Os riscos de diminuição dos teores de matéria orgânica e nitrogênio no solo são elevados em povoamentos monoespecíficos de eucaliptos. Uma das alternativas para contornar ou reverter este problema é o plantio misto de eucalipto com leguminosas arbóreas fixadoras de N2. O presente estudo teve como objetivo avaliar as interações entre espécies no crescimento da parte aérea e do sistema radicular, na nutrição mineral das plantas e na fixação de nitrogênio em plantios consorciados de e leguminosas arbóreas. O estudo foi conduzido na Estação Experimental de Ciências Florestais de Itatinga, Itatinga, SP. O tipo de solo ocorrente na área foi caracterizado como Latossolo Vermelho-Amarelo Distrófico psamítico. O clima foi caracterizado como mesotérmico úmido (Cwa), segundo a classificação de Köeppen. O delineamento experimental foi o de blocos ao acaso com 3 repetições. As parcelas experimentais tinham 100 plantas, de E. grandis estabelecidas no espaçamento de 3,0m x 3,0m. Nas linhas de plantio, no meio do espaço entre as plantas de E. grandis, foram plantadas intercaladamente (50% da população do E. grandis leguminosas arbóreas nativas de matas brasileiras (Peltophorum dubium, Inga sp, Mimosa scabrella, Acacia polyphylla, Mimosa caesalpiniaefolia) e uma leguminosa exótica (Acacia mangium). O experimento foi medido até os 24 meses pós-plantio. A M. scabrella e a A. Mangium foram às leguminosas que tiveram maior crescimento. O E. grandis, consorciado com a M. scabrella cresceu menos porém, foi o consórcio mais produtivo. Quanto a densidade de raízes finas (drf), para o E. grandis, esta só variou na camada de 0-30cm de profundidade enquanto que para a M. scabrella e a M. caesalpiniaefolia as variações de drf ocorreram logo abaixo dessa camada. Isso indica que estas leguminosas procuraram explorar camadas onde a competição com o E. grandis era menor. A A. mangium e a M. caesalpiniaefolia apresentaram as menores drf (< 0,3 cm cm-3). A M. scabrella apresentou maior drf, a qual chegou a 0,84 cm cm-3 aos 24 meses. Apenas o consórcio E. grandis mais M. scabrella apresentou maior acúmulo de N na soma de todos os seus compartimentos em relação ao povoamento solteiro de E. grandis. Proporcionalmente, as quantidades de N acumuladas na biomassa da M. scabrella, da M. caesalpiniafolia e da A. mangium foram maiores do que no E. grandis. A M. scabrella foi bem mais eficiente do que as demais leguminosas para incorporar N na biomassa aérea. O E. grandi acumulou mais N nas folhas do que no lenho, ao contrário do que foi observado para a M. scabrella e a M. caesalpiniafolia. Pela análise isotópica foi constatado que a M. scabrella possui maior eficiência para fixar N2 atmosférico do que as outras espécies de leguminosas. Dentre as leguminosas nativas, esta espécie foi a que demonstrou maior potencial para uso em plantios consorciados. / The risks of reduced organic matter content and soil nitrogen are elevated in pure stands of eucalypt. One of the alternatives to avoid or solve this problem is the use of mixed plantation of eucalypt with leguminous N2-fixing trees. The objective of the present study was to evaluate the above and belowground growth interactions between species, the mineral nutrition of the plants and nitrogen fixation in mixed stands of E. grandis and native leguminous N2-fixing trees. The study was carried out at the Experimental Station of Forest Sciences of Itatinga, Itatinga, São Paulo, Brazil. The soil was characterized as loam Red-Yellow Latosol. The climate is characterized as humid mesothemic according to the classification of Köeppen. The experimental design was in 3 blocks with each block having 7 parcels. The experimental parcels had 100 plants of E. grandis established with the space of 3,0m x 3,0m. Within the lines of the E. grandis seedlings (50% of the population of the E. grandis) was intercropped with native leguminous N2-fixing trees (Peltophorum dubium, Inga sp, Mimosa scabrella, Acacia polyphylla, Mimosa caesalpiniaefolia) and one exotic leguminous plant (Acacia mangium). The experiment was evaluated for 24 months after planting. The M. scabrella and A. mangium are the legume trees that had highest growth. Although E. grandis and M. scabrella had the lowest growth, it was the most productive combination. The fine root density of E. grandis only varied in the layer of 0-30cm deep whereas for the M. scabrella and the M. caesalpiniaefolia the root density variations occurred below this layer. This indicates that these legume trees explore layers where competition with E. grandis is least. A. mangium and M. caesalpiniaefolia produced the lowest root density (< 0,3 cm cm-3). The M. scrabella produced the highest root density of 0,84 cm cm-3 within 24 months. E. grandis and M. scabrella was the only combination that had the highest accumulation of N in relation to all evaluated compartments of the pure stand of E. grandis . Proportionally, the amounts of accumulated N in the biomass of M. scabrella, M. caesalpiniafolia and A. mangium was higher than E. grandis. M. scabrella was the most efficient legume tree in incorporation of N in the above and belowground biomass. E. grandis accumulated more N in the leaves than in the stems contrary to what was observed in M. scabrella and M. caesalpiniafolia. . Using the isotopic analysis it was observed that M. scabrella had greater efficiency in fixing atmospheric N2 than the other species of leguminous trees. Amongst the native leguminous trees, M. scabrella was the one that demonstrated a greater potential for use in mixed stands.

Oxyreduction reactions resulting from the soil flood promote lighest availability of nutrients from fertilizer application, soil solution. Although the management of drainage, necessary to improve plant establishment contributes to the loss of fertility in these agroecosystems, events such as leaching, runoff and leakage of water from the blocks with the rains keep this ecosystem enriched and pro- development of phytoplankton. Euglenoids and cyanobacteria are favored by these conditions to grow excessively (blooms) and causing environmental impacts that are applicable to the water bodies receiving drainage waters. Moreover, many of cyanobacteria that develop in these environments also contribute to the maintenance of soil fertility. Within this context, with this work, to characterize populations of heterocytous cyanobacterias that contribute to soil fertility and euglenas red blooms forming in agroecosystem of flooded rice. To achieve these objectives, samples of water and soil in three experimental blocks of rice, and conducted two separate studies: culture, isolation and morfomolecular characterization of heterocytous cyanobacteria and cultivation, morphological characterization, monitoring on site and location of blooms cysts of resistance in the soil, forming euglenas pigmented red blooms. Morphological analysis allowed the characterization of four genera of heterocytous cyanobacteria that contribute to soil fertility: Nostoc, Anabaena, Cilindrospermum and Calotrix. Sequencing of 16S RNA gene was only positive for a strain of the genus Nostoc (Nostoc linckia) which, by phylogenetic analysis showed to be a lineage close to Nostoc sp. TH1S01 e Nostoc piscinale. The results obtained in experiments that were aimed at location of the cysts of resistance suggested that such cysts are found at a depth 0-5 cm of soil, however, focuses more on the surface. For euglenoids there was no evidence of the location of the cysts of resistance even at the surface. Monitoring the appearance of blooms of red euglenas shows that the absence of turbulence in water depths, influenced by wind velocity, and water temperature, influenced by atmospheric temperature and solar radiation are key factors for development. It follows from this work, the dynamics of both populations of cyanobacteria as euglenoids in crop irrigated rice is controlled by many biotic and abiotic making knowledge of their diversity and behavior, in practice very difficult having to therefore, the need to employ different methodologies and continuous monitoring and prolonged. It follows further that the use of in vitro culture, while contributing to the research morfomoleculares, promotes populations changes and further complicates the charactrization of the species. / As reações de oxiredução decorrentes da inundação em lavoura de arroz irrigado promovem uma maior disponibilidade de nutrientes, oriundos da aplicação de fertilizantes, na solução do solo. Embora o manejo de drenagem inicial, necessário para o melhor estabelecimento das plântulas, contribua para a perda de fertilidade nesses agroecossistemas, eventos como a lixiviação, o escorrimento superficial e o extravasamento de água das quadras com as chuvas mantêm esse tipo de ecossistema enriquecido e favorável ao desenvolvimento do fitoplâncton. O campo de arroz irrigado é um ambiente aquático temporário sujeito a grandes variações quanto a isolação, temperatura, pH, concentração do oxigênio dissolvido e estado nutricional devido a perturbações freqüentes através de práticas como o uso de agrotóxicos (WHATANABE e ROGER, 1985). Cianobactérias e euglenofíceas são favorecidas por essas condições crescendo excessivamente (florações) e causando impactos ambientais que são extensivos aos corpos d`água receptores das águas de drenagem. Por outro lado, muitas das cianobactérias que se desenvolvem nesses ambientes também contribuem para a manutenção da fertilidade do solo. Nesse contexto, objetivou-se com esse trabalho, caracterizar populações de cianobactérias heterocitadas que contribuem para a fertilidade do solo e euglenas vermelhas formadoras de florações em agroecossistema de arroz irrigado por inundação. Para atingir esses objetivos, foram coletadas amostras de água e solo em três quadras experimentais de arroz irrigado e conduzido dois estudos distintos: cultivo, isolamento e caracterização morfomolecular de cianobactérias heterocitadas e cultivo, caracterização morfológica, monitoramento in loco das florações e localização dos cistos de resistência no solo, de euglenas pigmentadas formadoras de florações vermelhas. A análise morfológica permitiu a caracterização de quatro gêneros de cianobactérias heterocitadas que contribuem para a fertilidade do solo: Nostoc, Anabaena, Cilindrospermum e Calotrix. O sequenciamento da região 16S do rDNA foi positivo apenas para uma linhagem do gênero Nostoc (Nostoc linckia) que, pela análise filogenética, está no mesmo grupo de Nostoc TH1S01 e Nostoc piscinale. Os resultados obtidos nos experimentos que visaram a localização dos cistos de resistência evidenciaram que estes se encontram numa profundidade de 0 a 5 cm do solo, porém, concentrando-se mais na superfíce. Para as euglenofíceas não houve comprovação da localização dos cistos de resistência nem mesmo na superfície. O monitoramento do surgimento das florações de euglenas vermelhas mostra que a ausência de turbulência na lâmina d`água, influenciada pela velocidade dos ventos, e a temperatura da água, influenciada pela temperatura atmosférica e radiação solar, são fatores-chave para o desenvolvimento. Conclui-se que a dinâmica das populações tanto de cianobactérias como de euglenofíceas em lavoura de arroz irrigado por inundação é comandada por muitos fatores bióticos e abióticos os quais tornam o conhecimento da sua diversidade e comportamento, na prática, muito difícil havendo, para tal, a necessidade de se empregar metodologias variadas e monitoramento continuo e prolongado. Conclui-se, ainda, que o emprego de cultivo in vitro permite a investigação morfomofológica, promove alterações das populações e dificultam ainda mais a identificação das espécies.

A Transferência Horizontal de Genes (THG) é um dos principais mecanismos de evolução bacterianos, impactando a evolução de praticamente todas famílias gênicas. Neste trabalho identificamos e avaliamos padrões de possíveis transferências horizontais de genes pertencentes a duas classes funcionais de dois níveis taxonômicos distintos. Caracterizamos a ocorrência e evolução de 45 genes importantes para a fixação de N2 em 479 genomas de Proteobacteria. Identificamos cinco potenciais aquisições de genes ligados a fixação de N2 por linhagens de Proteobacteria, as quais foram identificadas consistentemente em 36 dos genes analisados. Realizamos predições de transferências horizontais dos 45 entre todos os 479 genomas de Proteobacteria e identificamos possíveis enriquecimentos de THG, provavelmente ligados à sinais filogenéticos e ecológicos. Desenvolvemos um pipeline para identificação semi-automática de efetores do Sistema Secretor do Tipo III em Aeromonas, o qual reportou 21 famílias de potenciais efetores presentes em 105 genomas. Entre os 21 efetores identificados 17 foram descritos pela 1º vez em Aeromonas, corroborando a sensibilidade de nosso pipeline. Com o auxílio de nossos colaboradores foram realizados testes de citotoxidade para efetores identificados in silico, e apenas quatro não inibiram o crescimento de Saccharomyces cerevisiae. Por fim, desenvolvemos um método para agrupamento de famílias gênicas com histórias evolutivas similares que não requer a reconstrução de árvores filogenéticas, aumentando a eficiência computacional. Aplicamos o método desenvolvido para reconstrução da filogenia de Aeromonas, o qual mostrou-se compatível com dados presentes na literatura. / Horizontal Gene Transfer (HGT) is one of main mechanisms of bacterial evolution, affecting virtually all gene families. In this document we identified and assessed putative horizontal transfers of genes from two functional classes from two distinct taxonomic levels. We characterized the distribution and evolution of 45 genes important to N2 fixation among 479 Proteobacteria genomes. We identified five potential distinct acquisitions of such genes by Proteobacteria lineages. The distinct origins are consistently identified in 36 out of the 45 assessed genes. We computed possible horizontal transfers of the 45 genes among the 479 Proteobacteria genomes, and we identified enrichments of HGT, likely related to phylogenetic and ecological signals. We developed a semi-automated pipeline to identify effectors of the Type III Secretion System within Aeromonas, which reported 21 putative effector families distributed among 105 genomes. Among the 21 likely effectors 17 have been described in Aeromonas for the first time, highlighting the sensibility of our pipeline. Our colaborators performed cytotoxicity tests for the 21 likely effector families identified by in silico analysis, and only four did not inhibited Saccharomyces cerevisiae growth. Lastly, we developed a method to cluster gene families according to shared evolutionary history, without the requirement of phylogenetic tree reconstruction, increasing computational efficiency. We applied this proposed method during Aeromonas phylogenetic reconstruction, and it showed up compatible with data available on the literature.

Dentre as diversas famílias botânicas presentes na Mata Atlântica, as Fabaceae (leguminosas) apresentam grande importância, tanto pela sua abundância e ampla distribuição, como por desempenhar um papel importante no ciclo do nitrogênio (N). Levantamentos realizados em duas fisionomias florestais da Floresta Tropical Atlântica, situadas ao longo de um gradiente altitudinal (Floresta Ombrófila Densa de Terras Baixas e Florestas Ombrófila Densa Montana), mostraram uma maior disponibilidade de N nas Terras Baixas em relação à floresta Montana. Desta forma, o objetivo deste trabalho foi investigar o papel das leguminosas potencialmente fixadoras de N nessas duas fisionomias florestais. Para atingir esse objetivo, foram determinados os conteúdos de N e C, além da composição isotópica do N, nas folhas das leguminosas nodulantes (F+) ou não (F-), e nas folhas de não leguminosas (NF). As coletas foram feitas em uma parcela situada na floresta Montana e em duas parcelas na floresta de Terras Baixas. Analisaram-se 207 amostras foliares e considerando os dois gradientes altitudinais, a média do 15N foi menor nas F+ (0.4±1.2?) em relação a das NF (1.6±1.8?), mas não significativa quando comparada ao valor médio das F- (1.4±1.3?). O valor médio para a concentração de N nas F+ foi mais elevado do que nas NF e F-. Para as concentrações de P não houve diferença entre F+, F- e NF. A concentração de Ca foi mais elevada nas NF do que nas F+, sem diferença significativa em relação às F-. A razão C:N foi maior nas NF ao comparar-se com as F+ e F-, mas sem diferença significativa das NF em relação às F-. O valor médio da razão N:P foi mais elevado nas F+, sem diferir das F-. As Terras Baixas apresentaram maiores valores médios de 15N, P e Ca, e menores razões C:N e N:P. Ao considerar a interação entre altitude e capacidade de nodulação, o valor médio do 15NNF foi significativamente maior nas Terras Baixas, mas sem diferença para plantas F+ entre fisionomias. A concentração de N foi menor nas NF em relação às F+ nas duas altitudes, porém, entre as duas altitudes não houve diferença significativa entre as plantas. Para o PNF, as concentrações foram maiores nas Terras Baixas, mas sem diferença entre altitudes para o valor médio de PF+. O Ca foi mais elevado nas Terras Baixas, tanto para as NF quanto para F+. A razão C:NNF foi menor nas Terras Baixas, não demonstrando diferenças entre fisionomias nas plantas F+. N:P nas NF apresentou valor médio mais elevado nas Terras Baixas, mas sem diferença significativa para N:PF+. Foi possível confirmar que as leguminosas apresentam concentrações distintas de nutrientes em relação a outras espécies, as quais podem interferir na decomposição da matéria orgânica e na dinâmica do ciclo de N dessas fisionomias florestais da Mata Atlântica. Mas, não foi detectado que as leguminosas estavam ativamente fixando nitrogênio atmosférico. / Among several botanical families present in the coastal Atlantic Forest, the Fabaceae family has a significant ecological role not only due its abundance and wide distribution, but as well as for having an important role in the terrestrial nitrogen (N) cycle. Studies conducted by our group have shown that Atlantic tropical forest located in lower altitudes (Terras Baixas) has a more open nitrogen cycle, while, at higher altitudes (Montana Forest) has a more closed nitrogen cycle. Under this scenario the main objective of this project was to investigate the role of Fabaceae on the N and other nutrients cycles in two Atlantic forests, with distinct characteristics of the N cycle. One with an open nitrogen cycle located at 100 m of altitude and another with a closed nitrogen cycle located at 1000 m of altitude. A number of 207 leaf samples was analysed and considering the total sample within the two altitudinal gradients, 15N mean value was lower in F+ (0.4 ± 1.2 ?) relative to the NF (01.06 ± 01.08 ?) but not different when compared to average value of F- (1.4 ± 1.3 ?). The mean value for the concentration of the NF+ showed higher than the F- and NF. P concentrations did not differ between F+, F- and NF. Ca was higher than in NFF+, with no significant difference in relation to F-. C:N ratio was higher in NF when comparing with the F+ and F-, but did not differ to NFF-. Average value of N:P ratio was higher in F+, but did not show difference to F-. The Lowland had higher mean values of 15N, P and Ca, lower C:N and N:P ratios, but no significant difference in the concentration of N compared to Montana. When considering the interaction between altitude and nodulation, the average 15NNF was significantly higher in the Lowland, but no difference for F+ was observed between the sites. F- were not observed in the Lowland. The N concentration was lower in NF compared to F+ in the two altitudes, however, between these parameters and in different altitudes, there was no difference. PNF concentrations were higher in the Lowland, but no difference between altitudes for the average PF+ was observed. Ca was higher in Lowland for both NF and for F+. The C:NNF ratio was lower in the Lowland, showing no differences between the sites in F+ plants. N:P ratio in NF was higher in the Lowland, but there was no significant difference in N:PF+. With the data presented the paradox related to N richness in tropical forests and the absence of fixation in this environment continues. It can be conclude because it was the legumes are not fixing, even when comparing the different physical conditions and nutrient availability. However, it was confirmed that legumes have different concentrations of nutrients in their tissues over other species which may interfere with the decomposition of organic matter and in the N cycle of the ecosystem.

A soja, [Glycine max (L.) Merrill] é uma das espécies com maior teor protéico, contendo cerca de 40% de proteína nos grãos. Em conseqüência disso demanda alta quantidade de nitrogênio (N), o qual pode ser suprido pelo processo de fixação biológica de nitrogênio (FBN), através da simbiose com as bactérias do gênero Bradyrhizobium. No Brasil, a FBN é capaz de suprir toda a demanda de N da cultura da soja, dispensando a aplicação de fertilizantes nitrogenados. No entanto, os caracteres relacionados à FBN não têm sido diretamente considerados em programas de melhoramento genético, em função das dificuldades inerentes às avaliações dos mesmos, que requerem a destruição das plantas. O objetivo deste trabalho foi mapear os locos de caracteres quantitativos (Quantitative Trait Loci: QTLs) dos caracteres relacionados à FBN, visando identificar associações úteis para a seleção assistida por marcadores, bem como obter outras informações sobre a base genética destes caracteres em soja. Uma população composta de 157 F2:7 linhagens endogâmicas recombinantes (Recombinant Inbred Lines RILs), derivada de um cruzamento biparental, foi genotipada com 105 marcadores microssatélites, bem como avaliada para os seguintes caracteres relacionados com a FBN: número de nódulos (NN); peso seco dos nódulos (MNS); peso médio dos nódulos secos (MNS/NN) e peso seco da parte aérea (MPAS). Utilizando o método de mapeamento por intervalo composto para múltiplas características (mCIM) foram mapeados os QTLs para os quatro caracteres. Um mapa genético foi construído com um tamanho estimado em 1.263,2 cM, correspondendo a uma cobertura de 50% do genoma. Oito regiões genômicas foram associadas com os caracteres de FBN. Quatro dessas regiões, localizadas nos grupos de ligação (GL) C1, C2, E e I, foram associadas a mais de um caráter: no GL C1 (Satt190-Satt136) foram mapeados QTLs para MNS, MNS/NN e MPAS; no GL C2 (Satt460-Satt307) foram mapeados QTLs para NN e MNS; no GL E (Satt573-SAtt185) foram mapeados QTLs para MPAS e NN; e no GL I (Satt239-Satt354) foram mapeados QTLs para MNS/NN e NN. A associação dos QTLs nos GL C1, C2 e E foi atribuída à pleiotropia, enquanto que no GL I foi atribuída à ligação gênica. Os QTLs influenciando apenas um caráter foram mapeados nos GL A2, B1, G e L: no GL A2 (Sct067-Satt589) foi mapeado um QTL para MNS/NN; no GL B1 (Satt509-Satt251) foi mapeado um QTL para NN; no GL L (Satt232-Satt418) foi mapeado um QTL para MPAS; e no GL G (Satt394-Satt288) foi mapeado um QTL para MPAS. Os QTLs explicaram, individualmente, muito pouco da variação fenotípica (R2 = 1,2% a 10,0%), sendo o QTL mais significativo mapeado no GL L para MPAS, e explicou 10,0% da variação do caráter, com um efeito aditivo de 0,57 g planta-1. Portanto, foram detectados QTLs em quatro regiões para MPAS (C1, E, G e L), em cinco regiões para NN (B1, C1, C2, E, G); em duas regiões para MNS (C1, C2) e em três regiões para MNS/NN (A2, C1, I) que explicaram 23,0%, 20,0%, 11,8% e 16,0% da variação fenotípica total, respectivamente. Estes resultados estão de acordo com as herdabilidade relativamente baixas dos caracteres (28% a 49%) e refletem a natureza complexa da FBN, que está sob influência ambiental. / Soybeans [Glycine max (L.) Merrill] is a crop with high protein content (about 40%) in the seeds. As a result, the crop demands high nitrogen (N) inputs, which can be supplied by the process of biological nitrogen fixation (BNF), through the symbiosis with bacteria of the genus Bradyrhizobium. In Brazil the BNF allows to fulfill all the demand for N; therefore N fertilizers are not required. However, the traits associated with BNF have not been directly considered in breeding programs due to the difficulties to its evaluation, which require, generally, the plant destruction. The objective of this study was to map Quantitative Trait Loci (QTLs) of traits related to BNF and to identify useful associations for marker-assisted selection, as well as to obtain other information about the genetic basis of these traits in soybeans. A population of 157 F2:7 recombinant inbred lines (RILs), derived from a two-way cross, were genotyped with 105 microsatellite markers as well as evaluated for the following traits related with BNF: number of nodes (NN); nodule dry weight (NDW); mean nodule dry weight (NDW/NN); and shoot dry weight (SDW). Using the composite interval mapping for multiple traits (mCIM) method, the QTLs were mapped for all the traits. A genetic map was constructed with an estimated size of 1,263.2 cM, covering about 50% of the genome. Eight genomic regions were associated with the four traits and four of these regions, located on linkage groups (LG) C1, C2, E and I, were associated with more than one trait: in LG C1 (Satt190-Satt136), QTLs for NDW, NDW/NN and SDW were mapped; in LG C2 (Satt460-Satt307), QTLs for NN and NDW were mapped; in GL E (Satt573-SAtt185), QTLs for SDW and NN were mapped; and in GL I (Satt239-Satt354) QTLs for NDW/NN and NN were mapped. The pleiotropy was attributed to QTL association in the LG C1, C2, and E, whereas genetic linkage was attributed to QTL association in LG I. QTLs affecting only one trait were mapped in LG A2, B1, G and L: in LG A2 (Sct067-Satt589) a QTL was mapped, for NDW/NN; in LG B1 (Satt509-Satt251) a QTL was mapped for NN; in LG L (Satt232-Satt418) a QTL was mapped for SDW; and in LG G (Satt394- Satt288) a QTL was mapped for SDW. The QTLs individually explained very little of the phenotypic variation (R2 = 1.2% to 10.0%), and the most significant QTL was mapped in the LG L, explaining 10.0% of the variation for SDW, with an additive effect of 0.57 g plant-1. Therefore, QTLs in four regions were detected for SDW (C1, E, G, and L), in five regions for NN (B1, C1, C2, E, and G), in two regions for NDW (C1, and C2) and in three regions for SDW/NN (A2, C1, and I), which explained 23.0%, 20.0%, 11.8% and 16.0% of phenotypic variation, respectively. These results are in agreement with the relatively low heritability of the traits (28% to 49%) and reflect the complex nature of BNF traits, which are influenced by the environmental effects.

A cana-de-açúcar é um dos cultivos mais importantes no Brasil. Estima-se que uma parte do nitrogênio total de algumas variedades de cana-de-açúcar seja obtida pela interação com microrganismos endofíticos diazotróficos. Na maior parte de sua vida, os endofíticos habitam o interior de plantas sem causar nenhum sintoma aparente de doença. O estudo de interação microrganismos/plantas foi realizado utilizando-se co-culturas entre bactérias endofíticas diazotróficas e calos de cana-de-açúcar. Em presença do calo: Enterobacter sp. ICB113, ICB117 e ICB481 foram estimuladas e mantidas em elevadas populações; Klebsiella sp. ICB375 e Pseudomonas sp. ICB383 tiveram seu número reduzido e mantiveram-se em números estáveis; e Pantoea sp. ICB409 foi totalmente eliminada, demonstrando, assim, que a planta exerce um controle sobre os microrganismos. O modelo calo de cana-de-açúcar/bactéria endofítica diazotrófica foi capaz de evidenciar diferentes interações entre vegetal e bactéria, assim como, diferentes níveis de resposta de defesa da célula vegetal. / The sugarcane is one of the most important crops in Brazil. It is estimated that a portion of the total nitrogen of some varieties of sugarcane is obtained by interaction with diazotrophic endophytic microorganisms. In most of his life, the endophytes inhabit the interior of plants without causing any obvious signs of disease. The interaction study microorganisms/plants was performed using co-cultures among endophytic diazotrophic bacteria and sugarcane calluses. In the presence of callus : Enterobacter sp . ICB113 , ICB117 and ICB481 were stimulated and maintained in large populations ; Klebsiella sp . ICB375 and Pseudomonas sp. ICB383 had their numbers reduced and remained in stable numbers, and Pantoea sp. ICB409 was completely eliminated, thus demonstrating that the plant has a control over microorganisms. The model sugarcane callus/endophytic diazotrophic bacteria was able to show different interactions between plants and bacteria , as well as different levels of defense response of the plant cell.

As Stenotrophomonas são comumente encontradas no trato respiratório de pacientes com doenças pulmonares crônicas e também na rizosfera de plantas. Esse gênero apresenta resistência a diversos antibióticos, promove o crescimento de plantas e algumas espécies apresentam a capacidade de fixar o nitrogênio atmosférico. O Multi Locus Sequence Analysis (MLSA) é uma metodologia baseada em genes constitutivos para definição e alocação taxonômica de novas espécies. O objetivo geral do presente trabalho foi caracterizar taxonomicamente uma coleção ampla de Stenotrophomonas composta por isolados endófitos, linhagens-tipo e de referência. Para tanto, foi estabelecido um sistema de classificação e identificação de Stenotrophomonas por meio de MLSA. Foi possível através da metodologia de MLSA definir 9 novas espécies, detectar a presença de um novo gênero e estabelecer um sistema online de taxonomia para Stenotrophomonas. / The genus Stenotrophomonas is found in the respiratory treatment of patients with chronic pulmonary and also in the rizhosfera of plants. It presents resistance to several antibiotics, promotes the growth of plants and some species present the ability to fix atmospheric nitrogen. The Multi Locus Sequence Analysis (MLSA) is a methodology based on constitutive genes for definition and taxonomic allocation of new species. The general objective of the present work was to characterize a wide collection constituted by Stenotrophomonas from isolated endophytic, type and reference strains. In such a way, a system of classification and identification of Stenotrophomonas by means of MLSA was established. It was possible through the MLSA methodology to define 9 new species, to detect the presence of a new genus and to establish an online system for Stenotrophomonas taxonomy.

A Mata Atlântica é um importante bioma da costa brasileira, apresenta grande diversidade de plantas e animais, porém, pouco se sabe sobre a diversidade microbiana. Da mesma forma, pouco se sabe sobre o papel funcional desses microrganismos. Vários microrganismos estão envolvidos na ciclagem do nitrogênio na Mata Atlântica, e dentre eles os diazotróficos são de particular interesse, pois contribuem para o aporte direto de nitrogênio nos ecossistemas. O objetivo deste trabalho foi avaliar a diversidade de bactérias diazotróficas que nodulam leguminosas em duas parcelas permanentes do Parque Estadual da Serra do Mar em diferentes altitudes. Nódulos de raízes foram coletados nas quatro estações do ano. As bactérias foram isoladas do interior dos nódulos, resultando em 105 isolados. A análise de diversidade genética destas bactérias foi feita utilizando-se BOX-PCR e sequenciamento parcial do gene 16S rRNA. A capacidade de nodulação dos isolados foi determinada através da formação de nódulos em caupi (Vignia unguiculata). Os resultados indicaram que há uma diferença na distribuição espacial e temporal dos nódulos nas áreas estudadas. A maior quantidade de nódulos foi encontrada na parcela de Picinguaba, em estações com menores índices pluviométricos. Os isolados apresentaram uma grande diversidade fenotípica, sendo separados em 6 grupos com características culturais semelhantes. Os perfis de BOX-PCR formaram 8 grupos genotípicos com mais de 80% de similaridade, agrupando tanto isolados de Picinguaba quanto de Santa Virgínia. Os perfis dos géis do BOX-PCR apresentaram variação no número e mobilidade das bandas. Os dados foram transformados em uma matriz binária de presença e ausência que possibilitou a análise de agrupamento hierárquicos com 8 grupos genotípicos com mais de 80% de similaridade, agrupando tanto isolados de Picinguaba quanto de Santa Virgínia. Através do sequenciamento parcial de fragmentos de gene rRNA 16S verificou-se que a estrutura das comunidades diazotróficas de Picinguaba e Santa Virgínia não apresentaram diferença estatisticamente significativa, indicando que não há seleção de populações bacterianas especificas nas áreas.Dos isolados testados, 88% apresentaram capacidade de nodular caupi, porém alguns não foram eficientes em promover o crescimento das plantas. Nas duas áreas predominou UTOs filogeneticamente associados ao gênero Paenibacillus nos nódulos, sugerindo que essas bactérias são importantes para nodulação de leguminosas na Mata Atlântica. / The Atlantic Rainforest is a major biome of the Brazilian coast, which harbors great diversity of flora and fauna, but little is known about its microbial diversity. Furthermore, little is known about the functional role of these abundant microorganisms. Several microorganisms are involved in cycling of the Atlantic Rainforests nitrogen, among them the diazotrophs which are of particular interest because they contribute to the direct input of nitrogen to ecosystems. The aim of this study was to evaluate the diversity of legumes nodulating diazotrophs in two permanent plots of the Serra do Mar State Park at different altitudes. Root nodules were collected throughout the four seasons. The bacteria were isolated from inside of the nodules, resulting in 105 isolates. The analysis of genetic diversity was performed using BOX-PCR and rRNA 16S sequencing. The nodulation capacity of the isolates was determined by the nodule formation in cowpea (Vigna unguiculata). The results indicated that there are spatial and temporal differences distribution in the areas studied. The largest number of nodules was found in the Picinguaba plot during seasons of low rainfall. The isolates showed a wide phenotypic diversity, hence divided into six groups with similar cultural characteristics. The BOX-PCR profiles formed eight genotypic groups with more than 80% similarity, when comparing the isolates from Picinguaba those from Santa Virginia. The BOX-PCR gel profiles showed variation in number and mobility of bands. The data was transformed into a binary matrix of presence and absence that allowed the hierarchical cluster analysis of eight genotypic groups with more than 80% similarity, again comparing both isolates Picinguaba and Santa Virginia. Through partial sequencing of 16S rRNA gene fragments no statistically significant difference was found between the diazotrophs community structures of Picinguaba the and that of Santa Virginia , indicating no selection for specific bacterial populations in these areas. In both isolates tested, 88% showed cowpea nodulating capacity, but some were not effective in promoting plant growth. In both areas OTUs phylogenetically associated with nodule of genus Paenibacillus predominated, suggesting that these bacteria are important for legume nodulation in the Atlantic Rainforest.

A Mata Atlântica é um importante bioma da costa brasileira, apresenta grande diversidade de plantas e animais, porém, pouco se sabe sobre a diversidade microbiana. Da mesma forma, pouco se sabe sobre o papel funcional desses microrganismos. Vários microrganismos estão envolvidos na ciclagem do nitrogênio na Mata Atlântica, e dentre eles os diazotróficos são de particular interesse, pois contribuem para o aporte direto de nitrogênio nos ecossistemas. O objetivo deste trabalho foi avaliar a diversidade de bactérias diazotróficas que nodulam leguminosas em duas parcelas permanentes do Parque Estadual da Serra do Mar em diferentes altitudes. Nódulos de raízes foram coletados nas quatro estações do ano. As bactérias foram isoladas do interior dos nódulos, resultando em 105 isolados. A análise de diversidade genética destas bactérias foi feita utilizando-se BOX-PCR e sequenciamento parcial do gene 16S rRNA. A capacidade de nodulação dos isolados foi determinada através da formação de nódulos em caupi (Vignia unguiculata). Os resultados indicaram que há uma diferença na distribuição espacial e temporal dos nódulos nas áreas estudadas. A maior quantidade de nódulos foi encontrada na parcela de Picinguaba, em estações com menores índices pluviométricos. Os isolados apresentaram uma grande diversidade fenotípica, sendo separados em 6 grupos com características culturais semelhantes. Os perfis de BOX-PCR formaram 8 grupos genotípicos com mais de 80% de similaridade, agrupando tanto isolados de Picinguaba quanto de Santa Virgínia. Os perfis dos géis do BOX-PCR apresentaram variação no número e mobilidade das bandas. Os dados foram transformados em uma matriz binária de presença e ausência que possibilitou a análise de agrupamento hierárquicos com 8 grupos genotípicos com mais de 80% de similaridade, agrupando tanto isolados de Picinguaba quanto de Santa Virgínia. Através do sequenciamento parcial de fragmentos de gene rRNA 16S verificou-se que a estrutura das comunidades diazotróficas de Picinguaba e Santa Virgínia não apresentaram diferença estatisticamente significativa, indicando que não há seleção de populações bacterianas especificas nas áreas.Dos isolados testados, 88% apresentaram capacidade de nodular caupi, porém alguns não foram eficientes em promover o crescimento das plantas. Nas duas áreas predominou UTOs filogeneticamente associados ao gênero Paenibacillus nos nódulos, sugerindo que essas bactérias são importantes para nodulação de leguminosas na Mata Atlântica. / The Atlantic Rainforest is a major biome of the Brazilian coast, which harbors great diversity of flora and fauna, but little is known about its microbial diversity. Furthermore, little is known about the functional role of these abundant microorganisms. Several microorganisms are involved in cycling of the Atlantic Rainforests nitrogen, among them the diazotrophs which are of particular interest because they contribute to the direct input of nitrogen to ecosystems. The aim of this study was to evaluate the diversity of legumes nodulating diazotrophs in two permanent plots of the Serra do Mar State Park at different altitudes. Root nodules were collected throughout the four seasons. The bacteria were isolated from inside of the nodules, resulting in 105 isolates. The analysis of genetic diversity was performed using BOX-PCR and rRNA 16S sequencing. The nodulation capacity of the isolates was determined by the nodule formation in cowpea (Vigna unguiculata). The results indicated that there are spatial and temporal differences distribution in the areas studied. The largest number of nodules was found in the Picinguaba plot during seasons of low rainfall. The isolates showed a wide phenotypic diversity, hence divided into six groups with similar cultural characteristics. The BOX-PCR profiles formed eight genotypic groups with more than 80% similarity, when comparing the isolates from Picinguaba those from Santa Virginia. The BOX-PCR gel profiles showed variation in number and mobility of bands. The data was transformed into a binary matrix of presence and absence that allowed the hierarchical cluster analysis of eight genotypic groups with more than 80% similarity, again comparing both isolates Picinguaba and Santa Virginia. Through partial sequencing of 16S rRNA gene fragments no statistically significant difference was found between the diazotrophs community structures of Picinguaba the and that of Santa Virginia , indicating no selection for specific bacterial populations in these areas. In both isolates tested, 88% showed cowpea nodulating capacity, but some were not effective in promoting plant growth. In both areas OTUs phylogenetically associated with nodule of genus Paenibacillus predominated, suggesting that these bacteria are important for legume nodulation in the Atlantic Rainforest.

Tecidos vegetais, incluindo as sementes, são habitados por microrganismos denominados endofíticos, cuja interação com a planta pode conferir características vantajosas ao hospedeiro. Sabe-se que o crescimento de plantas é influenciado por fatores como a síntese de ácido-indolacético (AIA), solubilização de fosfato, fixação de nitrogênio e controle de fungos fitopatogênicos. Antes da comercialização, as condições de armazenamento de sementes de soja podem restringir o desenvolvimento de microrganismos devido à baixa temperatura e umidade. Esse fato leva ao interesse de exploração de microrganismos endofíticos resistentes a essas condições. O estudo e a caracterização dessas comunidades são de grande interesse agronômico e biotecnológico, sendo possível sua aplicação em sementes, introduzindo no campo plantas com superior potencial de produção. Com os objetivos de comparar a comunidade bacteriana endofítica de sementes de soja geneticamente modificadas e convencionais; e de isolar e caracterizar essas comunidades, sementes de 12 cultivares de soja foram amostradas, de onde 3504 isolados bacterianos foram obtidos. Os isolados foram agrupados morfologicamente de acordo com a coloração e taxa de crescimento das colônias, sendo representantes de cada grupo morfológico (no total 176 isolados) agrupados pela técnica de ARDRA (Análise de Restrição de DNA Ribossomal Amplificado). Um total de 12 ribotipos foi observado compondo a comunidade cultivada de bactérias endofíticas de sementes de soja. Representantes destes ribotipos tiveram seus genes 16S rDNA parcialmente sequenciados, identificando os integrantes desta comunidade como: Acinetobacter sp., Bacillus sp., Brevibacterium sp., Chryseobacterium sp., Citrobacter sp., Curtobacterium sp., Enterobacter sp., Methylobacterium sp., Microbacterium sp., Micromonospora sp., Pantoea sp., Paenibacillus sp., Pseudomonas sp., Ochrobactrum sp., Streptomyces sp. e Tsukamurella sp. A comunidade bacteriana endofítica de sementes de soja provenientes de plantas genticamente modificadas apresentou uma diversidade maior comparada à comunidade bacteriana de plantas convencionais. Em relação ao potencial biotecnológico desta comunidade, os resultados demonstraram que os isolados foram capazes de controlar o crescimento de fungos fitopatogênicos por antagonismo (18%), sintetizar AIA (100%), solubilizar fosfato (39%) e fixar nitrogênio (18%). Os isolados com os melhores resultados nas análises in vitro foram inoculados em sementes de soja e avaliados em casa de vegetação quanto à habilidade de promover o crescimento das plantas. As plantas apresentaram diferentes respostas à inoculação das bactérias. A maior parte dos tratamentos mostrou influência negativa das bactéria nas plantas, enquanto que um isolado de Enterobacter sp. aumentou a massa da matéria seca de raiz. Mesmo não diferindo estatisticamente, alguns isolados mostraram tendência de aumento e outros de diminuição de biomassa da planta. / Plant tissues, including seeds, are inhabited by microorganisms called endophytes, whose interaction with the plant can offer advantages to the host. It is known that plants growth promotion is induced by indole acetic acid (IAA) synthesis, phosphate solubilization and nitrogen fixation, among others. The control of phytopathogenic fungi is also related to a good plant development. Before commercialization, the seed storage conditions can restrict the development of microorganism, due to the low temperature and humidity. This fact leads to the interest of exploring resistant microorganisms to those conditions. The study and the characterization of these communities are of great agronomic and biotechnological interest, being possible its application onto seeds, introducing in the field plants with a greater production potential. In this context, the aim of this study was to isolate and identify the endophytic bacteria community in soybean seeds and study the capacity of these isolates to promote growth in the host plant, including: phosphate solubilization, nitrogen fixation, IAA synthesize and antagonism against phytopathogenic fungi. From seeds of 12 cultivars, 3504 bacteria were isolated. The isolates were morphologically grouped according to the coloration and growth rate of the colony. Representatives of each morph group, totalizing 176, were analyzed using the Amplified Ribosomal Restriction Analysis (ARDRA) technique. A total of 12 ARDRA ribotypes were observed in the cultivable endophytic community of soybean seeds. Representatives of each ribotype had their 16S rDNA gene partially sequenced, allowing to the identification of the members of this community as: Acinetobacter sp., Bacillus sp., Brevibacterium sp., Chryseobacterium sp., Citrobacter sp., Curtobacterium sp., Enterobacter sp., Methylobacterium sp., Microbacterium sp., Micromonospora sp., Pantoea sp., Paenibacillus sp., Pseudomonas sp., Ochrobactrum sp., Streptomyces sp. and Tsukamurella sp. The endophytic bacterial community of soybean seeds from genetically modified plants showed a greater diversity compared to the bacterial community of conventional seeds. In relation to the biotechnological potential of the community, the outcomes demonstrate that the isolates were able to antagonist phytopathogenic fungi (18%), synthesize IAA (100%), solubilize phosphate (39%) and fix nitrogen (18%). The isolates with best in vitro outcomes were inoculated onto seeds and tested in greenhouse for their ability to promote growth in soybean. The plants answered differently to the inoculation of each bacterial isolate. The major part of the treatments demonstrated a negative influence of bacteria onto plants, while one Enterobacter sp. isolate increased the dry mass weight of roots. Even not differing statistically, some isolates showed a tendency to increase, meanwhile others to decrease the biomass of the plant.