O gênero Methylobacterium é composto por bactérias de coloração rósea, metilotróficas facultativas (PPFM - pink-pigmented facultative methylotrophic), que podem fixar nitrogênio, nodular a planta hospedeira, produzir o fitohormônio citocinina e as enzimas pectinase e celulase, podendo dessa forma promover o crescimento vegetal devido à disponibilidade de nitrogênio e à indução de resistência sistêmica. Methylobacterium spp. têm sido descritas como endófitos ou epífitas em diferentes plantas hospedeiras, onde a sua colonização e distribuição no hospedeiro podem ser influenciadas pelo genótipo da planta ou por interações com outros microrganismos associados ao hospedeiro. Neste contexto, poucos trabalhos têm sido desenvolvidos visando um melhor entendimento da interação Methylobacterium-planta e da diversidade deste gênero bacteriano que tem sido isolado de diferentes plantas hospedeiras, exercendo diferentes funções ainda pouco conhecidas. Portanto, este trabalho tem como objetivo estudar a diversidade genética de Methylobacterium spp., por meio do seqüenciamento parcial dos genes 16S rRNA e mxaF; analisar os genes de responsáveis pela interação da Methylobacterium com a planta hospedeira e analisar os genes envolvidos na interação Methylobacterium (endófito)- Xylella fastidiosa (patógeno). Os resultados mostraram que existe uma resposta adaptativa de Methylobacterium spp. específica para cada planta hospedeira. Da mesma forma, foi observado que esta adaptação específica da bactéria à planta, também pode levar à seleção de genótipos específicos para cada planta hospedeira, embora eventos aleatórios também possam ser responsáveis pela diversidade de Methylobacterium na planta hospedeira. Na análise de expressão gênica da interação Methylobacterium-planta, foi observado que o gene relacionado ao metabolismo do metanol (mxaF) não apresentou mudança no padrão de expressão. Genes relacionados a estresse crtI (estresse sentido pela bactéria) e acdS (estresse sentido pela planta), tiveram suas expressões reduzidas na presença da planta, mostrando que a presença de exsudados das plantas não representou um estresse ao desenvolvimento bacteriano. Os genes relacionados à patogenicidade patatin e phoU não foram alterados, confirmando que Methylobacterium é um endófito, e possuem expressão induzida de tais genes quando interagindo com a planta hospedeira. Os resultados permitem concluir que nas condições avaliadas os exsudados das plantas não causam estresse à bactéria (SR1.6/6). Por meio da análise de expressão gênica in vitro de X. fastidiosa em co-cultivo com M. mesophilicum, foi observado que este fitopatógeno vascular apresentou diminuição do crescimento e da formação de biofilme. Os resultados aqui apresentados mostram que a diversidade deste grupo de endófitos é parcialmente determinada pela planta hospedeira, onde tais bactérias interagem tanto com a planta como com outros grupos, como fitopatógenos presentes neste nicho. / The genus Methylobacterium, constituted by PPFMs - pink-pigmented facultative methylotrophic, are able to fix nitrogen, nodule the host plant, produce cytokines and enzymes involved in induction of systemic resistance such as pectinase and cellulase, inducing plant growth. Methylobacterium sp. has been described as endophyte or epiphyte in different host plants, where the colonization and distribution on the host can be influenced by plant genotype or by interaction with other microorganisms associated to the host. In this context, few studies aims the better understanding of the diversity of this genus in different host, the interaction Methylobacterium-plant, and the interaction Methylobacterium-other bacteria. Therefore, this study aims to study the genetic diversity of Methylobacterium spp., by sequencing the 16S rRNA and mxaF gene; to analyze the genes responsible for the Methylobacterium-plant host interaction and to analyze the genes involved in Methylobacterium (endophyte) - Xylella fastidiosa (pathogen) interaction. Results show differential adaptive responses of Methylobacterium spp. in distinct plant species. However, the clustering according to the host plant was observed for a subset of isolates, suggesting that this diversity could be driven by stochastic events, although plant genotype may contribute to this diversity. Analyzing the Methylobacterium-plant interaction gene expression it was observed that genes related to metabolism of methanol (mxaF) was not amended. The genes related to stress such as crtI (stress sensed by the bacteria) and acdS (stress sensed by the plant) had its expression reduced with the plant showing that the plant exudates did not represent a stress to the bacteria development. The genes related to pathogenicity like patatin and phoU were not amended, confirming that Methylobacterium is an endophyte that do not induce when the bacteria interacts with the plant host. Using a genetic expression analyses of X. fastidiosa in vitro in co-cultive with M. mesophilicum, it was seen that this phytopathogen presented the growth and biofilm formation reduction. These results show that the diversity of this endophyte group is partially determinate by the plant host, where this bacterium interacts with the plant and with other groups, such as phytopathogen present in this niche.

O enxofre é um dos nutrientes de planta que vem recebendo pouca atenção em estudos de fertilidade de solos, ficando relegado à poucas pesquisas no mundo. Os estudos enfocando o elemento têm indicado deficiências de enxofre nas culturas, em áreas com agricultura intensiva. Neste contexto, o trabalho desenvolvido em condições de casa-de-vegetação, no CENA/USP, em Piracicaba, SP, teve por objetivos: a) avaliar o aproveitamento pelas culturas de milho (Zea mays (L.)) e soja (Glycine max (L) Merrill) do enxofre aplicado ao solo na forma de sulfato (Na234SO4) (Experimento I); b) avaliar o aproveitamento pela cultura da alfafa (Mendicago sativa (L.)) (Experimento II) do S-fertilizante residual deixado no solo ao final do experimento I; c) avaliar a distribuição do S-fertilizante no sistema solo-planta nos experimentos I e II e sua recuperação global após cultivos sucessivos de milho ou soja e alfafa. A técnica isotópica com uso do isótopo estável 34S foi a ferramenta utilizada nas avaliações da distribuição do enxofre no sistema solo-planta. Os experimentos foram desenvolvidos em vasos sem drenagem contendo 7 kg de solo. Foram usados dois tipos de solos contrastantes, um argiloso (Nitossolo Vermelho eutrófico) e outro arenoso (Latossolo Vermelho distrófico típico). Os fatores de estudo do experimento I foram: 2 tipos de solo, duas culturas (milho e soja) e 2 marcações da fonte de S (Na2SO4): enriquecida ou empobrecida no 34S (em média: 9,0 ou 2,5 % em átomos de 34S respectivamente). No experimento II os fatores solo e fonte de S foram iguais ao do experimento I, sendo os demais fatores o efeito das culturas antecessoras (milho ou soja) e a planta extratora (alfafa). O delineamento experimental foi inteiramente casualizado, com quatro repetições. Na colheita, foram separadas amostras de planta: raízes e parte aérea, sendo também amostrado o solo. Foram realizadas determinações de S-total e de abundância de 34S em amostras vegetais e de solo. No experimento I, a percentagem do S na planta derivado do fertilizante (%Sdff) foi em média de 40% para as culturas de milho e soja, indicando baixa mineralização do enxofre. A %Sdff na alfafa, cultivada em sucessão às culturas de milho e soja que receberam fertilização do solo, foi da ordem 40-50%, revelando a tendência do enxofre em permanecer no solo. A percentagem do S na planta derivado do fertilizante em cultivos consecutivos, no solo arenoso, foi maior na sucessão milho-alfafa (19%) que na soja-alfafa (6,6%). O efeito residual do S-fertilizante no solo foi 20% maior na sucessão soja-alfafa, podendo esse efeito indicar possíveis perdas do sistema solo-planta. O método de determinação de S-total em solos interferiu na recuperação do S-fertilizante no sistema solo-planta, principalmente no solo argiloso. / Sulfur is a plant nutrients which has been receiving little attention in studies of soil fertility, so it has been limited to a few researches in the world. Studies focusing this element have indicated sulfur deficiency in crops grown in intensive agriculture areas. In this context, this research was carried out in under greenhouse conditions at CENA/USP (Piracicaba - SP) with the objectives of evaluating: a) the use of the applied sulfur as sulfate (Na234SO4) by corn (Zea mays (L.)) and soybean (Glycine max (L.) Merrill) crops (Experiment I); b) the use by alfalfa (Mendicago sativa (L.)) (Experiment II) of the residual fertilizer-S left in the soil at the end of the experiment I (Experiment II); c) the fertilizer-S distribution in the soil-plant system in the experiments I and II and its overall recovery after consecutive cultivations with corn or soybean and alfalfa. The isotopic technique with the stable isotope 34S was the tool used to evaluate the sulfur distribution in the soil-plant system. The experiments were carried out in pots without drainage containing 7 kg of soil. Two types of contrasting soils were used, a clay soil (Kandiudalfic Eutrodox) and a sandy (Rhodic Hapludox). The study factors of the experiment I were: two soil types, two crops (corn and soybean) and two labeled forms of the S source (Na2SO4): enriched or depleted in the 34S (on average: 9.0 and 2.5 atoms % of 34S respectively). In experiment II the soil and S source labeling were the same as in the experiment I, the same pots were grown with alfalfa. A randomized experimental design with four replicates was used. At harvest, the plant samples were separated in: roots and above ground, and the soil was. Determinations of total-S and abundance of 34S were accomplished in plant and soil samples. In the experiment I, the percentage sulfur in the plant derived from the fertilizer (Sdff%) was on average of 40% to corn and soybean, indicating low sulfur mineralization. The %Sdff in alfalfa grown after corn or soybean that received S fertilization reached 40-50%, showing the tendency for fertilizer-S to remain in the soil. The percentage sulfur in the plant derived from the fertilizer in consecutive cultivations, in the sandy soil, was higher in corn-alfalfa (19%) than in soybean-alfalfa (6.6%) succession. The fertilizer-S residual effect in the soil was 20% higher in soybean-alfalfa succession, so this result indicates possible losses from soil-plant system. The determination method of total-S content in the soil interfered with the fertilizer-S recovery in soil-plant system, mainly in the clay soil.

O enxofre é um dos nutrientes de planta que vem recebendo pouca atenção em estudos de fertilidade de solos, ficando relegado à poucas pesquisas no mundo. Os estudos enfocando o elemento têm indicado deficiências de enxofre nas culturas, em áreas com agricultura intensiva. Neste contexto, o trabalho desenvolvido em condições de casa-de-vegetação, no CENA/USP, em Piracicaba, SP, teve por objetivos: a) avaliar o aproveitamento pelas culturas de milho (Zea mays (L.)) e soja (Glycine max (L) Merrill) do enxofre aplicado ao solo na forma de sulfato (Na234SO4) (Experimento I); b) avaliar o aproveitamento pela cultura da alfafa (Mendicago sativa (L.)) (Experimento II) do S-fertilizante residual deixado no solo ao final do experimento I; c) avaliar a distribuição do S-fertilizante no sistema solo-planta nos experimentos I e II e sua recuperação global após cultivos sucessivos de milho ou soja e alfafa. A técnica isotópica com uso do isótopo estável 34S foi a ferramenta utilizada nas avaliações da distribuição do enxofre no sistema solo-planta. Os experimentos foram desenvolvidos em vasos sem drenagem contendo 7 kg de solo. Foram usados dois tipos de solos contrastantes, um argiloso (Nitossolo Vermelho eutrófico) e outro arenoso (Latossolo Vermelho distrófico típico). Os fatores de estudo do experimento I foram: 2 tipos de solo, duas culturas (milho e soja) e 2 marcações da fonte de S (Na2SO4): enriquecida ou empobrecida no 34S (em média: 9,0 ou 2,5 % em átomos de 34S respectivamente). No experimento II os fatores solo e fonte de S foram iguais ao do experimento I, sendo os demais fatores o efeito das culturas antecessoras (milho ou soja) e a planta extratora (alfafa). O delineamento experimental foi inteiramente casualizado, com quatro repetições. Na colheita, foram separadas amostras de planta: raízes e parte aérea, sendo também amostrado o solo. Foram realizadas determinações de S-total e de abundância de 34S em amostras vegetais e de solo. No experimento I, a percentagem do S na planta derivado do fertilizante (%Sdff) foi em média de 40% para as culturas de milho e soja, indicando baixa mineralização do enxofre. A %Sdff na alfafa, cultivada em sucessão às culturas de milho e soja que receberam fertilização do solo, foi da ordem 40-50%, revelando a tendência do enxofre em permanecer no solo. A percentagem do S na planta derivado do fertilizante em cultivos consecutivos, no solo arenoso, foi maior na sucessão milho-alfafa (19%) que na soja-alfafa (6,6%). O efeito residual do S-fertilizante no solo foi 20% maior na sucessão soja-alfafa, podendo esse efeito indicar possíveis perdas do sistema solo-planta. O método de determinação de S-total em solos interferiu na recuperação do S-fertilizante no sistema solo-planta, principalmente no solo argiloso. / Sulfur is a plant nutrients which has been receiving little attention in studies of soil fertility, so it has been limited to a few researches in the world. Studies focusing this element have indicated sulfur deficiency in crops grown in intensive agriculture areas. In this context, this research was carried out in under greenhouse conditions at CENA/USP (Piracicaba - SP) with the objectives of evaluating: a) the use of the applied sulfur as sulfate (Na234SO4) by corn (Zea mays (L.)) and soybean (Glycine max (L.) Merrill) crops (Experiment I); b) the use by alfalfa (Mendicago sativa (L.)) (Experiment II) of the residual fertilizer-S left in the soil at the end of the experiment I (Experiment II); c) the fertilizer-S distribution in the soil-plant system in the experiments I and II and its overall recovery after consecutive cultivations with corn or soybean and alfalfa. The isotopic technique with the stable isotope 34S was the tool used to evaluate the sulfur distribution in the soil-plant system. The experiments were carried out in pots without drainage containing 7 kg of soil. Two types of contrasting soils were used, a clay soil (Kandiudalfic Eutrodox) and a sandy (Rhodic Hapludox). The study factors of the experiment I were: two soil types, two crops (corn and soybean) and two labeled forms of the S source (Na2SO4): enriched or depleted in the 34S (on average: 9.0 and 2.5 atoms % of 34S respectively). In experiment II the soil and S source labeling were the same as in the experiment I, the same pots were grown with alfalfa. A randomized experimental design with four replicates was used. At harvest, the plant samples were separated in: roots and above ground, and the soil was. Determinations of total-S and abundance of 34S were accomplished in plant and soil samples. In the experiment I, the percentage sulfur in the plant derived from the fertilizer (Sdff%) was on average of 40% to corn and soybean, indicating low sulfur mineralization. The %Sdff in alfalfa grown after corn or soybean that received S fertilization reached 40-50%, showing the tendency for fertilizer-S to remain in the soil. The percentage sulfur in the plant derived from the fertilizer in consecutive cultivations, in the sandy soil, was higher in corn-alfalfa (19%) than in soybean-alfalfa (6.6%) succession. The fertilizer-S residual effect in the soil was 20% higher in soybean-alfalfa succession, so this result indicates possible losses from soil-plant system. The determination method of total-S content in the soil interfered with the fertilizer-S recovery in soil-plant system, mainly in the clay soil.