A produção da soja em escala comercial tem sido viabilizada técnica e economicamente, entre outros fatores, devido a fixação biológica do N2 por estirpes de Bradyrhizobium que podem suprir a demanda de nitrogênio desta leguminosa. No entanto, a variabilidade existente nas estirpes de Bradyrhizobium spp recomendadas para inoculação da soja tem comprometido o processo simbiótico. Variantes espontâneos isolados a partir das estirpes de B. japonicum (SEMIA 5079 e SEMIA 5080) e B. elkanii (SEMIA 587 e SEMIA 5019) foram avaliados quanto ao desempenho simbiótico (eficiência, nodulação em diferentes hospedeiros e competitividade), indução de clorose foliar em diferentes hospedeiros, morfologia colonial, habilidade de metabolização de carboidratos e tolerância à salinidade em diferentes temperaturas de incubação. Nas etapas de eficiência simbiótica e competitividade foi usada a cultivar de soja BR-16 e na avaliação da nodulação e indução de clorose foliar foram usados os seguintes hospedeiros: soja (Glycine max) (cultivares Clark e Peking), caupi (Vigna unguiculata) e guandu (Cajanus cajan). A caracterização genotípica foi realizada através da reação em cadeia da polimerase (PCR), com os oligonucleotídeos iniciadores BOX A 1-R, ERIC e RP01 Os resultados obtidos demonstraram que variantes e estirpes originais diferem quanto a características fenotípicas, e que diferenças nos perfis eletroforéticos de DNA analisados através da amplificação com os oligonucleotídeos iniciadores testados, evidenciaram a variabilidade genética presente entre as estirpes originais e os variantes selecionados. A cultivar de soja Clark, assim como caupi e guandu foram susceptíveis à rizobiotoxina produzida por estirpes e variantes de B. elkanii. Embora não se tenha verificado diferenças na nodulação em diferentes hospedeiros quando variantes ou estirpes de B. japonicum e B. elkanii foram inoculados em soja, caupi e guandu, foi observado uma simbiose eficiente para a soja (cultivares BR 16, Clark e Peking). A partir da variabilidade existente nas estirpes SEMIA 587, SEMIA 5019, SEMIA 5079 e SEMIA 5080 foram selecionados variantes eficientes e competitivos quanto à fixação de N2 em soja.

Bactérias promotoras de crescimento de plantas podem ser agentes importantes para a sustentabilidade econômica e ambiental de cultivos agrícolas, podendo ser inseridas em sistemas de sucessão/consorciação de pastagens nativas e cultivadas. Neste trabalho foram realizados estudos para se avaliar a capacidade de promoção de crescimento de plantas por rizóbios e bactérias associativas, quando inoculadas em pastagens nativas e cultivadas. Os objetivos do trabalho foram: estudar o efeito da inoculação de bactérias promotoras de crescimento em azevém; capim áries; capim sudão; milheto; sorgo; trevo branco; isolar, autenticar, selecionar e caracterizar rizóbios das leguminosas nativas adesmia e serradela; avaliar a capacidade promotora de crescimento de gramíneas cultivadas dentre os rizóbios selecionados de ademia e serradela, bem como caracterizar e agrupar estes rizóbios quanto à diversidade genotípica. Foram obtidos 148 rizóbios isolados de serradela, sendo os rizóbios UFRGS Om57, UFRGS Om59 e UFRGS Om148 os mais eficientes quanto à nodulação e fixação de N, bem como quanto ao incremento da massa seca da parte aérea de serradela. Com as inoculações dos isolados EEL46210 e EEL1010 em adesmia, foram observados incrementos de massa fresca total e comprimento da parte aérea, comparativamente ao tratamento Controle + N e as estirpes recomendadas SEMIA 3007, SEMIA 6437 e SEMIA 6438. Os isolados UFGRS Os57, UFRGS Os148, EEL46.210, SEMIA929 e SEMIA6437 estimulam aumento na massa seca radicular de capim sudão. Em milheto, a estirpe SEMIA 929 aumenta a massa seca da parte aérea e radicular, sendo o Índice de Eficiência Relativa (IER%) de 150 %. Em sorgo, a inoculação com o isolado UFRGS Om57 produz IER (%) de 179% e com EEL46210 de 124%, mostrando que ambos podem ser recomendados para a produção de inoculantes para a cultivar BRS810 de sorgo. Os isolados UFRGS Os57, UFRGS Os59, UFRGS Os148 e EEL 46.210, bem como as estirpes SEMIA905 e SEMIA929 pertencem ao gênero Bradyrhizobium sp., enquanto a estirpe SEMIA6437 pertence ao gênero Rhizobium sp. Observando-se a similaridade dos fragmentos da região 16S DNAr, infere-se que os isolados EEL 46210, UFRGS Os57, UFRGS Os59 e UFRGS Os148 diferem genotipicamente entre si, bem como também diferem das estirpes SEMIA 905, SEMIA 929 e SEMIA 6437. Nos estudos à campo se observa estímulos na massa seca da parte aérea de milheto inoculado com SEMIA222, VP16 e A. brasilense, após cultivo de azevém e trevo branco. Em trevo branco, também se observa estímulos na massa seca da parte aérea com a inoculação de A. brasiliense, VP16 e SEMIA222. Os rizóbios VP16 e SEMIA 222, bem como a mistura de A. brasilense (Abv5 e Abv6) são indicados como promotores de crescimento de milheto cultivar BRS1501. / Plant growth promoting bacteria can be important agents for economic and environmental sustainability of agricultural crops and may be inserted in succession systems of native and cultivated pastures. This work carried out studies to evaluate the growth-promoting ability of plants by rhizobia and associative bacteria when inoculated in native and cultivated pastures. The objectives were to study the effect of inoculation of plant growth promotion rhizobacteria in ryegrass, aries grass, sudan grass, millet, sorghum and white clover; isolate, authenticate, select and characterize the rhizobia adesmia and serradella native legumes; evaluate the growth promoting capacity of cultivated grasses among the rhizobia selected ademia and serradella and to characterize and group these rhizobia on the genotypic diversity. It was obtained 148 rhizobia isolated from root nodules of serradella. The rhizobia UFRGS Om57, UFRGS Om59 and UFRGS Om148 were the most efficient in nodulation and nitrogen fixation, as well as the increase of the dry mass of shoots serradella. With inoculations of EEL46210 and EEL1010 isolated on adesmia, were observed increments of total fresh mass and shoot length, compared to treatment Control + N and the recommended strains SEMIA 3007, SEMIA 6437 and SEMIA 6438. Thr rhizobia Isolates UFGRS Os57, UFRGS Os148, EEL46210, SEMIA929 and SEMIA6437 increased root biomass Sudan grass. In millet, the SEMIA 929 strain increases dry matter of shoot and root biomass, and the Relative Efficiency Ratio (RER%) there was greater than 150%. With the inoculation of the sorghum with UFRGS Om57, there was observed an RER (%) of 179%, whereas with isolated EEL46210 was found RER (%) of 124%. Both bacteria (UFRGS Om57 and EEL.46210) there are recommended for inoculant composition for cultivating sorghum BRS810. Isolated UFRGS Os57, UFRGS Os59, UFRGS Os148 and EEL 46,210, and SEMIA905 and SEMIA929 strains belong to the genus Bradyrhizobium sp., while SEMIA6437 strain belongs to the genus Rhizobium sp. With the similarity of 16S rDNA fragments there was inferred that the isolates EEL 46210, UFRGS Os57, UFRGS Os59 and UFRGS Os148 differ genotypically each other, and also differ from SEMIA 905, SEMIA 929 and SEMIA 6437. Studies carried on at field conditiosn showed stimuli in the dry weight of shoots of millet inoculated with SEMIA222, VP16 and A. brasilense, after grass crop and white clover. In white clover plants, it was also observed stimuli in shoot dry mass by inoculation of A. brasiliense, VP16 and SEMIA222 compared to control treatments. The VP16 and SEMIA 222 rhizobia, and the mixture of A. brasilense are indicated as growth promoters bacteria of millet BRS1501.

A produção da soja em escala comercial tem sido viabilizada técnica e economicamente, entre outros fatores, devido a fixação biológica do N2 por estirpes de Bradyrhizobium que podem suprir a demanda de nitrogênio desta leguminosa. No entanto, a variabilidade existente nas estirpes de Bradyrhizobium spp recomendadas para inoculação da soja tem comprometido o processo simbiótico. Variantes espontâneos isolados a partir das estirpes de B. japonicum (SEMIA 5079 e SEMIA 5080) e B. elkanii (SEMIA 587 e SEMIA 5019) foram avaliados quanto ao desempenho simbiótico (eficiência, nodulação em diferentes hospedeiros e competitividade), indução de clorose foliar em diferentes hospedeiros, morfologia colonial, habilidade de metabolização de carboidratos e tolerância à salinidade em diferentes temperaturas de incubação. Nas etapas de eficiência simbiótica e competitividade foi usada a cultivar de soja BR-16 e na avaliação da nodulação e indução de clorose foliar foram usados os seguintes hospedeiros: soja (Glycine max) (cultivares Clark e Peking), caupi (Vigna unguiculata) e guandu (Cajanus cajan). A caracterização genotípica foi realizada através da reação em cadeia da polimerase (PCR), com os oligonucleotídeos iniciadores BOX A 1-R, ERIC e RP01 Os resultados obtidos demonstraram que variantes e estirpes originais diferem quanto a características fenotípicas, e que diferenças nos perfis eletroforéticos de DNA analisados através da amplificação com os oligonucleotídeos iniciadores testados, evidenciaram a variabilidade genética presente entre as estirpes originais e os variantes selecionados. A cultivar de soja Clark, assim como caupi e guandu foram susceptíveis à rizobiotoxina produzida por estirpes e variantes de B. elkanii. Embora não se tenha verificado diferenças na nodulação em diferentes hospedeiros quando variantes ou estirpes de B. japonicum e B. elkanii foram inoculados em soja, caupi e guandu, foi observado uma simbiose eficiente para a soja (cultivares BR 16, Clark e Peking). A partir da variabilidade existente nas estirpes SEMIA 587, SEMIA 5019, SEMIA 5079 e SEMIA 5080 foram selecionados variantes eficientes e competitivos quanto à fixação de N2 em soja.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Recursos Genéticos Vegetais, Florianópolis, 2014. / Made available in DSpace on 2014-08-06T17:56:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 326995.pdf: 1891845 bytes, checksum: 01f58062253976899df2c994526165dd (MD5) Previous issue date: 2014 / O elevado uso de fertilizantes na agricultura vem ocasionando diversos problemas ambientais, tais como eutrofização de rios e mananciais, volatilização e escoamento superficial. Com o objetivo de diminuir a utilização de fertilizantes na agricultura, principalmente os nitrogenados, tem-se utilizado as bactérias promotoras de crescimento vegetal (BPCV), as quais quando em associação com as plantas, promovem o crescimento através da produção e secreção de fitormônios, proteção do hospedeiro contra fitopatógenos e realizam a fixação biológica de nitrogênio. São encontradas atualmente diversas espécies de BPCV capazes de estabelecer associação com plantas, dentre estas destaca-se Herbaspirillum seropedicae como um importante microrganismo endofítico capaz de estabelecer associação com diversas culturas de importância econômica, tais como milho, arroz, sorgo, trigo e cana de açúcar. A bactéria H. seropedicae cepa SmR1 é um mutante espontaneamente resistente ao antibiótico estreptomicina e teve seu genoma sequenciado e publicado em 2011. Com o avanço na utilização destas bactérias como promotoras de crescimento, métodos para detectar e quantificar a presença destes organismos endofíticos são necessários. Neste sentido, este trabalho teve por objetivo o desenvolvimento de iniciadores específicos para identificação e quantificação da BPCV H. seropedicae cepa SmR1 em plantas de milho inoculadas, através da técnica de PCR em Tempo Real. Foram desenhados dois iniciadores, HERBAS1 e HERBAS2, que foram testados quanto a sua especificidade contra 12 espécies diferentes de bactérias. Após, foram realizadas dez curvas padrões utilizando o iniciador HERBAS1 e diluições seriadas de DNA genômico de H. seropedicae SmR1. Foi obtida eficiência de 91% e coeficiente de correlação de 0,99. O limite de detecção observado foi de 101 cópias (correspondendo a 60,3 fg de DNA bacteriano) de H. seropedicae SmR1. O iniciador HERBAS1 foi utilizado para detecção e quantificação de H. seropedicae SmR1 em raízes de plântulas de milho inoculadas, as quais foram cultivadas in vitro e em potes, e coletadas 1, 4, 7 e 10 dias após a inoculação (DAI). Foi observado para as amostras in vitro um incremento no número de cópias nas amostras analisadas, variando de 107 cópias (um DAI) até 109 (dez DAI). Para o experimento em potes foi observado aproximadamente 106 cópias de H. seropedicae SmR1 nas amostras analisadas. Deste modo, o iniciador HERBAS1 mostrou-se específico para detectar e quantificar H. seropedicae SmR1, e este iniciador poderá ser utilizado para monitorar a interação entre planta-bactéria.<br> / Abstract : The elevated use of fertilizers in agriculture is leading to several environmental problems, such as eutrophication of rivers and lakes, volatilization and run off. Aiming to reduce the amount of fertilizers used in agriculture, mainly the nitrogenous, the plant growth promoting bacteria (PGPB) has been employed, which when associated with crops, promote growth through the production and secretion of phytohormones, protect the host against phytopathogens and perform nitrogen biological fixation. Several PGPB species are found today, which are capable to establish an association with plants, however, Herbaspirillum seropedicae is the one that stands out as an important endophytic microorganism able to create an association with sereval economic importance crops, such as maize, rice, sorghum, wheat and sugar cane. The H. seropedicae bacteria strain SmR1 is a mutant spontaneously resistant to streptomycin antibiotic and had its genome sequenced and published in 2011. With the progress in the utilization of those bacteria as growth promoters, methods to detect and quantify the presence of these endophytic organisms are needed. In this sense, this study aimed the development of specific primers to identification and quantification of the PGPB H. seropedicae strain SmR1 in maize plants inoculated, through the Real Time PCR. Two primer pairs were designed, HERBAS1 and HERBAS2. They were tested regarding its specificity against 12 different species of bacteria. Afterwards, ten standard curves were performed using the HERBAS1 primer pair and serial dilutions of H. seropedicae SmR1 genomic DNA. Efficiency of 91% and correlation coefficient of 0.99 were obtained. The detection limit of 101 copies was observed (corresponding to 60.3 fg of bacterial DNA) of H. seropedicae SmR1. The HERBAS1 primer was used for detection and quantification of H. seropedicae SmR1 in inoculated maize roots, which were cultivated in vitro and in pots, and collected after 1, 4, 7 and 10 days after inoculation (DAI). Was observed for in vitro samples an increase in the copy number in the analyzed samples, ranging from 107 copies (one DAI) until 109 copies (ten DAI). In the pots experiment, was observed approximately 106 copies of H. seropedicae SmR1 in the analyzed samples. Therefore, the primer pair HERBAS1 proved to be sensitive enough to detect and quantify H. seropedicae SmR1, thus this primer pair could be used to monitor the plant-bacteria interaction.

A Fixação Biológica de Nitrogênio (FBN), processo no qual o nitrogênio atmosférico é convertido à amonia, é muito bem estabelecida entre bactérias diazotróficas coletivamente chamadas de rizóbios e espécies leguminosas. No Brasil, esse tipo de associação (simbiótica) supre totalmente a necessidade de nitrogênio na cultura da soja. Para que a infecção seja efetiva e possa resultar na formação de um nódulo capaz de sustentar o processo de FBN conduzido pelo bacterioide, o rizóbio necessita, previamente, reconhecer e responder à presença das raízes da planta compatível. As associações simbióticas entre rizóbios e plantas leguminosas são altamente específicas, de forma que cada espécie, ou até mesmo estirpe de rizóbio, possui uma gama definida de plantas às quais está apto a se associar, e vice-versa. A principal função dos produtos dos genes de nodulação (nod) é garantir a troca de sinais entre os dois organismos envolvidos na relação simbiótica, onde os produtos dos genes nod regulatórios atuam no controle da expressão de genes nod estruturais. A expressão de genes nod estruturais, via de regra, não ocorre de forma autônoma nos micro-organismos simbiontes do gênero Bradyrhizobium, requerendo assim a presença de moléculas sinalizadoras secretadas pelas raízes das plantas (predominantemente flavonoides) e ativadores transcricionais do tipo-LysR – as proteínas NodD regulatórias. Neste contexto, motivos específicos das proteínas NodD ligam-se a sequências conservadas na região promotora do operon nod, conhecidas como nod boxes, mediando a transcrição dos genes nod. Aparentemente, este sistema regulatório envolvendo as proteínas NodD está presente na maioria das estirpes de Rhizobium, Bradyrhizobium e Azorhizobium, sugerindo um mecanismo geral de controle da nodulação. Em B. diazoefficiens, duas proteínas NodD foram identificadas, com funções e padrões de expressão distintos: NodD1, ativador da transcrição dos genes nod responsivo aos flavonoides liberados pelas raízes das plantas, e NodD2, com ação contrária, atuando como repressor da transcrição desses genes. Enquanto existe uma quantidade relativamente grande de conhecimento em relação à genética e aos mecanismos moleculares que regulam a expressão dos genes envolvidos na nodulação de B. diazoefficiens, incluindo a sequência completa de seu genoma, informações sobre a genética de B. elkanii ainda são relativamente escassas, mesmo que existam alguns dados genômicos disponíveis. Neste trabalho, sequências genômicas de seis linhagens de B. elkanii foram comparadas com o genoma da linhagem de referência B. diazoefficiens USDA 110 com o objetivo de elucidar mecanismos envolvidos na expressão dos genes nod, especialmente aqueles relacionados ao operon e ao regulon nod. Os resultados obtidos permitiram acrescentar aspectos importantes no modelo de regulação apresentado para a linhagem de referência e que pode ser estendido para linhagens de B. elkanii. / The Biological Nitrogen Fixation (BNF), process in which atmospheric nitrogen is converted to ammonia, is well established among diazotrophs collectively called rhizobia and legume species. In Brazil, this type of symbiotic association fully meets the need for nitrogen in soybean crop. To infection be effective and result in the formation of a nodule able to sustain the BNF process lead by the bacterioid, the rhizobia need previously to recognize and respond to the presence of the root of a compatible plant. The symbiotic associations between rhizobia and leguminous plants are highly specific, so that each species or even strain of rhizobia has a defined range of plants to which it is able to associate, and vice-versa. The main function of the products of nodulation (nod) genes is to guarantee the exchange of signals between the two organisms involved in the symbiotic relationship, where the products of regulatory nod genes act to control the expression of structural nod genes. The expression of structural nod genes usually does not occur independently in the symbiotic microorganisms of the Bradyrhizobium genus, thus requiring the presence of signalling molecules secreted by plant roots (predominantly flavonoids) and transcriptional activators – the LysR-type regulatory NodD proteins. In this context, NodD proteins bind to specific motifs of conserved sequences in the promoter region of the nod operon, known as nod boxes, mediating transcription of the nod genes. Apparently, this regulatory system involving NodD proteins is present in most strains of Rhizobium, Bradyrhizobium and Azorhizobium, suggesting a general mechanism of nodulation control. In B. diazoefficiens two NodD proteins were identified with distinct functions and expression patterns: NodD1, a flavonoid responsive transcriptional activator of nod genes, and NodD2 with counteraction, acting as a transcriptional repressor of these genes. While there is a relatively large amount of knowledge about the genetics and molecular mechanisms that regulate the expression of genes involved in B. diazoefficiens nodulation, including the complete sequence of its genome, genetic information concerning B. elkanii is still relatively sparse, even if there are some available genomic data. In this study, genomic sequences of six strains of B. elkanii were compared with the genome of the reference strain B. diazoefficiens USDA 110 in order to elucidate mechanisms involved in the expression of nod genes, especially those related to the nod operon and the nod regulon. The results obtained allowed to add important aspects in the regulatory model presented to the reference strain and that could be extended to strains of B. elkanii.

A produção da soja em escala comercial tem sido viabilizada técnica e economicamente, entre outros fatores, devido a fixação biológica do N2 por estirpes de Bradyrhizobium que podem suprir a demanda de nitrogênio desta leguminosa. No entanto, a variabilidade existente nas estirpes de Bradyrhizobium spp recomendadas para inoculação da soja tem comprometido o processo simbiótico. Variantes espontâneos isolados a partir das estirpes de B. japonicum (SEMIA 5079 e SEMIA 5080) e B. elkanii (SEMIA 587 e SEMIA 5019) foram avaliados quanto ao desempenho simbiótico (eficiência, nodulação em diferentes hospedeiros e competitividade), indução de clorose foliar em diferentes hospedeiros, morfologia colonial, habilidade de metabolização de carboidratos e tolerância à salinidade em diferentes temperaturas de incubação. Nas etapas de eficiência simbiótica e competitividade foi usada a cultivar de soja BR-16 e na avaliação da nodulação e indução de clorose foliar foram usados os seguintes hospedeiros: soja (Glycine max) (cultivares Clark e Peking), caupi (Vigna unguiculata) e guandu (Cajanus cajan). A caracterização genotípica foi realizada através da reação em cadeia da polimerase (PCR), com os oligonucleotídeos iniciadores BOX A 1-R, ERIC e RP01 Os resultados obtidos demonstraram que variantes e estirpes originais diferem quanto a características fenotípicas, e que diferenças nos perfis eletroforéticos de DNA analisados através da amplificação com os oligonucleotídeos iniciadores testados, evidenciaram a variabilidade genética presente entre as estirpes originais e os variantes selecionados. A cultivar de soja Clark, assim como caupi e guandu foram susceptíveis à rizobiotoxina produzida por estirpes e variantes de B. elkanii. Embora não se tenha verificado diferenças na nodulação em diferentes hospedeiros quando variantes ou estirpes de B. japonicum e B. elkanii foram inoculados em soja, caupi e guandu, foi observado uma simbiose eficiente para a soja (cultivares BR 16, Clark e Peking). A partir da variabilidade existente nas estirpes SEMIA 587, SEMIA 5019, SEMIA 5079 e SEMIA 5080 foram selecionados variantes eficientes e competitivos quanto à fixação de N2 em soja.

A Fixação Biológica de Nitrogênio (FBN), processo no qual o nitrogênio atmosférico é convertido à amonia, é muito bem estabelecida entre bactérias diazotróficas coletivamente chamadas de rizóbios e espécies leguminosas. No Brasil, esse tipo de associação (simbiótica) supre totalmente a necessidade de nitrogênio na cultura da soja. Para que a infecção seja efetiva e possa resultar na formação de um nódulo capaz de sustentar o processo de FBN conduzido pelo bacterioide, o rizóbio necessita, previamente, reconhecer e responder à presença das raízes da planta compatível. As associações simbióticas entre rizóbios e plantas leguminosas são altamente específicas, de forma que cada espécie, ou até mesmo estirpe de rizóbio, possui uma gama definida de plantas às quais está apto a se associar, e vice-versa. A principal função dos produtos dos genes de nodulação (nod) é garantir a troca de sinais entre os dois organismos envolvidos na relação simbiótica, onde os produtos dos genes nod regulatórios atuam no controle da expressão de genes nod estruturais. A expressão de genes nod estruturais, via de regra, não ocorre de forma autônoma nos micro-organismos simbiontes do gênero Bradyrhizobium, requerendo assim a presença de moléculas sinalizadoras secretadas pelas raízes das plantas (predominantemente flavonoides) e ativadores transcricionais do tipo-LysR – as proteínas NodD regulatórias. Neste contexto, motivos específicos das proteínas NodD ligam-se a sequências conservadas na região promotora do operon nod, conhecidas como nod boxes, mediando a transcrição dos genes nod. Aparentemente, este sistema regulatório envolvendo as proteínas NodD está presente na maioria das estirpes de Rhizobium, Bradyrhizobium e Azorhizobium, sugerindo um mecanismo geral de controle da nodulação. Em B. diazoefficiens, duas proteínas NodD foram identificadas, com funções e padrões de expressão distintos: NodD1, ativador da transcrição dos genes nod responsivo aos flavonoides liberados pelas raízes das plantas, e NodD2, com ação contrária, atuando como repressor da transcrição desses genes. Enquanto existe uma quantidade relativamente grande de conhecimento em relação à genética e aos mecanismos moleculares que regulam a expressão dos genes envolvidos na nodulação de B. diazoefficiens, incluindo a sequência completa de seu genoma, informações sobre a genética de B. elkanii ainda são relativamente escassas, mesmo que existam alguns dados genômicos disponíveis. Neste trabalho, sequências genômicas de seis linhagens de B. elkanii foram comparadas com o genoma da linhagem de referência B. diazoefficiens USDA 110 com o objetivo de elucidar mecanismos envolvidos na expressão dos genes nod, especialmente aqueles relacionados ao operon e ao regulon nod. Os resultados obtidos permitiram acrescentar aspectos importantes no modelo de regulação apresentado para a linhagem de referência e que pode ser estendido para linhagens de B. elkanii. / The Biological Nitrogen Fixation (BNF), process in which atmospheric nitrogen is converted to ammonia, is well established among diazotrophs collectively called rhizobia and legume species. In Brazil, this type of symbiotic association fully meets the need for nitrogen in soybean crop. To infection be effective and result in the formation of a nodule able to sustain the BNF process lead by the bacterioid, the rhizobia need previously to recognize and respond to the presence of the root of a compatible plant. The symbiotic associations between rhizobia and leguminous plants are highly specific, so that each species or even strain of rhizobia has a defined range of plants to which it is able to associate, and vice-versa. The main function of the products of nodulation (nod) genes is to guarantee the exchange of signals between the two organisms involved in the symbiotic relationship, where the products of regulatory nod genes act to control the expression of structural nod genes. The expression of structural nod genes usually does not occur independently in the symbiotic microorganisms of the Bradyrhizobium genus, thus requiring the presence of signalling molecules secreted by plant roots (predominantly flavonoids) and transcriptional activators – the LysR-type regulatory NodD proteins. In this context, NodD proteins bind to specific motifs of conserved sequences in the promoter region of the nod operon, known as nod boxes, mediating transcription of the nod genes. Apparently, this regulatory system involving NodD proteins is present in most strains of Rhizobium, Bradyrhizobium and Azorhizobium, suggesting a general mechanism of nodulation control. In B. diazoefficiens two NodD proteins were identified with distinct functions and expression patterns: NodD1, a flavonoid responsive transcriptional activator of nod genes, and NodD2 with counteraction, acting as a transcriptional repressor of these genes. While there is a relatively large amount of knowledge about the genetics and molecular mechanisms that regulate the expression of genes involved in B. diazoefficiens nodulation, including the complete sequence of its genome, genetic information concerning B. elkanii is still relatively sparse, even if there are some available genomic data. In this study, genomic sequences of six strains of B. elkanii were compared with the genome of the reference strain B. diazoefficiens USDA 110 in order to elucidate mechanisms involved in the expression of nod genes, especially those related to the nod operon and the nod regulon. The results obtained allowed to add important aspects in the regulatory model presented to the reference strain and that could be extended to strains of B. elkanii.

Bactérias promotoras de crescimento de plantas podem ser agentes importantes para a sustentabilidade econômica e ambiental de cultivos agrícolas, podendo ser inseridas em sistemas de sucessão/consorciação de pastagens nativas e cultivadas. Neste trabalho foram realizados estudos para se avaliar a capacidade de promoção de crescimento de plantas por rizóbios e bactérias associativas, quando inoculadas em pastagens nativas e cultivadas. Os objetivos do trabalho foram: estudar o efeito da inoculação de bactérias promotoras de crescimento em azevém; capim áries; capim sudão; milheto; sorgo; trevo branco; isolar, autenticar, selecionar e caracterizar rizóbios das leguminosas nativas adesmia e serradela; avaliar a capacidade promotora de crescimento de gramíneas cultivadas dentre os rizóbios selecionados de ademia e serradela, bem como caracterizar e agrupar estes rizóbios quanto à diversidade genotípica. Foram obtidos 148 rizóbios isolados de serradela, sendo os rizóbios UFRGS Om57, UFRGS Om59 e UFRGS Om148 os mais eficientes quanto à nodulação e fixação de N, bem como quanto ao incremento da massa seca da parte aérea de serradela. Com as inoculações dos isolados EEL46210 e EEL1010 em adesmia, foram observados incrementos de massa fresca total e comprimento da parte aérea, comparativamente ao tratamento Controle + N e as estirpes recomendadas SEMIA 3007, SEMIA 6437 e SEMIA 6438. Os isolados UFGRS Os57, UFRGS Os148, EEL46.210, SEMIA929 e SEMIA6437 estimulam aumento na massa seca radicular de capim sudão. Em milheto, a estirpe SEMIA 929 aumenta a massa seca da parte aérea e radicular, sendo o Índice de Eficiência Relativa (IER%) de 150 %. Em sorgo, a inoculação com o isolado UFRGS Om57 produz IER (%) de 179% e com EEL46210 de 124%, mostrando que ambos podem ser recomendados para a produção de inoculantes para a cultivar BRS810 de sorgo. Os isolados UFRGS Os57, UFRGS Os59, UFRGS Os148 e EEL 46.210, bem como as estirpes SEMIA905 e SEMIA929 pertencem ao gênero Bradyrhizobium sp., enquanto a estirpe SEMIA6437 pertence ao gênero Rhizobium sp. Observando-se a similaridade dos fragmentos da região 16S DNAr, infere-se que os isolados EEL 46210, UFRGS Os57, UFRGS Os59 e UFRGS Os148 diferem genotipicamente entre si, bem como também diferem das estirpes SEMIA 905, SEMIA 929 e SEMIA 6437. Nos estudos à campo se observa estímulos na massa seca da parte aérea de milheto inoculado com SEMIA222, VP16 e A. brasilense, após cultivo de azevém e trevo branco. Em trevo branco, também se observa estímulos na massa seca da parte aérea com a inoculação de A. brasiliense, VP16 e SEMIA222. Os rizóbios VP16 e SEMIA 222, bem como a mistura de A. brasilense (Abv5 e Abv6) são indicados como promotores de crescimento de milheto cultivar BRS1501. / Plant growth promoting bacteria can be important agents for economic and environmental sustainability of agricultural crops and may be inserted in succession systems of native and cultivated pastures. This work carried out studies to evaluate the growth-promoting ability of plants by rhizobia and associative bacteria when inoculated in native and cultivated pastures. The objectives were to study the effect of inoculation of plant growth promotion rhizobacteria in ryegrass, aries grass, sudan grass, millet, sorghum and white clover; isolate, authenticate, select and characterize the rhizobia adesmia and serradella native legumes; evaluate the growth promoting capacity of cultivated grasses among the rhizobia selected ademia and serradella and to characterize and group these rhizobia on the genotypic diversity. It was obtained 148 rhizobia isolated from root nodules of serradella. The rhizobia UFRGS Om57, UFRGS Om59 and UFRGS Om148 were the most efficient in nodulation and nitrogen fixation, as well as the increase of the dry mass of shoots serradella. With inoculations of EEL46210 and EEL1010 isolated on adesmia, were observed increments of total fresh mass and shoot length, compared to treatment Control + N and the recommended strains SEMIA 3007, SEMIA 6437 and SEMIA 6438. Thr rhizobia Isolates UFGRS Os57, UFRGS Os148, EEL46210, SEMIA929 and SEMIA6437 increased root biomass Sudan grass. In millet, the SEMIA 929 strain increases dry matter of shoot and root biomass, and the Relative Efficiency Ratio (RER%) there was greater than 150%. With the inoculation of the sorghum with UFRGS Om57, there was observed an RER (%) of 179%, whereas with isolated EEL46210 was found RER (%) of 124%. Both bacteria (UFRGS Om57 and EEL.46210) there are recommended for inoculant composition for cultivating sorghum BRS810. Isolated UFRGS Os57, UFRGS Os59, UFRGS Os148 and EEL 46,210, and SEMIA905 and SEMIA929 strains belong to the genus Bradyrhizobium sp., while SEMIA6437 strain belongs to the genus Rhizobium sp. With the similarity of 16S rDNA fragments there was inferred that the isolates EEL 46210, UFRGS Os57, UFRGS Os59 and UFRGS Os148 differ genotypically each other, and also differ from SEMIA 905, SEMIA 929 and SEMIA 6437. Studies carried on at field conditiosn showed stimuli in the dry weight of shoots of millet inoculated with SEMIA222, VP16 and A. brasilense, after grass crop and white clover. In white clover plants, it was also observed stimuli in shoot dry mass by inoculation of A. brasiliense, VP16 and SEMIA222 compared to control treatments. The VP16 and SEMIA 222 rhizobia, and the mixture of A. brasilense are indicated as growth promoters bacteria of millet BRS1501.

Os inoculantes contendo microrganismos fixadores de nitrogênio promovem uma grande economia nos sistemas agrícolas em adubação nitrogenada. Para que os produtos inoculantes cheguem ao mercado apresentando os atributos mínimos exigidos pela legislação, faz-se necessário um eficiente controle de qualidade. Neste sentido, este trabalho objetivou comparar as metodologias de análise de inoculantes para leguminosas e desenvolver novas metodologias para serem usadas em controle de qualidade de produtos inoculantes para gramíneas. Para tanto, analisaram-se 12 amostras de inoculantes para leguminosas - sete líquidos e cinco turfosos - e uma amostra de inoculante para gramíneas. Foram comparadas com a legislação as metodologias de diluição seriada por meio de diferentes tipos de diluentes e formas de agitação dos tubos, e diferentes métodos de inoculação em placa. Também foi analisada a sobrevivência dos microrganismos inoculados em semente de soja e milho até 96h após a inoculação, e a utilização de esferas de vidro como alternativa às sementes de soja para ser utilizadas em testes de sobrevivência. O tempo de 10s em vórtex mostrou-se mais vantajoso para ser utilizado na metodologia de diluição seriada. Não houve variação significativa entre os diluentes utilizados, logo, a água destilada mostra-se como alternativa mais prática. A técnica de gota apresentou-se como mais eficiente, devido à ausência de diferença entre os métodos de inoculação. As esferas de vidro e as sementes de soja não representaram diferença real no número de células viáveis recuperadas. Observou-se uma queda no número de bactérias inoculadas em sementes de soja e milho após 6h de armazenamento. Desse modo, as metodologias de diluição seriada, inoculação em placa e análise de sementes inoculadas podem ser otimizadas para o controle de qualidade de inoculantes, tornando os procedimentos laboratoriais mais práticos para o operador. / Inoculants containing N-fixer microorganisms generate huge economy for agricultural systems with nitrogen fertilization. In order to make inoculant products reach the market with the minimum attributes established in legislative determination, it is necessary to perform a good quality control. Therefore, this study aimed to compare methods of analysis of legume inoculants and to develop new methods that can be applied in the quality control of grasses inoculant products. Accordingly, 12 samples of legume inoculants were analyzed – seven liquid and five peaty – along with one sample of grass inoculant. The serial dilution methods were compared to those determined by the legislature, using different types of diluent, tube agitation, and plate inoculation methods. It was also evaluated the survival rate of microorganisms inoculated in soy and corn seeds up to 96h after inoculation, and the use of glass spheres as an alternative for soy seeds in survival tests. Using a vortex for 10s showed the most gainful results for use in serial dilution methods. There was no significant variation between the diluents used, so the distilled water was considered the most convenient alternative. The drop plate technique was the most efficient due to the lack of difference between inoculation methods. The glass spheres and soy seeds did not show actual difference in number of viable cells recovered. There was a reduction in number of bacteria inoculated in soy and corn seeds after 6h of storage. As a result, the methods for serial dilution, plate inoculation, and evaluation of inoculated seeds can be optimized for quality control of inoculants, allowing more convenient laboratory procedures for the operators.

Bactérias promotoras de crescimento de plantas podem ser agentes importantes para a sustentabilidade econômica e ambiental de cultivos agrícolas, podendo ser inseridas em sistemas de sucessão/consorciação de pastagens nativas e cultivadas. Neste trabalho foram realizados estudos para se avaliar a capacidade de promoção de crescimento de plantas por rizóbios e bactérias associativas, quando inoculadas em pastagens nativas e cultivadas. Os objetivos do trabalho foram: estudar o efeito da inoculação de bactérias promotoras de crescimento em azevém; capim áries; capim sudão; milheto; sorgo; trevo branco; isolar, autenticar, selecionar e caracterizar rizóbios das leguminosas nativas adesmia e serradela; avaliar a capacidade promotora de crescimento de gramíneas cultivadas dentre os rizóbios selecionados de ademia e serradela, bem como caracterizar e agrupar estes rizóbios quanto à diversidade genotípica. Foram obtidos 148 rizóbios isolados de serradela, sendo os rizóbios UFRGS Om57, UFRGS Om59 e UFRGS Om148 os mais eficientes quanto à nodulação e fixação de N, bem como quanto ao incremento da massa seca da parte aérea de serradela. Com as inoculações dos isolados EEL46210 e EEL1010 em adesmia, foram observados incrementos de massa fresca total e comprimento da parte aérea, comparativamente ao tratamento Controle + N e as estirpes recomendadas SEMIA 3007, SEMIA 6437 e SEMIA 6438. Os isolados UFGRS Os57, UFRGS Os148, EEL46.210, SEMIA929 e SEMIA6437 estimulam aumento na massa seca radicular de capim sudão. Em milheto, a estirpe SEMIA 929 aumenta a massa seca da parte aérea e radicular, sendo o Índice de Eficiência Relativa (IER%) de 150 %. Em sorgo, a inoculação com o isolado UFRGS Om57 produz IER (%) de 179% e com EEL46210 de 124%, mostrando que ambos podem ser recomendados para a produção de inoculantes para a cultivar BRS810 de sorgo. Os isolados UFRGS Os57, UFRGS Os59, UFRGS Os148 e EEL 46.210, bem como as estirpes SEMIA905 e SEMIA929 pertencem ao gênero Bradyrhizobium sp., enquanto a estirpe SEMIA6437 pertence ao gênero Rhizobium sp. Observando-se a similaridade dos fragmentos da região 16S DNAr, infere-se que os isolados EEL 46210, UFRGS Os57, UFRGS Os59 e UFRGS Os148 diferem genotipicamente entre si, bem como também diferem das estirpes SEMIA 905, SEMIA 929 e SEMIA 6437. Nos estudos à campo se observa estímulos na massa seca da parte aérea de milheto inoculado com SEMIA222, VP16 e A. brasilense, após cultivo de azevém e trevo branco. Em trevo branco, também se observa estímulos na massa seca da parte aérea com a inoculação de A. brasiliense, VP16 e SEMIA222. Os rizóbios VP16 e SEMIA 222, bem como a mistura de A. brasilense (Abv5 e Abv6) são indicados como promotores de crescimento de milheto cultivar BRS1501. / Plant growth promoting bacteria can be important agents for economic and environmental sustainability of agricultural crops and may be inserted in succession systems of native and cultivated pastures. This work carried out studies to evaluate the growth-promoting ability of plants by rhizobia and associative bacteria when inoculated in native and cultivated pastures. The objectives were to study the effect of inoculation of plant growth promotion rhizobacteria in ryegrass, aries grass, sudan grass, millet, sorghum and white clover; isolate, authenticate, select and characterize the rhizobia adesmia and serradella native legumes; evaluate the growth promoting capacity of cultivated grasses among the rhizobia selected ademia and serradella and to characterize and group these rhizobia on the genotypic diversity. It was obtained 148 rhizobia isolated from root nodules of serradella. The rhizobia UFRGS Om57, UFRGS Om59 and UFRGS Om148 were the most efficient in nodulation and nitrogen fixation, as well as the increase of the dry mass of shoots serradella. With inoculations of EEL46210 and EEL1010 isolated on adesmia, were observed increments of total fresh mass and shoot length, compared to treatment Control + N and the recommended strains SEMIA 3007, SEMIA 6437 and SEMIA 6438. Thr rhizobia Isolates UFGRS Os57, UFRGS Os148, EEL46210, SEMIA929 and SEMIA6437 increased root biomass Sudan grass. In millet, the SEMIA 929 strain increases dry matter of shoot and root biomass, and the Relative Efficiency Ratio (RER%) there was greater than 150%. With the inoculation of the sorghum with UFRGS Om57, there was observed an RER (%) of 179%, whereas with isolated EEL46210 was found RER (%) of 124%. Both bacteria (UFRGS Om57 and EEL.46210) there are recommended for inoculant composition for cultivating sorghum BRS810. Isolated UFRGS Os57, UFRGS Os59, UFRGS Os148 and EEL 46,210, and SEMIA905 and SEMIA929 strains belong to the genus Bradyrhizobium sp., while SEMIA6437 strain belongs to the genus Rhizobium sp. With the similarity of 16S rDNA fragments there was inferred that the isolates EEL 46210, UFRGS Os57, UFRGS Os59 and UFRGS Os148 differ genotypically each other, and also differ from SEMIA 905, SEMIA 929 and SEMIA 6437. Studies carried on at field conditiosn showed stimuli in the dry weight of shoots of millet inoculated with SEMIA222, VP16 and A. brasilense, after grass crop and white clover. In white clover plants, it was also observed stimuli in shoot dry mass by inoculation of A. brasiliense, VP16 and SEMIA222 compared to control treatments. The VP16 and SEMIA 222 rhizobia, and the mixture of A. brasilense are indicated as growth promoters bacteria of millet BRS1501.