Bradyrhizobium elkanii é uma bactéria de solo, que fixa nitrogênio e induz a formação de nódulos em soja [Glycine max (L.) Merrill] e outras plantas leguminosas. A interação entre as bactérias simbiontes e as plantas no solo ocorre de forma específica e depende de fatores tanto das plantas quanto das bactérias. Entre os fatores mais importantes nessa interação estão os fatores Nod, liberados pelas bactérias em resposta aos flavonoides oriundos das raízes das plantas. Além dos fatores Nod, outros fatores da bactéria respondem à presença de flavonoides, entre os quais estão as proteínas secretadas através do sistema de secreção do tipo III (T3SS-type III secretion system). Esse sistema foi primeiramente descoberto em bactérias patogênicas e, até recentemente, se pensava ser exclusivo deste grupo. No entanto, após o sequenciamento do genoma de diversos rizóbios, genes homólogos aos do T3SS de outras bactérias foram encontrados. Dentre os genes do T3SS encontrados nos rizóbios, um, chamado de ttsI, apresenta características de regulador da transcrição e está presente nos clusters de T3SS de todos os rizóbios estudados. O T3SS foi descrito em B. elkanii recentemente. Nesta bactéria esse sistema apresenta as características comuns ao de outros rizóbios. Com o objetivo de estudar o papel da proteína TtsI em B. elkanii SEMIA587, uma linhagem mutante para esse gene, com a inserção de um cassete interrompendo a sua sequência, foi obtida. Estudos de secreção de proteínas, testes de nodulação e análise da indução por flavonoides foram realizados nas linhagens selvagem e mutante. Os resultados obtidos nesse trabalho demonstraram que B. elkanii SEMIA587 secreta pelo menos duas Nops (NopA e NopL), após a indução com genisteína, enquanto que a linhagem mutante para o gene ttsI é incapaz de secretar estas mesmas Nops, mesmo após a indução com o flavonoide; a região promotora do gene ttsI possui um tts-box, que é ativo e responde à indução por flavonoides; testes de nodulação com três diferentes plantas leguminosas demonstraram que o T3SS em B. elkanii SEMIA587 também possui a característica de dependência de hospedeiros, como em outros rizóbios estudados, onde a cultivar Peking de soja se mostrou dependente das proteínas secretadas pelo T3SS de B. elkanii SEMIA587 para uma nodulação eficiente. / Bradyrhizobium elkanii is a soil bacterium that fixes nitrogen and induces nodule formation in soybean [Glycine max (L.) Merrill] and other leguminous plants. The interaction between the symbiont bacteria and plants in the soil is specific and relies on both plant and bacterial factors. Among the factors that are important for the interaction are the Nod factors, released by the bacterium in response to flavonoid compounds, released by plant roots. Besides Nod factors other bacterial factors respond to flavonoid induction, such as the proteins secreted by the type III secretion system (T3SS). This system was first discovered in pathogenic bacteria, and until recently was thought to be exclusive to those bacteria. However, homologous genes were discovered in some rhizobia after the sequencing of their genome. One of the T3SS genes in the rhizobia, the ttsI gene, has transcriptional regulators characteristics and is present in all rhizobia T3SS clusters. B. elkanii T3SS was recently described. In this bacterium the system shares common features to other rhizobial T3SS. Aiming to study the role of B. elkanii SEMIA587 TtsI protein, a mutant strain of the ttsI gene, containing a cassette interrupting the sequence, was obtained. Protein secretion and flavonoid induction analysis, as well as nodulation tests were performed in the wild type and mutant strains. The results obtained showed that B. elkanii SEMIA587 secrets at least two Nops (NopA and NopL), after genistein induction, while ttsI mutant strain is unable to secrete the same Nops, even after the flavonoid induction; the promoter region of the ttsI gene presents a tts-box, which is active and responsive to flavonoid induction; nodulation tests performed with three different leguminous plants showed that B. elkanii T3SS also displayed host-dependent characteristics, as in other rhizobia, and the Peking soybean cultivar was dependent of B. elkanii T3SS efficient system for nodulation.

Bradyrhizobium elkanii é uma bactéria de solo, que fixa nitrogênio e induz a formação de nódulos em soja [Glycine max (L.) Merrill] e outras plantas leguminosas. A interação entre as bactérias simbiontes e as plantas no solo ocorre de forma específica e depende de fatores tanto das plantas quanto das bactérias. Entre os fatores mais importantes nessa interação estão os fatores Nod, liberados pelas bactérias em resposta aos flavonoides oriundos das raízes das plantas. Além dos fatores Nod, outros fatores da bactéria respondem à presença de flavonoides, entre os quais estão as proteínas secretadas através do sistema de secreção do tipo III (T3SS-type III secretion system). Esse sistema foi primeiramente descoberto em bactérias patogênicas e, até recentemente, se pensava ser exclusivo deste grupo. No entanto, após o sequenciamento do genoma de diversos rizóbios, genes homólogos aos do T3SS de outras bactérias foram encontrados. Dentre os genes do T3SS encontrados nos rizóbios, um, chamado de ttsI, apresenta características de regulador da transcrição e está presente nos clusters de T3SS de todos os rizóbios estudados. O T3SS foi descrito em B. elkanii recentemente. Nesta bactéria esse sistema apresenta as características comuns ao de outros rizóbios. Com o objetivo de estudar o papel da proteína TtsI em B. elkanii SEMIA587, uma linhagem mutante para esse gene, com a inserção de um cassete interrompendo a sua sequência, foi obtida. Estudos de secreção de proteínas, testes de nodulação e análise da indução por flavonoides foram realizados nas linhagens selvagem e mutante. Os resultados obtidos nesse trabalho demonstraram que B. elkanii SEMIA587 secreta pelo menos duas Nops (NopA e NopL), após a indução com genisteína, enquanto que a linhagem mutante para o gene ttsI é incapaz de secretar estas mesmas Nops, mesmo após a indução com o flavonoide; a região promotora do gene ttsI possui um tts-box, que é ativo e responde à indução por flavonoides; testes de nodulação com três diferentes plantas leguminosas demonstraram que o T3SS em B. elkanii SEMIA587 também possui a característica de dependência de hospedeiros, como em outros rizóbios estudados, onde a cultivar Peking de soja se mostrou dependente das proteínas secretadas pelo T3SS de B. elkanii SEMIA587 para uma nodulação eficiente. / Bradyrhizobium elkanii is a soil bacterium that fixes nitrogen and induces nodule formation in soybean [Glycine max (L.) Merrill] and other leguminous plants. The interaction between the symbiont bacteria and plants in the soil is specific and relies on both plant and bacterial factors. Among the factors that are important for the interaction are the Nod factors, released by the bacterium in response to flavonoid compounds, released by plant roots. Besides Nod factors other bacterial factors respond to flavonoid induction, such as the proteins secreted by the type III secretion system (T3SS). This system was first discovered in pathogenic bacteria, and until recently was thought to be exclusive to those bacteria. However, homologous genes were discovered in some rhizobia after the sequencing of their genome. One of the T3SS genes in the rhizobia, the ttsI gene, has transcriptional regulators characteristics and is present in all rhizobia T3SS clusters. B. elkanii T3SS was recently described. In this bacterium the system shares common features to other rhizobial T3SS. Aiming to study the role of B. elkanii SEMIA587 TtsI protein, a mutant strain of the ttsI gene, containing a cassette interrupting the sequence, was obtained. Protein secretion and flavonoid induction analysis, as well as nodulation tests were performed in the wild type and mutant strains. The results obtained showed that B. elkanii SEMIA587 secrets at least two Nops (NopA and NopL), after genistein induction, while ttsI mutant strain is unable to secrete the same Nops, even after the flavonoid induction; the promoter region of the ttsI gene presents a tts-box, which is active and responsive to flavonoid induction; nodulation tests performed with three different leguminous plants showed that B. elkanii T3SS also displayed host-dependent characteristics, as in other rhizobia, and the Peking soybean cultivar was dependent of B. elkanii T3SS efficient system for nodulation.

Bradyrhizobium elkanii é uma bactéria de solo, que fixa nitrogênio e induz a formação de nódulos em soja [Glycine max (L.) Merrill] e outras plantas leguminosas. A interação entre as bactérias simbiontes e as plantas no solo ocorre de forma específica e depende de fatores tanto das plantas quanto das bactérias. Entre os fatores mais importantes nessa interação estão os fatores Nod, liberados pelas bactérias em resposta aos flavonoides oriundos das raízes das plantas. Além dos fatores Nod, outros fatores da bactéria respondem à presença de flavonoides, entre os quais estão as proteínas secretadas através do sistema de secreção do tipo III (T3SS-type III secretion system). Esse sistema foi primeiramente descoberto em bactérias patogênicas e, até recentemente, se pensava ser exclusivo deste grupo. No entanto, após o sequenciamento do genoma de diversos rizóbios, genes homólogos aos do T3SS de outras bactérias foram encontrados. Dentre os genes do T3SS encontrados nos rizóbios, um, chamado de ttsI, apresenta características de regulador da transcrição e está presente nos clusters de T3SS de todos os rizóbios estudados. O T3SS foi descrito em B. elkanii recentemente. Nesta bactéria esse sistema apresenta as características comuns ao de outros rizóbios. Com o objetivo de estudar o papel da proteína TtsI em B. elkanii SEMIA587, uma linhagem mutante para esse gene, com a inserção de um cassete interrompendo a sua sequência, foi obtida. Estudos de secreção de proteínas, testes de nodulação e análise da indução por flavonoides foram realizados nas linhagens selvagem e mutante. Os resultados obtidos nesse trabalho demonstraram que B. elkanii SEMIA587 secreta pelo menos duas Nops (NopA e NopL), após a indução com genisteína, enquanto que a linhagem mutante para o gene ttsI é incapaz de secretar estas mesmas Nops, mesmo após a indução com o flavonoide; a região promotora do gene ttsI possui um tts-box, que é ativo e responde à indução por flavonoides; testes de nodulação com três diferentes plantas leguminosas demonstraram que o T3SS em B. elkanii SEMIA587 também possui a característica de dependência de hospedeiros, como em outros rizóbios estudados, onde a cultivar Peking de soja se mostrou dependente das proteínas secretadas pelo T3SS de B. elkanii SEMIA587 para uma nodulação eficiente. / Bradyrhizobium elkanii is a soil bacterium that fixes nitrogen and induces nodule formation in soybean [Glycine max (L.) Merrill] and other leguminous plants. The interaction between the symbiont bacteria and plants in the soil is specific and relies on both plant and bacterial factors. Among the factors that are important for the interaction are the Nod factors, released by the bacterium in response to flavonoid compounds, released by plant roots. Besides Nod factors other bacterial factors respond to flavonoid induction, such as the proteins secreted by the type III secretion system (T3SS). This system was first discovered in pathogenic bacteria, and until recently was thought to be exclusive to those bacteria. However, homologous genes were discovered in some rhizobia after the sequencing of their genome. One of the T3SS genes in the rhizobia, the ttsI gene, has transcriptional regulators characteristics and is present in all rhizobia T3SS clusters. B. elkanii T3SS was recently described. In this bacterium the system shares common features to other rhizobial T3SS. Aiming to study the role of B. elkanii SEMIA587 TtsI protein, a mutant strain of the ttsI gene, containing a cassette interrupting the sequence, was obtained. Protein secretion and flavonoid induction analysis, as well as nodulation tests were performed in the wild type and mutant strains. The results obtained showed that B. elkanii SEMIA587 secrets at least two Nops (NopA and NopL), after genistein induction, while ttsI mutant strain is unable to secrete the same Nops, even after the flavonoid induction; the promoter region of the ttsI gene presents a tts-box, which is active and responsive to flavonoid induction; nodulation tests performed with three different leguminous plants showed that B. elkanii T3SS also displayed host-dependent characteristics, as in other rhizobia, and the Peking soybean cultivar was dependent of B. elkanii T3SS efficient system for nodulation.

Rizóbios são bactérias estritamente aeróbias, quimioorganotróficas, com a forma de bastonetes não formadoras de esporos, Gram-negativas, com um tamanho que varia de 0,5- 0,9 µm X 1,2-3,0 µm. Normalmente encontradas no solo, fixam nitrogênio atmosférico (N2) em simbiose com leguminosas e algumas plantas não leguminosas, induzindo a formação de nódulos nas raízes, permanecendo nestas como bacteróides fixadores de nitrogênio. No Brasil rizóbios são inoculados em lavouras de soja, pois a inoculação com bactérias fixadoras de nitrogênio supre totalmente a necessidade de utilização de adubos nitrogenados. No presente estudo foi realizada uma análise comparativa entre as espécies Bradyrhizobium japonicum (estirpe USDA 110) e Bradyrhizobium elkanii (estirpe SEMIA 587) através da aplicação da técnica de RDA (Representational Difference Analysis). RDA é uma técnica bastante útil para revelar seqüências únicas entre dois genomas ou transcritomas semelhantes. Após três ciclos de hibridizações subtrativas e amplificações dos fragmentos tester, fragmentos de aproximadamente 300 pb foram gerados. Estes fragmentos foram clonados em pUC18 e seqüênciados. Das 200 seqüências obtidas, 46 pertenceram exclusivamente à B. elkanii e 154 tiveram homologia com B. japonicum. Entre as 46 seqüências sem homologia com B. japonicum, 39 não demonstraram homologia com nenhuma seqüência depositada nos bancos de dados públicos e sete seqüências mostraram homologia com proteínas conhecidas. Estas sete seqüências foram divididas em três grupos: seqüências homólogas a outras estirpes ou espécies de Bradyrhizobium, seqüências homólogas a outras bactérias fixadoras de nitrogênio e seqüências homólogas a bactérias não fixadoras de nitrogênio. O grupo com homologia a estirpes de Bradyrhizobium foi composto por dois clones: clone i5 foi homólogo a um transportador ABC (ATP Binding Cassette, hlyB like protein) de Bradyrhizobium sp. ORS278, e o clone i29 foi homólogo à subunidade menor da carboxylase (tipo RuBisCO) da estirpe foto-organotrófica Bradyrhizobium sp. BTA1. O grupo com homologia a outras bactérias fixadoras de nitrogênio foi composto por três clones: clone i150 foi homólogo à subunidade alfa da 4-hydroxybenzoyl-CoA redutase de Mesorhizobium loti, clone i170 foi homólogo a uma proteína hipotética conservada de Rhodopseudomonas palustris, e o clone ii23 foi homólogo ao fator de virulência mviN de Xanthobacter autotrophicus Py2. O grupo com homologia a bactérias não fixadoras de nitrogênio foi também composto por dois clones: clone i65 foi homólogo à peptidase M19 de Sphingopyxis alaskensis RB2256, e o clone i157 foi homólogo a uma proteína hipotética conservada de Nitrobacter winogradsky. Esse conhecimento genômico de B. elkanii poderá ajudar na compreensão das diferenças fisiológicas encontradas entre essas duas espécies e servir como base na caracterização de estirpes isoladas de nódulos de soja. / Rhizobia are strictly aerobic chemoorganotrophic rod-shaped sporeless bacteria. They are a Gram-negative bacteria with a size that varies between 0.5-0.9 µm to 1.2-3.0 µm. Normally found in the ground, they fix atmospheric nitrogen (N2) in symbiosis with leguminous plants and some non leguminous plants, inducing the formation of nodules in the roots where the bacterium differentiates itself into nitrogen-fixing bacteroids. In Brazil, rhizobia are inoculated in soybean crops. This inoculation totally fulfills the crop need of nitrogen. In the present study a comparative analysis was carried out between Bradyrhizobium japonicum (USDA 110) and Bradyrhizobium elkanii (SEMIA 587) through the application of the RDA technique (Representational Difference Analysis). RDA is a quite useful technique to reveal the unique sequences between two genomes or transcriptomes. After three cycles of subtractive hybridizations and amplifications of the tester DNA, 300 pb fragments were obtained. These fragments were cloned into pUC18 vector and were sequenced. Two hundred RDA sequences were obtained. Forty six sequences among the 200 belonged exclusively to the tester strain B. elkanii SEMIA 587, and 154 had homology to the driver strain B. japonicum USDA110. From the 46 sequences with no homology to B. japonicum USDA 110 genome, 39 showed no homology with sequences in public databases and seven sequences showed homology with known proteins. These seven sequences were divided in three groups: homolog to other Bradyrhizobium strains, homolog to other nitrogen-fixing bacteria, and homolog to non nitrogen-fixing bacteria. The group of homolog to other Bradyrhizobium strains was composed by two clones: clone i5 was homolog to a putative toxin secretion ABC transporter from Bradyrhizobium sp. ORS278, and clone i29 was homolog to a putative carboxylase like RuBisCO small subunit from the photoorganotroph Bradyrhizobium sp. BTA1. The group of homolog to other nitrogen-fixing bacteria was composed by three clones: clone i150 was homolog to a 4-hydroxybenzoyl-CoA reductase alpha-subunit of Mesorhizobium loti, clone i170 was homolog to a conserved hypothetical protein of Rhodopseudomonas palustris, and clone ii23 was homolog to a virulence factor mviN of Xanthobacter autotrophicus Py2. The group of homolog to other non nitrogen-fixing bacteria was also composed by two clones: clone i65 was homolog to a peptidase M19 of Sphingopyxis alaskensis RB2256, and clone i157 was homolog to a conserved hypothetical protein of Nitrobacter winogradsky. This better understanding of B. elkanii genome could help us in the comprehension of physiological differences between these two species and it could be a useful tool to characterize Bradyrhizobia strains isolated from soybean nodules.

Rizóbios são bactérias estritamente aeróbias, quimioorganotróficas, com a forma de bastonetes não formadoras de esporos, Gram-negativas, com um tamanho que varia de 0,5- 0,9 µm X 1,2-3,0 µm. Normalmente encontradas no solo, fixam nitrogênio atmosférico (N2) em simbiose com leguminosas e algumas plantas não leguminosas, induzindo a formação de nódulos nas raízes, permanecendo nestas como bacteróides fixadores de nitrogênio. No Brasil rizóbios são inoculados em lavouras de soja, pois a inoculação com bactérias fixadoras de nitrogênio supre totalmente a necessidade de utilização de adubos nitrogenados. No presente estudo foi realizada uma análise comparativa entre as espécies Bradyrhizobium japonicum (estirpe USDA 110) e Bradyrhizobium elkanii (estirpe SEMIA 587) através da aplicação da técnica de RDA (Representational Difference Analysis). RDA é uma técnica bastante útil para revelar seqüências únicas entre dois genomas ou transcritomas semelhantes. Após três ciclos de hibridizações subtrativas e amplificações dos fragmentos tester, fragmentos de aproximadamente 300 pb foram gerados. Estes fragmentos foram clonados em pUC18 e seqüênciados. Das 200 seqüências obtidas, 46 pertenceram exclusivamente à B. elkanii e 154 tiveram homologia com B. japonicum. Entre as 46 seqüências sem homologia com B. japonicum, 39 não demonstraram homologia com nenhuma seqüência depositada nos bancos de dados públicos e sete seqüências mostraram homologia com proteínas conhecidas. Estas sete seqüências foram divididas em três grupos: seqüências homólogas a outras estirpes ou espécies de Bradyrhizobium, seqüências homólogas a outras bactérias fixadoras de nitrogênio e seqüências homólogas a bactérias não fixadoras de nitrogênio. O grupo com homologia a estirpes de Bradyrhizobium foi composto por dois clones: clone i5 foi homólogo a um transportador ABC (ATP Binding Cassette, hlyB like protein) de Bradyrhizobium sp. ORS278, e o clone i29 foi homólogo à subunidade menor da carboxylase (tipo RuBisCO) da estirpe foto-organotrófica Bradyrhizobium sp. BTA1. O grupo com homologia a outras bactérias fixadoras de nitrogênio foi composto por três clones: clone i150 foi homólogo à subunidade alfa da 4-hydroxybenzoyl-CoA redutase de Mesorhizobium loti, clone i170 foi homólogo a uma proteína hipotética conservada de Rhodopseudomonas palustris, e o clone ii23 foi homólogo ao fator de virulência mviN de Xanthobacter autotrophicus Py2. O grupo com homologia a bactérias não fixadoras de nitrogênio foi também composto por dois clones: clone i65 foi homólogo à peptidase M19 de Sphingopyxis alaskensis RB2256, e o clone i157 foi homólogo a uma proteína hipotética conservada de Nitrobacter winogradsky. Esse conhecimento genômico de B. elkanii poderá ajudar na compreensão das diferenças fisiológicas encontradas entre essas duas espécies e servir como base na caracterização de estirpes isoladas de nódulos de soja. / Rhizobia are strictly aerobic chemoorganotrophic rod-shaped sporeless bacteria. They are a Gram-negative bacteria with a size that varies between 0.5-0.9 µm to 1.2-3.0 µm. Normally found in the ground, they fix atmospheric nitrogen (N2) in symbiosis with leguminous plants and some non leguminous plants, inducing the formation of nodules in the roots where the bacterium differentiates itself into nitrogen-fixing bacteroids. In Brazil, rhizobia are inoculated in soybean crops. This inoculation totally fulfills the crop need of nitrogen. In the present study a comparative analysis was carried out between Bradyrhizobium japonicum (USDA 110) and Bradyrhizobium elkanii (SEMIA 587) through the application of the RDA technique (Representational Difference Analysis). RDA is a quite useful technique to reveal the unique sequences between two genomes or transcriptomes. After three cycles of subtractive hybridizations and amplifications of the tester DNA, 300 pb fragments were obtained. These fragments were cloned into pUC18 vector and were sequenced. Two hundred RDA sequences were obtained. Forty six sequences among the 200 belonged exclusively to the tester strain B. elkanii SEMIA 587, and 154 had homology to the driver strain B. japonicum USDA110. From the 46 sequences with no homology to B. japonicum USDA 110 genome, 39 showed no homology with sequences in public databases and seven sequences showed homology with known proteins. These seven sequences were divided in three groups: homolog to other Bradyrhizobium strains, homolog to other nitrogen-fixing bacteria, and homolog to non nitrogen-fixing bacteria. The group of homolog to other Bradyrhizobium strains was composed by two clones: clone i5 was homolog to a putative toxin secretion ABC transporter from Bradyrhizobium sp. ORS278, and clone i29 was homolog to a putative carboxylase like RuBisCO small subunit from the photoorganotroph Bradyrhizobium sp. BTA1. The group of homolog to other nitrogen-fixing bacteria was composed by three clones: clone i150 was homolog to a 4-hydroxybenzoyl-CoA reductase alpha-subunit of Mesorhizobium loti, clone i170 was homolog to a conserved hypothetical protein of Rhodopseudomonas palustris, and clone ii23 was homolog to a virulence factor mviN of Xanthobacter autotrophicus Py2. The group of homolog to other non nitrogen-fixing bacteria was also composed by two clones: clone i65 was homolog to a peptidase M19 of Sphingopyxis alaskensis RB2256, and clone i157 was homolog to a conserved hypothetical protein of Nitrobacter winogradsky. This better understanding of B. elkanii genome could help us in the comprehension of physiological differences between these two species and it could be a useful tool to characterize Bradyrhizobia strains isolated from soybean nodules.

Rizóbios são bactérias estritamente aeróbias, quimioorganotróficas, com a forma de bastonetes não formadoras de esporos, Gram-negativas, com um tamanho que varia de 0,5- 0,9 µm X 1,2-3,0 µm. Normalmente encontradas no solo, fixam nitrogênio atmosférico (N2) em simbiose com leguminosas e algumas plantas não leguminosas, induzindo a formação de nódulos nas raízes, permanecendo nestas como bacteróides fixadores de nitrogênio. No Brasil rizóbios são inoculados em lavouras de soja, pois a inoculação com bactérias fixadoras de nitrogênio supre totalmente a necessidade de utilização de adubos nitrogenados. No presente estudo foi realizada uma análise comparativa entre as espécies Bradyrhizobium japonicum (estirpe USDA 110) e Bradyrhizobium elkanii (estirpe SEMIA 587) através da aplicação da técnica de RDA (Representational Difference Analysis). RDA é uma técnica bastante útil para revelar seqüências únicas entre dois genomas ou transcritomas semelhantes. Após três ciclos de hibridizações subtrativas e amplificações dos fragmentos tester, fragmentos de aproximadamente 300 pb foram gerados. Estes fragmentos foram clonados em pUC18 e seqüênciados. Das 200 seqüências obtidas, 46 pertenceram exclusivamente à B. elkanii e 154 tiveram homologia com B. japonicum. Entre as 46 seqüências sem homologia com B. japonicum, 39 não demonstraram homologia com nenhuma seqüência depositada nos bancos de dados públicos e sete seqüências mostraram homologia com proteínas conhecidas. Estas sete seqüências foram divididas em três grupos: seqüências homólogas a outras estirpes ou espécies de Bradyrhizobium, seqüências homólogas a outras bactérias fixadoras de nitrogênio e seqüências homólogas a bactérias não fixadoras de nitrogênio. O grupo com homologia a estirpes de Bradyrhizobium foi composto por dois clones: clone i5 foi homólogo a um transportador ABC (ATP Binding Cassette, hlyB like protein) de Bradyrhizobium sp. ORS278, e o clone i29 foi homólogo à subunidade menor da carboxylase (tipo RuBisCO) da estirpe foto-organotrófica Bradyrhizobium sp. BTA1. O grupo com homologia a outras bactérias fixadoras de nitrogênio foi composto por três clones: clone i150 foi homólogo à subunidade alfa da 4-hydroxybenzoyl-CoA redutase de Mesorhizobium loti, clone i170 foi homólogo a uma proteína hipotética conservada de Rhodopseudomonas palustris, e o clone ii23 foi homólogo ao fator de virulência mviN de Xanthobacter autotrophicus Py2. O grupo com homologia a bactérias não fixadoras de nitrogênio foi também composto por dois clones: clone i65 foi homólogo à peptidase M19 de Sphingopyxis alaskensis RB2256, e o clone i157 foi homólogo a uma proteína hipotética conservada de Nitrobacter winogradsky. Esse conhecimento genômico de B. elkanii poderá ajudar na compreensão das diferenças fisiológicas encontradas entre essas duas espécies e servir como base na caracterização de estirpes isoladas de nódulos de soja. / Rhizobia are strictly aerobic chemoorganotrophic rod-shaped sporeless bacteria. They are a Gram-negative bacteria with a size that varies between 0.5-0.9 µm to 1.2-3.0 µm. Normally found in the ground, they fix atmospheric nitrogen (N2) in symbiosis with leguminous plants and some non leguminous plants, inducing the formation of nodules in the roots where the bacterium differentiates itself into nitrogen-fixing bacteroids. In Brazil, rhizobia are inoculated in soybean crops. This inoculation totally fulfills the crop need of nitrogen. In the present study a comparative analysis was carried out between Bradyrhizobium japonicum (USDA 110) and Bradyrhizobium elkanii (SEMIA 587) through the application of the RDA technique (Representational Difference Analysis). RDA is a quite useful technique to reveal the unique sequences between two genomes or transcriptomes. After three cycles of subtractive hybridizations and amplifications of the tester DNA, 300 pb fragments were obtained. These fragments were cloned into pUC18 vector and were sequenced. Two hundred RDA sequences were obtained. Forty six sequences among the 200 belonged exclusively to the tester strain B. elkanii SEMIA 587, and 154 had homology to the driver strain B. japonicum USDA110. From the 46 sequences with no homology to B. japonicum USDA 110 genome, 39 showed no homology with sequences in public databases and seven sequences showed homology with known proteins. These seven sequences were divided in three groups: homolog to other Bradyrhizobium strains, homolog to other nitrogen-fixing bacteria, and homolog to non nitrogen-fixing bacteria. The group of homolog to other Bradyrhizobium strains was composed by two clones: clone i5 was homolog to a putative toxin secretion ABC transporter from Bradyrhizobium sp. ORS278, and clone i29 was homolog to a putative carboxylase like RuBisCO small subunit from the photoorganotroph Bradyrhizobium sp. BTA1. The group of homolog to other nitrogen-fixing bacteria was composed by three clones: clone i150 was homolog to a 4-hydroxybenzoyl-CoA reductase alpha-subunit of Mesorhizobium loti, clone i170 was homolog to a conserved hypothetical protein of Rhodopseudomonas palustris, and clone ii23 was homolog to a virulence factor mviN of Xanthobacter autotrophicus Py2. The group of homolog to other non nitrogen-fixing bacteria was also composed by two clones: clone i65 was homolog to a peptidase M19 of Sphingopyxis alaskensis RB2256, and clone i157 was homolog to a conserved hypothetical protein of Nitrobacter winogradsky. This better understanding of B. elkanii genome could help us in the comprehension of physiological differences between these two species and it could be a useful tool to characterize Bradyrhizobia strains isolated from soybean nodules.

Thesis (M. Ag. Sc.)--University of Adelaide, Dept. of Agricultural Biochemistry, 1988. / Includes bibliographical references (leaves 109-119).

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2016-06-16T08:35:27Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 711914 bytes, checksum: 511f604fff5df6ba29e27254ccaf0db2 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-06-16T08:35:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 711914 bytes, checksum: 511f604fff5df6ba29e27254ccaf0db2 (MD5) Previous issue date: 1999-02-26 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Foram conduzidos quatro experimentos em condições de casa de vegetação, na Universidade Federal de Viçosa, objetivando determinar a influência do nematóide de cisto, Heterodera glycines Ichinohe, e do Bradyrhizobium japonicum sobre os teores de nutrientes em folhas da soja, bem como avaliar o efeito do nematóide, do nitrogênio e do Bradyrhizobium japonicum sobre características agronômicas da soja; e cinco experimentos em condições de campo, em Capinópolis e Rio Paranaíba, Minas Gerais, visando avaliar os danos causados por percevejos em sementes dessa leguminosa. Nos experimentos conduzidos em casa de vegetação, o delineamento foi de blocos casualizados, num esquema fatorial 4 4, com quatro repetições. No primeiro experimento, os tratamentos foram constituídos pela combinação dos fatores nematóide de cisto: 0, 3.000, 6.000 e 9.000 ovos de NCS/vaso e 45, 90, 180 e 270 mg N/dm 3 de solo. O nematóide de cisto aumentou significativamente os teores de K nas folhas, e o nitrogênio influenciou os teores de P, Ca e Fe na floração. No segundo experimento, os tratamentos foram constituídos pela combinação dos fatores nematóide de cisto: 0, 3.000, 6.000 e 9.000 ovos de NCS/vaso e 0; 0,4; 0,8; e 1,6 g de inoculante de Bradyrhizobium japonicum/100 sementes. O nematóide de cisto influenciou os teores de N, Ca, Mg, Mn, Zn, Cu, Fe e B nas folhas durante a floração. No terceiro experimento, os tratamentos foram constituídos pela combinação dos fatores nematóide de cisto: 0, 3.000, 6.000 e 9.000 ovos de NCS/vaso e 45, 90, 180 e 270 mg N/dm 3 de solo. A altura de planta e o peso de matéria seca da parte aérea aumentaram (P < 0,05) com as doses crescentes de N, e estas reduziram a nodulação. No quarto experimento, os tratamentos foram constituídos pela combinação dos fatores nematóide de cisto: 0, 3.000, 6.000 e 9.000 ovos de NCS/vaso e 0; 0,4; 0,8; e 1,6 g de inoculante de Bradyrhizobium japonicum/100 sementes. A altura de planta, o número de vagens por planta de nódulos e o peso de semente e de matéria seca da parte aérea e da raiz diminuíram (P < 0,05) com as doses crescentes de nematóide de cisto. Nos vasos inoculados com 3.000 e 6.000 ovos de NCS, o número de fêmeas e de cistos foi superior (P < 0,05) ao encontrado nas demais combinações de tratamentos. A presença do nematóide, independentemente da concentração de ovos, resultou numa redução significativa das características avaliadas. As doses crescentes do inoculante de Bradyrhizobium japonicum aumentaram (P < 0,05) os valores das características avaliadas. No quinto e sexto experimentos, conduzidos em Capinópolis, as 20 linhagens/variedades de soja foram avaliadas em duas épocas de colheita, correspondentes às respectivas épocas de semeadura. Em Rio Paranaíba, instalaram-se outros três experimentos, e as 20 linhagens/variedades de soja foram avaliadas em três épocas de colheita, também correspondentes às épocas de semeadura. Nestas épocas, além do peso da semente e dos danos causados por percevejos, observaram-se a intensidade desses danos e a sua localização na semente. A linhagem UFV96-37001 e as variedades CAC-1, Doko RC e UFV-18, independentemente da época de colheita, não diferiram (P > 0,05) das outras linhagens nas características avaliadas, indicando que o cultivo de linhagens com ausência de enzimas lipoxigenases não foi afetado diferentemente pelos percevejos. / Four experiments were carried out under greenhouse conditions at the Universidade Federal de Viçosa (UFV), with the purpose of determining the influence of cysts nematode, Heterodera glycines Ichinohe, of Bradyrhizobium japonicum on nutrient contents in soybean leafs; evaluate the effects of cysts nematode, of nitrogen fertilization and Bradyrhizobium japonicum on agricultural characteristics on soybean plants, and five experiments on field conditions of Capinópolis and Rio Paranaíba, Minas Gerais, Brazil, with de purpose to evaluate the damages caused by stink bugs on soybean seeds. At the study carried out under greenhouse, a factorial experimental design was used to the treatments. At first experimental design, the inoculum concentrations were 0, 3,000, 6,000 and 9,000 eggs per clay pot containing a single plant, and nitrogen fertilization was applied at 45, 90, 180 and 270 mg N/dm 3 of soil. The cysts nematode influenced leaf the contents of K and nitrogen fertilizer influenced the leaf contents of P, Ca and Fe, at flowering. At second experimental design, the inoculum concentrations were 0, 3,000, 6,000 and 9,000 eggs per clay pot containing a single plant and Bradyrhizobium japonicum inoculum concentrations were 0; 0,4; 0,8 and 1,6 g/100 seeds. The leaf contents of N, Ca, Mg, Mn, Zn, Fe and B were influenced by cysts nematode. At third experimental design, the inoculum concentrations were 0, 3,000, 6,000 and 9,000 eggs per clay pot containing a single plant, and nitrogen fertilization was applied at 45, 90, 180 and 270 mg N/dm 3 . The effects on soybean were estimated at the end of the growth cycle. Plant height and weight of the dried aerial plant parts increased linearly (P < 0,005) as the nitrogen levels also increased. At fourth experimental design, the inoculum concentrations were 0, 3,000, 6,000 and 9,000 eggs per clay pot containing a single plant and Bradyrhizobium japonicum inoculum concentrations were 0; 0,4; 0,8 and 1,6 g/100 seeds. The number of cysts in pots inoculated with 3,000 and 6,000 eggs was statistically higher (P < 0,05) than found in the remaining treatments. Regardless of egg concentration used in the inoculation, nematode presence resulted in a significant reduction in soybean characteristics and the nodulation was reduced by the nitrogen fertilization. At fifth and sixth experimental designs, the 20 soybean lines/varieties was evaluated in two periods of harvest. Tree another experimental designs were carried out at Rio Paranaíba, using 20 also soybean lines varieties that were evaluated in three periods of harvest. Besides weight of seeds and damage, the intensity of damages and the localization were observed. The stink bugs of seeds showed preference to feed on large seeds. The line UFV 96-37001 and the varieties CAC-1, Doko RC and UFV-18, independently of the period of harvest, there were no (P > 0,05) difference among lines with other lines on evaluated characteristics, so it showing that the cultivation of absence lines of lipoxygenases it is no affected by stink bugs. / Tese antiga, sem ficha catalog.

Os microrganismos apresentam uma enorme diversidade genética, sendo componentes fundamentais de cadeias alimentares e ciclos biogeoquímicos. Estima-se que menos de 10% dos microrganismos existentes tenham sido caracterizados e descritos. A taxonomia de bactérias tropicais pertencentes ao gênero Bradyrhizobium é pouco conhecida. Essas bactérias fixadoras de nitrogênio são críticas para a produção com altos rendimentos em cultivos de soja no Brasil, com 25% da safra mundial. O objetivo deste trabalho é classificar uma coleção de estirpes brasileiras do gênero Bradyrhizobium utilizando uma rede neural ART2. São 119 estirpes com características fenótipas de B. elkanii e B. japonicum, isoladas de 33 espécies de leguminosas tropicais. Os dados consistem de imagens de gel de eletroforese obtidas a partir da análise RFLP-PCR de 3 regiões ribossomais: 16S, 23S e IGS. Foram utilizadas as enzimas de restrição: Cfo I, Dde I, Msp I, Hae III, Hha I e Hinf I. Este trabalho apresentou algoritmos que podem auxiliar no estudo taxônomico de estirpes de Bradyrhizobium a partir de imagens de gel de eletroforese. Os resultados são compatíveis com aqueles encontrados na literatura. / The microorganisms show an enormous genetic diversity. They are rather important components of food chains and biogeochemical cycles. It is estimated that less than 10% of the living microorganisms have been studied. The taxonomy of tropical bacteria belonging to the genus Bradyrhizobium is still poorly known. Those \'N IND.2\' fixing nitrogen bacteria are critical for high income soybean production in Brazil, responsable for 25% of the world-wide production. The main objective of this work is to classify a brazilian collection of 111 Bradyrhizobium strains showing phenotypic characteristics of B. elkanii and B. japonicum, isolated from 33 tropical legume species. The data consist of electrophoresis in a gel images obtained from PCR-RFLP analysis of 3 ribosomal regions: 16S, 23S e IGS. They were digested with 3 restriction endonuclease: CfoI, MspI and DdeI. This work presented some algorithms which can help in taxonomic studies of Bradyrhizobium strains using electrophoresis in a gel images. The results are similar to that available in the literature.

Os microrganismos apresentam uma enorme diversidade genética, sendo componentes fundamentais de cadeias alimentares e ciclos biogeoquímicos. Estima-se que menos de 10% dos microrganismos existentes tenham sido caracterizados e descritos. A taxonomia de bactérias tropicais pertencentes ao gênero Bradyrhizobium é pouco conhecida. Essas bactérias fixadoras de nitrogênio são críticas para a produção com altos rendimentos em cultivos de soja no Brasil, com 25% da safra mundial. O objetivo deste trabalho é classificar uma coleção de estirpes brasileiras do gênero Bradyrhizobium utilizando uma rede neural ART2. São 119 estirpes com características fenótipas de B. elkanii e B. japonicum, isoladas de 33 espécies de leguminosas tropicais. Os dados consistem de imagens de gel de eletroforese obtidas a partir da análise RFLP-PCR de 3 regiões ribossomais: 16S, 23S e IGS. Foram utilizadas as enzimas de restrição: Cfo I, Dde I, Msp I, Hae III, Hha I e Hinf I. Este trabalho apresentou algoritmos que podem auxiliar no estudo taxônomico de estirpes de Bradyrhizobium a partir de imagens de gel de eletroforese. Os resultados são compatíveis com aqueles encontrados na literatura. / The microorganisms show an enormous genetic diversity. They are rather important components of food chains and biogeochemical cycles. It is estimated that less than 10% of the living microorganisms have been studied. The taxonomy of tropical bacteria belonging to the genus Bradyrhizobium is still poorly known. Those \'N IND.2\' fixing nitrogen bacteria are critical for high income soybean production in Brazil, responsable for 25% of the world-wide production. The main objective of this work is to classify a brazilian collection of 111 Bradyrhizobium strains showing phenotypic characteristics of B. elkanii and B. japonicum, isolated from 33 tropical legume species. The data consist of electrophoresis in a gel images obtained from PCR-RFLP analysis of 3 ribosomal regions: 16S, 23S e IGS. They were digested with 3 restriction endonuclease: CfoI, MspI and DdeI. This work presented some algorithms which can help in taxonomic studies of Bradyrhizobium strains using electrophoresis in a gel images. The results are similar to that available in the literature.