Non-symbiotic diazotrophic bacteria are amongst the most important functional groups of soil-dwelling microorganisms. These bacteria contribute to plant growth predominantly through biological N2 fixation. Here, we evaluated the density and diversity of non-symbiotic diazotrophic bacteria in soils taken from diverse land use systems (LUS) in Amazonia using nitrogen-free media. A total of 30 soil samples were collected from the following LUS: pristine forest, young secondary forest, old secondary forest, agroforestry, agriculture and pasture. Bacterial density was evaluated by the most probable number (MPN) method utilizing N-free semi-solid media with varied compositions (JNFb, NFb, LGI and Fam). Individual isolates were characterized by colony and cellular morphology as well as total protein profiles and nitrogenase activity. Isolate genotypes were determined by partial 16S rDNA sequences. No typical diazotrophic growth in the JNFb medium was observed. Bacterial densities in the NFb medium were higher in the agriculture and agroforestry soil samples. In LGI and Fam media, bacterial densities were highest in the pasture soil samples. Overall, 22 isolates with high phenotypic diversity were obtained. Eleven isolates exhibited nitrogenase activity. Sequences of 16S rDNA genes of 14 out of 19 isolates had similarities below 100 % with known nitrogen-fixing species. Isolates were identified as belonging to the Burkholderia, Enterobacter, Serratia, Klebsiella, and Bacillus genera. A higher number of isolates from pasture soil samples were isolated, with the majority of these belonging to the Burkholderia and Bacillus genera. Among the isolates, unknown sequences were obtained, possibly indicating new species. Taken together, these data demonstrate that Fam, NFb, and LGI semi-solid media allowed the growth of diazotrophic bacteria belonging to different phylogenetic lines.

O feijão (Phaseolus vulgaris L.) é um dos principais constituintes da dieta do brasileiro, por ser excelente fonte protéica e, portanto, um produto agrícola de grande importância econômico-social. A interação do feijoeiro com bactérias fixadoras de N atmosférico pode aumentar a produtividade e diminuir os custos de produção. No presente trabalho, avaliou-se, no campo, a eficiência agronômica de estirpes previamente selecionadas de rizóbio em simbiose com o feijoeiro, comparadas à estirpe recomendada para a produção de inoculantes comerciais (CIAT 899). A diversidade fenotípica da população nativa foi avaliada pela análise das características culturais e pela análise de proteína total por eletroforese em gel poliacrilamida (SDS-PAGE). Verificou-se que a inoculação no campo com as estirpes UFLA 02-100, UFLA 02-86 e UFLA 02-127 promoveu rendimento de grãos semelhante ao da testemunha, com 70 kg ha-1 de N, e à inoculação com a estirpe de referência CIAT 899. Não houve relação entre os grupos fenotípicos de perfil protéico total e caracterização cultural constituídos pelas estirpes nativas do solo. As populações nativas que nodularam feijão mostraram-se bastante diversas fenotipicamente e não incluíram estirpes similares às estirpes introduzidas como inoculantes.

Common bean (Phaseolus vulgaris L.) is an economically and socially highly relevant staple food and an excellent protein source for the Brazilian population. Symbiosis of beans and N2 fixing bacteria can increase yields and decrease yield costs. The first aim of this study was to evaluate the agronomic efficiency of previously selected rhizobia strains compared to the recommended strain (CIAT 899). Phenotypic diversity of rhizobia native populations was evaluated by cultural characteristics and analysis of total protein profiles by polyacrilamide gel electrophoresis (SDS-PAGE). Field inoculations with strains UFLA 02-100, UFLA 02-86 and UFLA 02-127 increased grain yields similarly to the control with 70 kg ha-1 N-urea and strain CIAT 899, compared to the control without inoculation and mineral N. No relation was observed between the phenotypic grouping according to cultural characteristics or protein profiles. Native bean-nodulating populations are quite diverse and do not include strains similar to the strains introduced as inoculants.

O caupi (Vigna unguiculata L.) é de grande importância nutricional, social, econômica e estratégica, principalmente para as regiões Norte e Nordeste, e vem ultrapassando as barreiras regionais, com amplas perspectivas no agronegócio brasileiro. A interação do caupi com bactérias fixadoras de N atmosférico pode aumentar a produtividade e diminuir os custos de produção. No presente trabalho, avaliou-se no campo a eficiência agronômica de estirpes previamente selecionadas de rizóbio em simbiose com o caupi, comparadas à estirpe recomendada até 2004, para a produção de inoculantes comerciais (BR 2001). Posteriormente, a diversidade fenotípica das populações nativas foi avaliada pela análise das características culturais e pela análise de proteína total por eletroforese em gel poliacrilamida (SDS-PAGE). Verificou-se que a inoculação no campo com as estirpes UFLA 03-84 e INPA 03-11B contribuiu, de forma significativa, para o aumento no rendimento de grãos, sendo semelhante ao da testemunha, com 70 kg ha-1 de N, e superior ao da estirpe BR 2001. A população nativa apresentou alta diversidade fenotípica cultural e de padrões protéicos. As estirpes inoculadas foram bastante distintas fenotipicamente de estirpes que compõem a população nativa.

Cowpea (Vigna unguiculata L.) is one of the main food crops in the north and northeast of Brazil nowadays, being planted on large areas in other Brazilian regions as well, with bright prospects in the Brazilian agribusiness. Symbiosis of cowpea and nitrogen-fixing bacteria (NFB) can raise yields and decrease yield costs. The first aim of this study was to evaluate the agronomic efficiency of previously selected rhizobia strains compared to the strain recommended until 2004 (BR 2001). The phenotypic diversity of native rhizobia populations was evaluated by cultural characteristics and analysis of total protein profiles by polyacrylamide gel electrophoresis (SDS-PAGE). In field inoculations with strains UFLA 03-84 and INPA 03-11B grain yields increased similarly as in the control treatment with 70 kg ha-1 N-urea and outmatched the treatment with BR 2001 inoculation. Native cowpea-nodulating populations have a high phenotypic diversity and do not resemble the strains introduced as inoculants.

Este trabalho teve como objetivo avaliar a diversidade fenotípica e a eficiência simbiótica de estirpes de Bradyrhizobium, isoladas de solos da Amazônia, sob diferentes sistemas de uso da terra (monocultura, capoeira, pastagem, floresta e sistema agroflorestal). A análise dos perfis de proteína total de 46 estirpes, obtidos por eletroforese em gel de poliacrilamida (SDS-PAGE), mostrou grande diversidade, tendo formado 11 grupos com similaridade acima de 80%. Apenas um dos grupos continha a estirpe referência de B. elkanii: BR29, recomendada como inoculante para soja. Vinte e duas estirpes testadas em vasos de Leonard, com caupi (Vigna unguiculata (L.) Walp.), induziram à produção de matéria seca e ao acúmulo de nitrogênio, na parte aérea da planta, e à eficiência relativa superiores aos da testemunha (sem N e sem inoculação). Entre as estirpes testadas, 13 induziram à produção de matéria seca e à eficiência relativa similares às da testemunha nitrogenada (com N, sem inoculação); cinco estirpes induziram a acúmulo de N superior ao da testemunha nitrogenada. Essas populações nativas são constituídas por grande diversidade de estirpes, com eficiência simbiótica variável, algumas das quais podem ser recomendadas para testes de eficiência agronômica.

This work aimed to evaluate the phenotypic diversity and symbiotic efficiency of Bradyrhizobium strains isolated from Amazonian soils, under different land use systems (crop, fallow, pasture, forest and agroforestry system). Total protein profiles obtained by polyacrylamide gel electrophoresis (SDS-PAGE) of 46 strains showed great diversity, while 11 groups presented similarity above 80%. One of these groups contained the reference strain of B. elkanii: BR29, recommended as soybean inoculant. Twenty-two strains, tested in Leonard jars for symbiotic efficiency with Vigna unguiculata (L.) Walp. (cowpea) produced shoot dry matter, N-content, and relative efficiency higher than the control (without N, with inoculation). Production of shoot dry matter and relative efficiency were induced by 13 strains in a way similar to the N-control (with N, without inoculation); five strains induced higher nitrogen content than N-control. Native populations comprise high diversity of strains with variable symbiotic efficiency, and some of them could be recommended for agronomic efficiency assays.