não houve alteração no acúmulo de ferritina para Mundo Novo, mas uma diminuição para Icatu. A resposta diferencial das enzimas indica que a resposta antioxidante é variedade dependente.

The effects of aluminum (Al) on the activities of antioxidant enzymes and ferritin expression were studied in cell suspension cultures of two varieties of Coffea arabica, Mundo Novo and Icatu, in medium with pH at 5.8. The cells were incubated with 300 µM Al3+, and the Al speciation as Al3+ was 1.45% of the mole fraction. The activities of superoxide dismutase (SOD), catalase (CAT), and glutathione S-transferase (GST) were increased in Mundo Novo, whereas glutathione reductase (GR) and guaiacol peroxidase (GPOX) activities remained unchanged. SOD, GR, and GST activities were increased in Icatu, while CAT activity was not changed, and GPOX activity decreased. The expression of two ferritin genes (CaFer1 and CaFer2) were analyzed by Real-Time PCR. Al caused a downregulation of CaFER1 expression and no changes of CaFER2 expression in both varieties. The Western blot showed no alteration in ferritin protein levels in Mundo Novo and a decrease in Icatu. The differential enzymes responses indicate that the response to Al is variety-dependent.

Os herbicidas representam 65% do consumo geral, sendo que o S-Metolachlor é um dos mais utilizados e está trazendo preocupações ambientais. Objetivamos detectar a degradação do S-Metolachlor por microorganismos de solos sob plantio. Foram identificadas as espécies bacterianas: Klebsiella pneumoniae pneumoniae GC s.B linhagem 1, Pseudomonas alcaligenes, Enterobacter aerogenes GC s.A e Klebsiella pneumoniae pneumoniae GC s.B linhagem 2. Resultados da curva de crescimento por espectrofotometria não permitiram definir diferentes fases, levando a pensar em uma fase Lag longa. Frascos de cultura demonstraram a formação de biofilme, provocando mudança na cor do herbicida, interferindo na leitura do crescimento. É possível a existência de fase Log, mas não detectável pelo método. Após 5 dias de incubação a 35ºC, a diferença média de concentração do S-Metolachlor foi de 14.42%, e em 10 dias, 35.01%. Observou-se o aparecimento de um halo em volta das colônias, o que corrobora a hipótese de degradação microbiana do herbicida.

The aim of this work was to study herbicide degradation through selected microorganisms from humus and soil subjected to different plantation systems. The following bacterial species were identified: Klebsiella pneumoniae pneumoniae GC s.B strain 1, Pseudomonas alcaligenes, Enterobacter aerogenes GC s.A and Klebsiella pneumoniae pneumoniae GC s.B strain 2. Growth studies yet suggested the possibility of a very long lag phase. Although, culture with the herbicide presented biofilm formation and there were color changes in the herbicide that could have interfered with the espectrophotometry readings. After 5 days of incubation at 35ºC, the difference in the concentration of herbicide was 14.42% on average and after 10 days, 35.01%.