RESUMO Plantas de milho podem estabelecer associações benéficas com bactérias promotoras do crescimento vegetal. No entanto, poucos estudos de caracterização e inoculação com essas bactérias foram realizados na região Amazônica. O objetivo deste estudo foi caracterizar bactérias endofíticas isoladas de milho na região Amazônica e avaliar sua capacidade de promover o crescimento. Cinquenta e cinco isolados bacterianos foram obtidos de plantas de milho cultivadas em diferentes tipos de ecossistemas, cerrado (savana) e área de floresta. Estes foram caracterizados pela presença do gene nifH, capacidade de sintetizar ácido indol-3-acético (AIA), solubilizar fosfato de cálcio (CaHPO4) e sequenciamento parcial do gene 16S rRNA. Vinte e quatro bactérias apresentaram o gene nifH. Destas, sete são oriundas de plantas cultivadas em uma área de cerrado e 17 em área de floresta. Quatorze bactérias demonstraram a capacidade de solubilizar AIA e quatro de solubilizar fosfato de cálcio. Entre estas bactérias, foram encontrados os seguintes gêneros: Pseudomonas; Acinetobacter; Enterobacter; Pantoea; Burkholderia e Bacillus. Oito isolados com capacidade de promoção do crescimento vegetal foram selecionados para experimento em casa de vegetação com a inoculação em dois diferentes genótipos de milho (um híbrido e uma variedade) em vasos com solo. Quanto à promoção de crescimento vegetal, a inoculação promoveu o desenvolvimento de plantas de milho, mas não foi encontrada interação significativa entre a cultivar de milho e a inoculação bacteriana. Na região Amazônica há uma diversidade de bactérias endofíticas e estas possuem potencial para promover o desenvolvimento de plantas de milho.

ABSTRACT Maize plants can establish beneficial associations with plant growth-promoting bacteria. However, few studies have been conducted on the characterization and inoculation of these bacteria in the Amazon region. This study aimed to characterize endophytic bacteria isolated from maize in the Amazon region and to assess their capacity to promote plant growth. Fifty-five bacterial isolates were obtained from maize grown in two types of ecosystems, i.e., a cerrado (savanna) and a forest area. The isolates were characterized by the presence of the nifH gene, their ability to synthesize indole-3-acetic acid (IAA) and solubilize calcium phosphate (CaHPO4), and 16S rRNA partial gene sequencing. Twenty-four bacteria contained the nifH gene, of which seven were isolated from maize plants cultivated in a cerrado area and seventeen from a forest area. Fourteen samples showed the capacity to synthesize IAA and only four solubilized calcium phosphate. The following genera were found among these isolates: Pseudomonas; Acinetobacter; Enterobacter; Pantoea; Burkholderia and Bacillus. In addition, eight isolates with plant growth-promoting capacity were selected for a glasshouse experiment involving the inoculation of two maize genotypes (a hybrid and a variety) grown in pots containing soil. Inoculation promoted the development of the maize plants but no significant interaction between maize cultivar and bacterial inoculation was found. A high diversity of endophytic bacteria is present in the Amazon region and these bacteria have potential to promote the development of maize plants.

O objetivo deste trabalho foi isolar e caracterizar rizóbios de nódulos de Centrolobium paraense e avaliar sua eficiência simbiótica. Amostras de solo, coletadas de quatro locais do Cerrado de Roraima, foram utilizadas para o cultivo de C. paraense, para obtenção dos nódulos. Os isolados (178) foram obtidos dos 334 nódulos coletados após o cultivo em meio 79. Vinte e cinco isolados, pertencentes a seis grupos morfológicos, foram autenticados com uso de Vigna unguiculata e caracterizados pelo 16S rRNA. Os isolados identificados como Bradyrhizobium foram caracterizados depois pelo sequenciamento do gene rpoB. Um experimento em casa de vegetação foi realizado com C. paraense, para testar os 18 isolados autenticados. Aproximadamente 90% dos isolados mostraram crescimento lento em meio 79. A análise do 16S rRNA mostrou que 14 dos isolados autenticados pertencem ao gênero Bradyrhizobium, e o rpoB indicou que eles constituem grupos diferentes em comparação às espécies já descritas. Somente quatro dos 11 isolados com crescimento rápido nodularam V. unguiculata, dois dos quais pertencentes a Rhizobium e dois a Pleomorphomonas, que não foi relatado anteriormente como gênero nodulífero. Os isolados de Bradyrhizobium ERR 326, ERR 399 e ERR 435 apresentaram a maior eficiência em C. paraense e mostraram contribuição similar ao tratamento nitrogenado. Centrolobium paraense é capaz de nodular com diferentes espécies de rizóbios, algumas das quais ainda não foram descritas.

The objective of this work was to isolate and characterize rhizobia from nodules of Centrolobium paraense and to evaluate their symbiotic efficiency. Soil samples collected from four sites of the Roraima Cerrado, Brazil, were used to cultivate C. paraense in order to obtain nodules. Isolates (178) were obtained from 334 nodules after cultivation on medium 79. Twenty-five isolates belonging to six morphological groups were authenticated using Vigna unguiculata and they were characterized by 16S rRNA. Isolates identified as Bradyrhizobium were further characterized using rpoB gene sequencing. A greenhouse experiment was carried out with C. paraense to test the 18 authenticated isolates. Approximately 90% of the isolates grew slowly in medium 79. The 16S rRNA analysis showed that 14 authenticated isolates belong to the genus Bradyrhizobium, and rpoB indicated they constitute different groups compared to previously described species. Only four of the 11 fast-growing isolates nodulated V. unguiculata, two of which belong to Rhizobium, and two to Pleomorphomonas, which was not previously reported as a nodulating genus. The Bradyrhizobium isolates ERR 326, ERR 399, and ERR 435 had the highest symbiotic efficiency on C. paraense and showed a contribution similar to the nitrogen treatment. Centrolobium paraense is able to nodulate with different rhizobium species, some of which have not yet been described.

La asociación de gramíneas silvestres con bacterias diazotróficas en los biomas brasileños es poco conocida. El aislamiento y caracterización de las bacterias asociadas con gramíneas silvestres puede contribuir a entender la ecología de las diazotróficas y bacterias con aplicaciones biotecnológicas. En este estudio, caracterizamos aislamientos bacterianos de diazotróficas de Oryza glumaepatula recolectadas en Cerrado y zonas boscosas de la Amazonía en el estado de Roraima, Brasil. Plantas sanas de O. glumepatula fueron recolectadas en cinco zonas boscosas y siete en Cerrado. Las plantas de Cerrado fueron recolectadas en septiembre 2008, mientras que las del bosque en Junio 2008 y Abril 2009. Las plantas y el suelo adherido a las raíces se transfirieron a macetas y se cultivaron durante 35 días en condiciones de invernadero. Durante la cosecha, los brotes y las raíces se trituraron por separado en una solución salina, la suspensión se diluyó en serie y se inocularon en placas Petri que contenían medio Dyg. Todas las colonias de bacterias se purificaron en el mismo medio. Se evaluó la capacidad diazotrófica de cada bacteria en condiciones microaerofílicas en medio semisólido BMGM. Además, los aislamientos bacterianos que formaron películas se evaluaron también mediante amplificación por PCR para el gen nifH. La diversidad de bacterias nifH+ se analizó por Huella Genética utilizando la Reacción en Cadena de la Polimerasa. Para las cepas seleccionadas, la capacidad de promover el crecimiento de O. sativa como modelo de planta también se evaluó. Se obtuvo un total de 992 cepas bacterianas. Cincuenta y un bacterias fueron capaces de formar películas en el medio semisólido y 38 amplificaron positivamente el fragmento 360bp del gen nifH. De los 38 aislamientos de nifH+, 24 fueron obtenidos de los brotes, mientras que 14 se originaron a partir de las raíces. Los perfiles de PCR-Box mostraron que los aislamientos bacterianos obtenidos en este estudio presentaron una baja similitud con las cepas de referencia pertenecientes a Herbaspirillum, Azospirillum y el género Burkholderia. La capacidad promotora del crecimiento fue confirmada por al menos cinco aislamientos. Para esta bacteria, la raíz y brote mostraron resultados de crecimiento mayores en comparación con los observados en las plantas inoculadas con las cepas de referencia. Estos resultados indican que O. glumaepatula es colonizada por una muy diversa comunidad diazotrófica en la Amazonia brasileña. Se están llevando a cabo otras investigaciones para esclarecer la taxonomía de estas cepas y sus mecanismos para promover el crecimiento.

The association of wild grasses with diazotrophic bacteria in Brazilian biomes is poorly understood. The isolation and characterization of bacteria associated with wild grasses can contribute to understand the diazotrophic ecology as well as to identify bacteria with biotechnological applications. In this study, we isolated and characterized diazotrophic bacterial isolates from Oryza glumaepatula collected in Cerrado and Forest areas of the Amazon in Roraima State, Brazil. Healthy O. glumepatula plants were collected at five sampling sites at Forest and seven at Cerrado, respectively. The plants were collected at the Cerrado areas in September 2008 while the Forest plants were collected in June/2008 and April/2009. The plants and the soil adhering to the roots were transferred to pots and grown for 35 days in greenhouse conditions. During the harvest, the shoots and the roots were crushed separately in a saline solution; the suspension was diluted serially and inoculated in Petri dishes containing Dyg’s medium. All distinct bacterial colonies were purified in the same medium. The diazotrophic capacity of each bacterium in microaerophilic conditions was assessed in semisolid BMGM medium. In addition, the pellicles forming bacterial isolates were also evaluated by PCR amplification for nifH gene. The diversity of nifH+ bacteria was analyzed by Box-PCR fingerprinting. For selected strains, the growth promoting capacity of O. sativa as a model plant was also evaluated. A total of 992 bacterial isolates were obtained. Fifty- one bacteria were able to form pellicles in the semisolid medium and 38 also positively amplified the 360bp nifH gene fragment. Among the 38 nifH+ isolates, 24 were obtained from the shoots, while 14 originated from the roots. The Box-PCR profiles showed that the bacterial isolates obtained in this study presented a low similarity with the reference strains belonging to the Herbaspirillum, Azospirillum and Burkholderia genus. The growth- promoting ability was confirmed for at least five isolates. For these bacteria, the root and shoot growing results showed higher increases when compared to those observed in plants inoculated with the evaluated reference strains. These results indicate that O. glumaepatula is colonized by a high diverse diazotrophic community in the Brazilian Amazon. Further investigations are now being carried out to determine the taxonomic positions of these isolates and their growth promoting mechanisms.

O uso de inoculantes contendo bactérias fixadoras de N2 aumenta anualmente na cultura do feijão-caupi nas regiões Norte, Nordeste e Centro-Oeste do Brasil. Entretanto, em muitas ocasiões vêm sendo utilizadas estirpes recomendadas para a cultura da soja, mesmo existindo estirpes próprias para o feijão-caupi. Este trabalho foi conduzido com o objetivo de avaliar a resposta das estirpes de Bradyrhizobium recomendadas para a soja na nodulação e no crescimento e desenvolvimento das plantas de feijão-caupi. Conduziu-se um experimento em condições controladas em casa de vegetação com a cultivar BRS Guariba inoculada com as estirpes recomendadas para a cultura da soja: SEMIA 5079 (= CPAC 15), SEMIA 5080 (= CPAC 7), SEMIA 587 e SEMIA 5019 (= BR 29); duas estirpes recomendadas para o feijão-caupi: SEMIA 6462 (= BR 3267) e SEMIA 6464 (= BR 3262); um tratamento com adubação nitrogenada; e um controle absoluto. Os resultados mostraram que a estirpe SEMIA 587 apresentou eficiência na FBN na cultura do feijão-caupi semelhante à das estirpes BR 3262 e BR 3267. Por outro lado, apesar de as estirpes CPAC 15 e CPAC 7 proporcionarem a formação de elevado número de nódulos no feijão-caupi, ocasionaram crescimento de plantas, eficiência nodular e acúmulo de N inferiores aos das estirpes BR 3262 e BR 3267, não devendo ser utilizadas como inoculante para a cultura.

The use of inoculants containing N-fixing bacteria for cowpea in the regions North, Northeast, and Central-West of Brazil is on the rise every year. However, in some cases, strains recommended for soybean have been used despite the existence of specific strains for cowpea. This study aimed to evaluate the performance of Bradyrhizobium strains recommended for soybean in cowpea nodulation and development. A greenhouse experiment was conducted with cultivar BRS Guariba, evaluating the soybean recommended strains: SEMIA 5079 (= CPAC15), SEMIA 5080 (= CPAC7), SEMIA 587 and SEMIA 5019 (= BR 29), two strains indicated for cowpea: SEMIA 6462 (= BR 3267) and SEMIA 6464 (= BR 3262), one mineral nitrogen treatment, and one control. The results showed that strain 587 presented similar biological nitrogen fixation efficiency in cowpea like the strains SEMIA BR 3262 and BR 3267. On the other hand, despite the high cowpea nodulations by the strains CPAC 15 and CPAC 7, the plant development, nodular efficiency and N accumulation was less efficient than of the strains BR 3262 and BR 3267, showing that cowpea inoculation with these strains is not advisable.

Este trabalho teve por objetivo caracterizar os possíveis mecanismos de antagonismo responsáveis pelo biocontrole da murchade-esclerócio e os fatores envolvidos na promoção de crescimento de tomateiro por rizobactérias selecionadas. As rizobactérias foram caracterizadas por meio da utilização de fontes de carbono, perfil de ácidos graxos e sequenciamento do 16S rDNA amplificado, enquanto os mecanismos de biocontrole e promoção do crescimento analisados através de indicadores bioquímicos e bioensaios. As rizobactérias agruparam-se com os gêneros Agrobacterium e Kluyvera. Os resultados indicam que a competição por ferro e antibiose são os possíveis mecanismos responsáveis pela capacidade de biocontrole da murcha-de-esclerócio exercida por essas rizobactérias, assim como a produção de auxinas e a fixação biológica de nitrogênio podem explicar a promoção do crescimento das plantas. Também foram demonstradas limitações do controle biológico, em função da capacidade de competição depender do isolado de Sclerotium rolfsii e, da antibiose, da composição nutricional do meio de crescimento.

This study was conducted to elucidate the possible mechanisms responsible for the biocontrol of southern blight and the elements involved in tomato growth promotion by selected rhizobacteria. The rhizobacteria were characterized by carbon source utilization, fatty acid profiles, and 16S rDNA sequencing, while biocontrol mechanisms were investigated using biochemical indicators and bioassays. The rhizobacteria clustered within Agrobacterium and Kluyvera. The results indicated that iron competition and antibiosis are mechanisms that explain the biocontrol capability of southern blight by rhizobacteria. In the same way, auxin production and biological nitrogen fixation can explain growth promotion. Limitations of biological control were demonstrated because the competition capability is strain-specific for Sclerotium rolfsii, and antibiosis depends on the nutritional composition of growth media.

Foi realizado a caracterização polifásica de 35 isolados obtidos de variedades de cana-de-açúcar cultivadas no Brasil, através de testes fenotípicos (uso de fontes diferentes de carbono) e genotípicos (técnicas de ARDRA e RISA-RFLP). Houve variação entre os isolados com relação à utilização de fontes de carbono. Glicose e sacarose foram usadas por todos isolados, diferentemente de mio-inositol, galactose e ribose que não foram metabolizados. Os resultados da análise polifásica dos dados confirmam a formação de dois grupos, que apresentaram 68% de similaridade. Observou-se maior distância genética entre os isolados quando a técnica de RISA-RFLP foi aplicada. O sequênciamento da região 16S do rDNA mostrou que todos os isolados pertencem à espécie G. diazotrophicus. Não foi observado efeito da parte da planta ou variedade de cana-de-açúcar no agrupamento dos isolados. Em conjunto, esses resultados poderão auxiliar no estudo de seleção de estirpes para inoculação em cana-de-açúcar, orientando programas de melhoramento vegetal.

A polyphasic approach was applied to characterize 35 G. diazotrophicus isolates obtained from sugarcane varieties cultivated in Brazil. The isolates were analyzed by phenotypic (use of different carbon sources) and genotypic tests (ARDRA and RISARFLP techniques). Variability among the isolates was observed in relation to the carbon source use preference. Glucose and sucrose were used by all isolates in contrast to myo-inositol, galactose and ribose that were not metabolized. The results of the analysis showed the presence of two groups clustered at 68% of similarity. The genetic distance was higher when RISA-RFLP analysis was used. Analysis of 16S rDNA sequences from isolates showed that all of them belonged to the G. diazotrophicus species. Neither effect of the plant part nor sugarcane variety was observed during the cluster analysis. The observed metabolic and genetic variability will be helpful during the strain selection studies for sugarcane inoculation in association with sugarcane breeding programs.

O objetivo deste trabalho foi quantificar a população de Gluconactobacter diazotrophicus presente em plântulas de 34 variedades de cana-de-açúcar, e caracterizar os isolados quanto à capacidade de utilizar diversas fontes de carbono e formar pigmento róseo em presença de luz. A população de G. diazotrophicus foi quantificada pela técnica do número mais provável e isolada em meios de cultura semi-seletivos. A população de G. diazotrophicus foi maior no sistema radicular do que na parte aérea, e maior nas variedades brasileiras de cana-de-açúcar. Os isolados utilizaram poucas fontes de carbono, e aqueles obtidos do sistema radicular utilizaram maior número de fontes, em comparação aos da parte aérea. Apenas a estirpe padrão Ppe-4 e quatro outros isolados formam pigmento róseo em presença de luz. A baixa variação observada pode estar relacionada com o habitat ou com a adaptação dessa população às condições específicas do interior das plantas e, por isso, a estrutura genética da população dessas bactérias é limitada e conservada.

The objective of this work was to quantify the population of Gluconacetobacter diazotrophicus present in plantlets of 34 sugarcane varieties and to characterize the isolates according to their capacity to use carbon sources and produce pink pigments under light. G. diazotrophicus population was estimated using the most probable number technique, and then, isolated in semi-selective culture media. The highest population number of G. diazotrophicus was found in the roots; Brazilian varieties presented the highest population. The isolates used little carbon sources, and those strains obtained from the root used the highest number of carbon sources. Only the strain Ppe-4 and four other ones produce pink pigments under light. The low variation observed may be related to the habitat or to the adaptation of this population to specific internal plant conditions, and for this reason, the genetic structure of these bacteria is limited and preserved.

O objetivo deste trabalho foi o aprimoramento da técnica de imunocaptura para utilização em amostras de solo contendo altos teores de argila e sua aplicação no isolamento de estirpes de Gluconacetobacter diazotrophicus a partir de amostras de solo cultivado com cana-de-açúcar e café. A técnica de imunocaptura foi aplicada com sucesso no isolamento de bactérias de amostras de solo. A modificação do método de imunocaptura com Al2(SO4)3 permitiu a sua aplicação em amostras de solo argiloso pela floculação da argila em suspensão. Este método mostrou-se efetivo no isolamento de G. diazotrophicus inoculada em amostras de solo arenoso e argiloso aos cinco dias após a inoculação. A sensibilidade máxima do método em isolar células de G. diazotrophicus mediante cultura pura foi de 10³ células mL-1 . A modificação da técnica permitiu o isolamento de Gluconacetobacter spp. de amostras de solo colhidas a 50 cm das raízes de plantas de café, mas não de amostras de solo colhidas à mesma distância de plantas de cana-de-açúcar.

The objective of this work was to improve the immunocapture method for the application to soil samples containing high levels of clay particles and to utilize it for the isolation of Gluconacetobacter diazotrophicus strains from soil cultivated with sugarcane and coffee. The immunocapture technique was applied successfully for isolation of bacterium from soil samples. The modified immunocapture technique with Al2(SO4)3 allowed the application of the method using clayed soil samples by the flocculation of the suspended clay. It proved to be effective for isolation of G. diazotrophicus inoculated in sterile sandy and clay soils five days after inoculation. The maximum sensitivity of the method to isolate G. diazotrophicus cells, using pure culture, was 10³ cells mL-1. The modification of the technique allows the capture of Gluconacetobacter spp. from soil samples near the coffee plants but not from sugarcane soils.

O objetivo deste trabalho foi avaliar a diversidade da população de Gluconacetobacter diazotrophicus oriunda de cultivares de cana-de-açúcar (Saccharum spp.) de diferentes regiões e bancos de germoplasma. O estudo foi realizado com 123 isolados, obtidos de folhas, colmos e raízes de 80 espécies e híbridos de cana-de-açúcar, procedentes de diferentes países e mantidos em coleções de germoplasma nos Estados da Bahia e Rio de Janeiro. Foram utilizados cinco isolados obtidos de plantas de café (Coffea arabica), dois de abacaxi (Ananas comosus) e um de Pennisetum purpureum e mais 10 estirpes com padrões eletroforéticos distintos, após o uso de enzimas comuns do metabolismo microbiano (MLEE). O agrupamento obtido por meio da técnica de imunoadsorção com enzima acoplada (ELISA) sugere que as variações expressas pelos isolados não estão relacionadas com a espécie de planta, a variedade de cana-de-açúcar, a origem geográfica, a parte da planta de onde os isolados foram obtidos e o tempo de amostragem. Altas doses de nitrogênio levaram à diminuição da diversidade de G. diazotrophicus.

The objective of this study was to evaluate the diversity of Gluconacetobacter diazotrophicus isolates from different sugarcane (Saccharum spp.) varieties. This study was developed using 123 strains from the internal tissues of stems and roots, isolated from 80 species and hybrids of sugarcane, originated from different countries and maintained in two germoplasm collections localized in Bahia and Rio de Janeiro States. Five isolates obtained from coffee plants (Coffea arabica), two from pineapple (Ananas comosus), one from Pennisetum purpureum and 10 strains, which present different electrophoretic patterns, were used in the comparison. Cluster analysis of enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) results suggested that variations were not correlated with the plant species, sugarcane variety, geographic origin, parts of plants nor with sampling time. High nitrogen doses lowered the diversity of G. diazotrophicus.