ABSTRACT. The objectives of the present study were to construct a cowpea genetic map using the F2 population resulting from the cross IC-1 x BRS Marataoã, based on single nucleotide polymorphism (SNP) markers, and to map the cpi gene, with additional reference to introgression with the consensus map of species, aiming to identify markers for assisted selection to develop more efficient cultivars for BNF. The parents and 89 F2 plants were genotyped with 51,128 SNP markers, of which 910 polymorphic markers were used to construct the map. The results revealed 11 linkage groups, with an average of 82 markers per chromosome and average distance of 1.26 cM between markers. Recombination analysis of the SNPs indicated that markers 2_12850 and 2_00188, located in linkage group 11, flanked the cpi gene at a distance of 6.7 cM and 5.64 cM, respectively. The introgression of linkage group 11 with the cowpea reference map revealed short distances (from zero to 0.6 cM) for these markers, indicating a strong association with the cpi gene. The constructed map and cpi mapping provide basic information that can assist the genetic breeding of more efficient cowpea plants for BNF by marker-assisted selection.

Leguminosas forrageiras são importantes recursos na região semi-árida, devido a sua capacidade de adaptação a solos de baixa fertilidade e fixação de nitrogênio quando associados a bactérias diazotróficas. Aqui, aplicamos uma abordagem polifásica com o objetivo de caracterizar bactérias isoladas de nódulos obtidos de Clitoria ternatea e Stylosanthes capitata cultivadas em solos do semiárido brasileiro. O isolamento das bactérias produziu uma coleção de 126 isolados: 45 isolados de C. ternatea e 81 de S. capitata. Os testes de nodulação resultaram em apenas dez isolados que nodularam seu hospedeiro original: seis de C. ternatea e quatro de S. capitata. Esses dez isolados de nódulos de leguminosas tiveram suas características fenotípicas e genotípicos avaliadas. Todos os isolados cresceram em frutose, glicose, glutamato de sódio, maltose, xilose e sacarose. Testes metabólicos mostraram uma relação entre a tolerância ao sal e altas temperaturas; onde o isolado que tolerou a maior concentração de sal também tolerou a temperatura mais alta. Três isolados apresentaram atividade amilolítica e quatro foram capazes de produzir carboximetil celulolítico. A estreptomicina foi o antibiótico mais limitante para o crescimento bacteriano, e o ácido nalidíxico foi o menos limitante. Sete dos dez isolados eram produtores de IAA. O sequenciamento parcial do gene 16S rRNA permitiu identificar isolados como membros dos gêneros Bacillus (1), Bradyrhizobium (4), Leifsonia (3), Microvirga (1) e Rhizobium (1). Esses dados revelam diversidade fenotípicas e genotípicas de bactérias que habitam nódulos das forrageiras C. ternatea e S. capitata, e representam uma importante fonte microbiana para a prospecção de novos produtos biotecnológicos para promover melhor desenvolvimento das leguminosas forrageiras na região semiárida.

Forage legumes are important resources in semiarid regions due to their abilities to adapt to soils with low fertility and fix nitrogen when associated with diazotrophic bacteria. Here, we applied a polyphasic approach to characterize a set of legume nodule isolates obtained from Clitoria ternatea and Stylosanthes capitata cultivated in the soils of a semiarid region of Brazil. A total of 126 bacterial isolates were obtained: 45 isolates from C. ternatea and 81 isolates from S. capitata. Nodulation tests revealed only ten isolates that nodulated their original host: six isolates from C. ternatea and four isolates from S. capitate. These ten legume nodule isolates were phenotypically and genotypically characterized. All isolates grew in fructose, glucose, sodium glutamate, maltose, xylose, and sucrose. Metabolic tests showed a relationship between tolerance to salt and high temperatures, where isolates that tolerated the highest salt concentration also tolerated the highest temperature. Three isolates showed amylolytic activity, and four isolates showed carboxymethyl cellulolytic activity. Streptomycin was the most limiting and nalidixic acid was the least limiting antibiotic to bacterial growth. Seven out of ten isolates were indol-acetic acid producers. Additionally, 16S rRNA gene partial sequencing enabled the identification of members of the genera Bacillus (1), Bradyrhizobium (4), Leifsonia (3), Microvirga (1), and Rhizobium (1). These data reveal phenotypically and genotypically diverse bacteria inhabiting the nodules of the forage legumes C. ternatea and S. capitata represent an important microbial source to protect new biotechnological products and improve forage legumes in semiarid regions.

RESUMO O feijão-caupi é uma cultura tolerante ao déficit hídrico, com teores moderados de proteínas e minerais e rápida cocção, requisitos importantes para regiões semiáridas. Objetivou-se avaliar a retenção de proteínas totais e minerais após a cocção, em genótipos de feijão-caupi, a fim de selecionar os que melhor preservem os teores desses nutrientes. Foram avaliados 24 genótipos, sendo dez linhagens, cinco cultivares comerciais e nove variedades mantidas por agricultores. A cocção teve efeito reduzido nos teores de proteína, potássio, cálcio, ferro e zinco, nos grãos de feijão-caupi, com efeitos significativos em poucos genótipos. Foi observada correlação significativa e positiva apenas para produção de grãos x teor de zinco e proteínas x tempo de cocção. A linhagem CPCR3F6L17 obteve alta produtividade de grãos e elevados teores de proteína, potássio, ferro e zinco, após a cocção, mostrando-se promissora para a região estudada.

ABSTRACT Cowpea is a tolerant crop to water deficit, with moderate protein and mineral contents, as well as fast cooking, which are important requirements for semi-arid regions. This study aimed to evaluate the retention of total proteins and minerals after cooking in cowpea genotypes, in order to select those that best preserve these nutrients contents. Twenty-four genotypes were evaluated, being ten lines, five commercial cultivars and nine landraces maintained by farmers. Cooking had a reduced effect on the contents of protein, potassium, calcium, iron and zinc in cowpea grains, with significant effects only in a few genotypes. A significant and positive correlation was observed only for grain yield x zinc content and protein content x cooking time. The line CPCR3F6L17 presented a high grain yield and high levels of protein, potassium, iron and zinc after cooking, showing to be a promising option for the studied region.

As espécies vegetais que ocorrem naturalmente na Caatinga brasileira apresentam diversas adaptações às condições adversas que podem ser exploradas para aumentar a produção vegetal. Entre essas estratégias adaptativas para o enfrentamento da baixa disponibilidade hídrica, a tolerância à dessecação pode ser destacada. Até o momento, a associação entre essas espécies e os microrganismos benéficos do solo não é bem entendida. Os objetivos deste trabalho foram caracterizar bactérias diazotróficas de Tripogon spicatus e avaliar a capacidade de promoção do crescimento delas em plantas de arroz. Dezesseis isolados bacterianos foram estudados quanto a seu posicionamento taxonômico por meio do sequenciamento parcial do gene 16S rRNA, potencial diazotrófico, produção de ácido indol acético (AIA) e solubilização de fosfato de cálcio in vitro, metabolismo de nove diferentes fontes de C em meio semissólido, tolerância a diferentes concentrações de NaCl a pHs e resistência intrínseca a nove antibióticos. A habilidade em promover o crescimento vegetal foi avaliada utilizando o arroz (Oryza sativa) como planta-modelo. Dentre os 16 isolados avaliados, oito foram classificados como pertencentes à família Enterobacteriaceae, relacionados aos gêneros Enterobacter e Pantoea. Seis outros isolados foram relacionados a Bacillus e outros dois a Rhizobium e Stenotrophomonas. A avaliação da incorporação do N ao meio semissólido demonstrou o potencial diazotrófico de todos os isolados. Duas bactérias produziram mais AIA do que a estirpe BR 11175T de Herbaspirillum seropedicae. Isolados bacterianos foram capazes de formar película em meio semissólido suplementado com concentrações de NaCl de até 1.27 mol L-1. A resistência intrínseca a antibióticos e o metabolismo de diferentes fontes de C indicaram um perfil fisiológico muito variável. Sete isolados foram capazes de aumentar o crescimento das plantas de arroz, mais eficientemente do que a estirpe de referência Ab-V5 de Azospirillum brasilense. Os resultados indicaram o potencial de T. spicatus como uma espécie nativa fonte de bactérias promotoras de crescimento vegetal.

Plant species that naturally occur in the Brazilian Caatinga(xeric shrubland) adapt in several ways to these harsh conditions, and that can be exploited to increase crop production. Among the strategic adaptations to confront low water availability, desiccation tolerance stands out. Up to now, the association of those species with beneficial soil microorganisms is not well understood. The aim of this study was to characterize Tripogon spicatusdiazotrophic bacterial isolates from the Caatingabiome and evaluate their ability to promote plant growth in rice. Sixteen bacterial isolates were studied in regard to their taxonomic position by partial sequencing of the 16S rRNA gene, putative diazotrophic capacity, in vitro indole-acetic acid (IAA) production and calcium phosphate solubilization, metabolism of nine different C sources in semi-solid media, tolerance to different concentrations of NaCl to pHs and intrinsic resistance to nine antibiotics. Finally, the ability of the bacterial isolates to promote plant growth was evaluated using rice (Oryza sativa) as a model plant. Among the 16 isolates evaluated, eight of them were classified as Enterobacteriaceae members, related to Enterobacter andPantoeagenera. Six other bacteria were related toBacillus, and the remaining two were related toRhizobiumand Stenotrophomonas.The evaluation of total N incorporation into the semi-solid medium indicated that all the bacteria studied have putative diazotrophic capacity. Two bacteria were able to produce more IAA than that observed for the strain BR 11175Tof Herbaspirillum seropedicae.Bacterial isolates were also able to form a microaerophilic pellicle in a semi-solid medium supplemented with different NaCl concentrations up to 1.27 mol L-1. Intrinsic resistance to antibiotics and the metabolism of different C sources indicated a great variation in physiological profile. Seven isolates were able to promote rice growth, and two bacteria were more efficient than the reference strainAzospirillum brasilense, Ab-V5. The results indicate the potential of T. spicatus as native plant source of plant growth promoting bacteria.

A biodiversidade de rizóbio de solos do Vale do São Francisco é desconhecida e pode ser estudada utilizando feijão-caupi como planta-isca. Este trabalho teve por objetivo verificar a diversidade de bactérias diazotróficas que nodulam feijão-caupi em solos do Submédio do Vale do São Francisco por meio da caracterização morfológica e genotípica. Sete amostras de solos (A1, A2, A3, A4, C1, C2 e MC) foram coletadas para a captura de bactérias, utilizando cinco cultivares de feijão-caupi (IPA 206, BRS Pujante, BRS Marataoã, Canapu Roxo e Sempre Verde), perfazendo um fatorial 5 x 7 com três repetições. Aos 30 dias após a emergência das plantas, os nódulos foram coletados e as bactérias isoladas e analisadas quanto às características culturais em meio YMA. Foram obtidos 581 isolados, que se agruparam em 49 grupos morfológicos. Desse total, 62,3 % formaram colônias em até três dias, 33,4 % cresceram a partir do sexto dia e 4,3 % cresceram entre quatro e cinco dias após a incubação. Quanto à formação de ácido e álcalis, 63 % acidificaram o meio de cultura, 12 % alcalinizaram e 25 % mantiveram o pH do meio neutro. As maiores diversidades foram encontradas nas amostras A3 e nos isolados associados às cultivares Canapu Roxo e BRS Pujante. Escolheram-se 38 isolados representativos para a caracterização genotípica, em que foram obtidos quatro grupos a partir da análise de restrição do 16s rDNA. Este agrupamento teve forte correlação com o local de origem dos isolados, mostrando 13 deles com perfil eletroforético distinto das estirpespadrão de rizóbios utilizadas no estudo.

The biodiversity of rhizobium in soils of the São Francisco Valley is unknown and can be studied using cowpea as trap plants. The objective of this study was to verify the diversity of diazotrophic bacteria that nodulate cowpea in soils of the lower half of the São Francisco River Valley by morphological and genotypic characterization. Seven soil samples (A1, A2, A3, A4, C1, C2 and MC) were collected to capture bacteria associated to five cowpea cultivars (IPA 206, BRS Pujante, BRS Marataoã, Canapu Roxo, and Sempre Verde), in a 5x7 factorial design with three replications. Thirty days after plant emergence, the nodules were collected and the bacteria isolated and analyzed in relation to their growth characteristics in YMA medium. The 581 isolates were grouped in 49 morphologic groups. Of this total, 62.3 % formed colonies in up to three days, 33.4 % grew from the 6th day on, and 4.3 % began to grow 4 to 5 days after incubation. Regarding the formation of acids and alkalis, 63 % acidified the medium, 12 % made it alkaline and 25 % maintained the medium at neutral pH. The highest diversity was observed in the A3 sample and in isolates associated with the cultivars Canapu Roxo and BRS Pujante. Thirty-eight representative isolates were chosen for the genotypic characterization, clustered in four groups based on the restriction analysis of 16s rDNA. This grouping was strongly correlated with the sampling site; 13 rhizobium isolates had an electrophoretic profile distinct from the standard rhizobium strains used in this study.