A espécie Araucaria angustifolia, pertencente ao fragilizado Bioma Mata Atlântica, foi, durante décadas, uma das maiores fontes de madeira no Brasil. Essa espécie é de grande importância sendo fonte de alimento e matéria prima para a produção de móveis, polpa de celulose e vernizes. Devido à grande importância econômica e ambiental da araucária, estudos voltados à preservação e manejo da espécie se tornaram necessários. Este trabalho teve como finalidade isolar actinobactérias, presentes na rizosfera de araucária, antagônicos aos fungos Fusarium sp .e Armillaria sp. Estes patógenos são responsáveis por danos às raízes e sementes causando podridão e perda de mudas. Além disso, verificou-se também o efeito das actinobactérias sobre a germinação de esporos de Gigaspora rosea. Após a seleção dos melhores inibidores, identificação morfológica e seqüenciamento do gene 16S rRNA, verificou-se o efeito destes sobre o crescimento de Pinus taeda, na presença e na ausência do fungo ectomicorrízico (Suillus brevipes). Os isolados ainda foram avaliados quanto à produção de enzimas como quitinase, lipase, fosfatase, celulase, amilase e protease. Para o isolamento foram coletadas raízes de 15 árvores adultas presentes na mata nativa. Dez gramas de raízes frescas com resíduos de solo aderidos firmemente foram agitados por 30 minutos em solução salina 0,85 % padronizando como solo rizosférico aquele que soltou das raízes. Neste isolamento foram utilizadas duas metodologias: por plaqueamento e por separação física pela utilização de membrana de 0,45 micrômetros. Foram obtidos 33 possíveis actinobactérias. Os isolados foram testados quanto à capacidade antagônica pelo método de contato direto, inoculando-os a 30 mm de distância do fungo fitopatogênico Fusarium sp., em placas de petri contendo meio ISP2. Os halos de inibição foram medidos após 3, 5, 7 e 10 dias. De todos os isolados testados 6 mantiveram a inibição por 10 dias com manutenção de halos de inibição de até 4 mm contra um Fusarium sp. isolado de sementes de milho e 2 foram eficientes na inibição de Fusarium sp, patógeno de Pinus sp. A análise de inibição do fungo Armillaria sp, foi feito em meio líquido medindo o crescimento em mg/dia após 30 dias na presença de extratos de actinobactérias e também pela contagem de rizomorfas em placa de petri após 20 dias de incubação em contato direto com as actinobactérias. Verificou-se que de 28 isolados testados 24 foram capazes de inibir a produção de rizomorfas, destacando-se o isolado A43 que foi capaz de inibir ambos os fungos, Fusarium e Armillaria. Os esporos de Gigaspora rosea tiveram a taxa de germinação avaliada na presença de actinobactérias a partir da técnica de dupla camada. Todos os seis isolados testados foram capazes de estimular a germinação dos esporos desse fungo micorrizico. Nenhum dos seis isolados (A43, A43b, PNA, A64, A75 e A93) foi capaz de produzir fosfatases e lipases. Porém os isolados A93, A75, A64 e PNA produziram protease, quitinase e amilase. Em casa de vegetação, foi testado o efeito de seis isolados, na presença e não ausência de ectomicorriza (Suillus brevipes), sobre plântulas de Pinus taeda. Analisou-se o diâmetro, a altura, a massa seca da raiz e da parte aérea e também o fósforo da parte aérea. Destaca-se o isolado A43 que, quando na ausência de ectomicorriza, estimulou o desenvolvimento da planta em relação ao controletambém sem ectomicorriza, provocando aumento de 100 % para massa seca da parte aérea e da raiz. Os resultados encontrados neste trabalho poderão levar ao desenvolvimento de novas tecnologias, visando à identificação de novos metabólitos e novas técnicas de manejo, voltados ao controle de doenças de plantas, especialmente as espécies arbóreas. / The tree Araucaria angustifolia, belonging to the endangered Atlantic Forest biome, for many decades was the source of Brazilian wood. This species is also very important in providing food and feed, as well as raw material for joinery, cellulose pulp and varnish. Due to the economic and environmental importance of A. angustifolia, research projects involving the preservation and management of this species are becoming more urgent and necessary. The aim of this work was to isolate Araucaria rhizosphere actinobacteria with antagonic effects against the plant pathogens Fusarium sp. and Armillaria sp. These fungi cause root rot and seed damage, with the consequent loss of seedlings. Moreover, the effect of these actinobacteria on Gigaspora rosea spore germination was studied. After the selection of the best pathogen inhibitors, we also tested the effect of these microorganisms on Pinus taeda growth, in the presence or absence of the ectomycorrhizal fungus Suillus brevipes. The production of protease, chitinase, lipase, phosphatase, cellulase and amylase of these bacteria in culture media was also investigated. For the isolation of rhizosphere bacteria, we collected roots of 15 adult trees in a native forest. Ten grams of fresh roots with soil residues adhered to the surface were shaken in 0,85 % salt solution for 30 minutes. Two techniques were used, the dilution plate method and the coverage of the medium, utilizing a 0,45 µm membrane to separate these filamentous bacteria. About 33 actinobacteria were isolated. After isolation the actinobacteria were tested against the plant pathogenic fungi Fusarium spp., utilizing dual culture techniques and ISP2 medium. The inhibition halo was measured after 3, 5, 7 and 10 days. Six of our isolates maintained an inhibition zone measuring at least 4 mm against Fusarium sp. isolated from corn seed and 2 mm against the Fusarium, which causes root root of Pine trees. For the inhibition test of Armillaria, in liquid medium with the addition of culture extracts of actinobacteria, the growth in mg/day was measured after thirty days growth, and the number of rizomorphs produced in culture dishes after twenty days in dual culture with the actinobacteria was counted. Six bacteria proved to be antagonistic (A43, A43b, A64, PNA, A93 e A75), and only one had no effect. Possibly the elevation of the pH value played also a role in this situation. About 24 of 28 isolates inhibited the rizomorph production, especially the isolate A43 that showed a double antagonism against Fusarium and Armillaria. The dual layer test was used to investigate the reaction of the arbuscular mycorrhizal fungus Gigaspora rosea spore germination to the presence of actinobacteria. All the six actinobacteria stimulated the germination, but the germ tube did not grow straight forward as in the control. This result may indicate a negative effect against this arbuscular mycorrhizal fungus. None of the six isolates tested (A43, A43b, PNA, A64, A75 and A93) produced phosphatases and lipases, but A93, A75, A64 and PNA produced protease, amylase and chitinase. Isolates A43 and A43b did not produce any of the enzymes tested. This fact suggests that there is production of an antibiotic acting against the pathogenic fungi. Pinus taeda seedlings were grown under green-house conditions. After three months the stem diameter, shoot height, root and shoot dry weight and shoot phosphorus content were evaluated. Plants with ectomycorrhiza presented a significant growth promotion in comparison with the nonmycorrhizal ones. Among the actinobacteria in the absence of mycorrhiza only the isolate A43 produced a 100% growth enhancement in comparison with the control plant without ectomycorrhiza. The results presented in this dissertation could lead to the development of new technologies and new management techniques, with regard to the control of plant diseases, especially in tree species.

Os mecanismos que regulam o desenvolvimento de micorrizas arbusculares (MAs) em condições de baixo e alto nível de P ainda são desconhecidos. Tem sido proposto que proteínas secretadas no apoplasto das raízes podem ter papel importante na regulação de MAs. A análise comparativa do proteoma do fluido intercelular (FI) de raízes colonizadas por fungos micorrízicos arbusculares (FMAs) com o de raízes não-colonizadas, em condições de baixo e alto nível de P, poderia contribuir para a elucidação dos mecanismos que controlam o desenvolvimento das MAs, e foi o objetivo deste trabalho. Plântulas de cana-de-açúcar foram inoculadas com Glomus clarum, Glomus etunicatum ou Gigaspora rosea e cultivadas em substrato esterilizado contendo 20 ou 200 mg P kg -1 . Oito semanas após a inoculação, as plantas foram colhidas, e os seguintes parâmetros avaliados: matéria seca da parte aérea, acúmulo de nutrientes na parte aérea e colonização micorrízica intrarradicular. Os resultados mostraram que, em condições de alto P, a taxa de colonização intrarradicular por G. clarum e G. etunicatum foi menor do que no controle com baixo P. Para a análise comparativa do proteoma do FI das raízes, quantidades iguais de proteínas de plantas não-inoculadas ou inoculadas com G. clarum, em condições de baixo P ou alto P, foram separadas por eletroforese bidimensional em gel de poliacrilamida desnaturante. A análise dos proteomas do FI das raízes revelou a predominância de proteínas ácidas. Nos proteomas do FI de raízes de cana-de-açúcar, em condições de baixo P, foram detectadas 49 proteínas. Destas, 8,2% apresentaram acúmulo induzido e 10,2% acúmulo suprimido (³50%) no FI de raízes colonizadas por G. clarum, em relação ao controle não-inoculado. Desse total, 13 proteínas foram detectadas somente no FI de raízes de plantas inoculadas e representam micorrizinas putativas ou proteínas fúngicas extracelulares, induzidas em condições de baixo P. Nos proteomas do FI de raízes de cana-de-açúcar, em condições de alto P, foram detectadas 56 proteínas. Destas, 8,9% apresentaram acúmulo induzido e 16,1% acúmulo suprimido (³50%) no FI de raízes colonizadas por G. clarum, em relação ao controle não-inoculado. Desse total, 12 proteínas foram detectadas somente no FI de raízes de plantas inoculadas e representam micorrizinas putativas ou proteínas fúngicas extracelulares, induzidas em condições de alto P. Comparando-se os proteomas do FI de raízes de plantas não-inoculadas, em condições de baixo e alto P, foram detectadas 16 proteínas únicas de condições de baixo P e 24 proteínas únicas de condições de alto P. Comparando-se os proteomas do FI de raízes de plantas inoculadas com G. clarum, em condições de baixo e alto P, foram detectadas 12 proteínas únicas de condições de baixo P e 5 proteínas únicas de condições de alto P. Essas proteínas podem ter papéis importantes, diretos ou indiretos, no controle de MAs. A caracterização das proteínas com acúmulo diferencial no FI de raízes de cana-de-açúcar por espectrometria de massa e/ou seqüenciamento N-terminal poderá contribuir para definir suas possíveis funções nas MAs. / The mechanisms controlling arbuscular mycorrhizae (AM) development at different soil P concentrations are not understood. It has been proposed that proteins secreted in the root apoplast may have important roles in AM regulation. The analyses of the intercellular fluid (IF) proteome from sugarcane roots inoculated with arbuscular mycorrhizal fungi, grown at low or high P conditions, compared to the IF proteome from not-inoculated roots may contribute to the understanding of the mechanisms controlling AM development, and was the aim of this work. Sugarcane seedlings were inoculated with Glomus clarum, Glomus etunicatum or Gigaspora rosea, and grown in sterilized substrate containing 20 or 200 mg P kg -1 . Eight weeks after inoculation, the plants were harvested and the following parameters evaluated: shoot dry weight, nutrients in the shoots and intraradical fungal growth. The results showed that intraradical colonization by G. clarum and G. etunicatum at high P conditions was significantly lower than at low P. Equal amounts of proteins were used to compare the proteome from the IF of not-inoculated and G. clarum inoculated roots, at low and high P conditions, using 2D-PAGE. The proteome analyses revealed the predominance of acidic proteins in the IF of sugarcane. A total of 49 proteins were detected in the IF of sugarcane at low P soil concentration. From those, 8.2% were induced and 10.2% suppressed (³ 50%) in the IF of roots inoculated with G. clarum, as compared to not-inoculated controls. Thirteen proteins were detected only in the IF of mycorrhizal roots, and represent putative mycorrhizins or extracellular fungal proteins induced at low P conditions. A total of 56 proteins were detected in the IF of sugarcane at high P conditions. From those, 8.9% were induced and 16.1% suppressed (³ 50%) in the IF of roots inoculated with G. clarum, as compared to not-inoculated controls. Twelve proteins were detected only in the IF of mycorrhizal roots, and represent putative mycorrhizins or extracellular fungal proteins, induced at high P conditions. Comparing the proteomes from the IF of non-inoculated sugarcane roots at low and high P conditions, 16 proteins were detected only at low P conditions, whereas 24 proteins were detected only at high P conditions. Comparing the proteomes from the IF of sugarcane roots inoculated with G. clarum at low and high P conditions, 12 proteins were detected only at low P conditions, whereas 5 proteins were detected only at high P conditions. Those proteins may be, direct or indirectly, involved in the development and/or efficiency of AM. Further characterization of those proteins by mass spectrometry and/or N-terminal sequencing would contribute to the determinations of their possible functions in AM.

Micorrizas arbusculares (MAs) são simbioses mutualistas formadas entre fungos do solo e a maioria das plantas terrestres, principalmente angiospermas. Esta simbiose pode trazer uma série de benefícios para o hospedeiro vegetal, como uma maior absorção de fosfato, um aumento na tolerância ao estresse abiótico e biótico, e resistência a agentes patogênicos, resultando numa melhor adaptação ao meio. É possível que hormônios vegetais estejam envolvidos em eventos de sinalização entre fungos micorrízicos arbusculares e plantas hospedeiras, durante os processos de colonização das raízes e de desenvolvimento dos arbúsculos. Recentes estudos têm demonstrado que durante o estabelecimento da simbiose, ocorre uma reprogramação da expressão de um grande número de genes, e que essas alterações na expressão gênica podem estar associadas a alterações dos níveis de hormônios nas plantas. O objetivo deste trabalho foi avaliar o desenvolvimento de MAs em mutantes de tomateiro cv Micro-Tom (MT) insensível ao ácido jasmônico (jai1-1), superprodutor de etileno (epi) e duplo mutante epijai1 inoculados com Glomus clarum em condições de baixa concentração de fósforo no substrato, e a expressão de genes relacionadas à biossíntese do ácido jasmônico (AJ) (OPR3 e AOC) e do etileno (ET) (ACO4 e ACS2). O mutante jai1-1 não apresentou colonização intrarradicular e o acúmulo de transcritos tanto para a via de biossíntese do AJ como do ET foi relativamente menor do que o controle MT o que sugere a importância do AJ para o desenvolvimento da simbiose.O mutante epi e o duplo mutante apresentaram colonização intraradicular reduzida em relação ao controle MT. O acúmulo de transcritos dos genes da via do ET (ACO4 e ACS2) e do AJ (OPR3 e AOC) foi maior no mutante epi. A insensibilidade ao AJ presente no duplo mutante não impediu o acúmulo de transcritos para as vias de biossíntese do AJ e do ET, o que sugere uma relação sinérgica entre os hormônios vegetais no estabelecimento da simbiose. / Arbuscular mycorrhizal (AM) symbioses are formed between mutualistic soil fungi and most land plants, particularly angiosperms. This symbiosis can bring many benefits to the host plant, such as increased absorption of phosphate, an increase in tolerance to abiotic and biotic stress, and resistance to pathogens, resulting in better adaptation to the environment. Its possible that plant hormones are involved in signaling events between mycorrhizal fungi and host plants during the processes of colonization of roots and development of arbuscules. Recent studies have shown that during the establishment of symbiosis, there is a reprogramming of the expression of a large number of genes, and that these changes in gene expression may be associated with altered levels of hormones in plants. The aim of this study was to evaluate the development of MA in mutants of tomato cv Micro-Tom (MT) insensitive to jasmonic acid (jai1-1), ethylene overproducer (epi) and double mutant epijai1 inoculated with Glomus clarum under low phosphorus concentration in substrate, and the expression of genes related to biosynthesis of jasmonic acid (JA) (and OPR3 AOC) and ethylene (ET) (ACO4 and ACS2). Jai1-1 mutant showed no intraradical colonization and the accumulation of transcripts for both the biosynthesis of JA and ET was less than the control MT suggesting the importance of JA for the development of epi and double mutant symbiosis. The mutant epi and the double mutant showed reduced intraradical colonization when compared to the control MT. The transcript accumulation of the ET (ACO4 and ACS2) and JA (OPR3 and AOC) genes was higher in the mutant epi. The insensitivity to the JA in this double mutant did not prevent the accumulation of transcripts for the biosynthetic pathways of JA and ET, suggesting a synergistic relationship between plant hormones for the establishment of symbiosis.

Micorrizas arbusculares (MAs) são simbioses mutualistas formadas entre fungos do solo e a maioria das plantas terrestres, principalmente angiospermas. Esta simbiose pode trazer uma série de benefícios para o hospedeiro vegetal, como uma maior absorção de fosfato, um aumento na tolerância ao estresse abiótico e biótico, e resistência a agentes patogênicos, resultando numa melhor adaptação ao meio. É possível que hormônios vegetais estejam envolvidos em eventos de sinalização entre fungos micorrízicos arbusculares e plantas hospedeiras, durante os processos de colonização das raízes e de desenvolvimento dos arbúsculos. Recentes estudos têm demonstrado que durante o estabelecimento da simbiose, ocorre uma reprogramação da expressão de um grande número de genes, e que essas alterações na expressão gênica podem estar associadas a alterações dos níveis de hormônios nas plantas. O objetivo deste trabalho foi avaliar o desenvolvimento de MAs em mutantes de tomateiro cv Micro-Tom (MT) insensível ao ácido jasmônico (jai1-1), superprodutor de etileno (epi) e duplo mutante epijai1 inoculados com Glomus clarum em condições de baixa concentração de fósforo no substrato, e a expressão de genes relacionadas à biossíntese do ácido jasmônico (AJ) (OPR3 e AOC) e do etileno (ET) (ACO4 e ACS2). O mutante jai1-1 não apresentou colonização intrarradicular e o acúmulo de transcritos tanto para a via de biossíntese do AJ como do ET foi relativamente menor do que o controle MT o que sugere a importância do AJ para o desenvolvimento da simbiose.O mutante epi e o duplo mutante apresentaram colonização intraradicular reduzida em relação ao controle MT. O acúmulo de transcritos dos genes da via do ET (ACO4 e ACS2) e do AJ (OPR3 e AOC) foi maior no mutante epi. A insensibilidade ao AJ presente no duplo mutante não impediu o acúmulo de transcritos para as vias de biossíntese do AJ e do ET, o que sugere uma relação sinérgica entre os hormônios vegetais no estabelecimento da simbiose. / Arbuscular mycorrhizal (AM) symbioses are formed between mutualistic soil fungi and most land plants, particularly angiosperms. This symbiosis can bring many benefits to the host plant, such as increased absorption of phosphate, an increase in tolerance to abiotic and biotic stress, and resistance to pathogens, resulting in better adaptation to the environment. Its possible that plant hormones are involved in signaling events between mycorrhizal fungi and host plants during the processes of colonization of roots and development of arbuscules. Recent studies have shown that during the establishment of symbiosis, there is a reprogramming of the expression of a large number of genes, and that these changes in gene expression may be associated with altered levels of hormones in plants. The aim of this study was to evaluate the development of MA in mutants of tomato cv Micro-Tom (MT) insensitive to jasmonic acid (jai1-1), ethylene overproducer (epi) and double mutant epijai1 inoculated with Glomus clarum under low phosphorus concentration in substrate, and the expression of genes related to biosynthesis of jasmonic acid (JA) (and OPR3 AOC) and ethylene (ET) (ACO4 and ACS2). Jai1-1 mutant showed no intraradical colonization and the accumulation of transcripts for both the biosynthesis of JA and ET was less than the control MT suggesting the importance of JA for the development of epi and double mutant symbiosis. The mutant epi and the double mutant showed reduced intraradical colonization when compared to the control MT. The transcript accumulation of the ET (ACO4 and ACS2) and JA (OPR3 and AOC) genes was higher in the mutant epi. The insensitivity to the JA in this double mutant did not prevent the accumulation of transcripts for the biosynthetic pathways of JA and ET, suggesting a synergistic relationship between plant hormones for the establishment of symbiosis.

Os mecanismos que regulam o desenvolvimento de micorrizas arbusculares (MAs) em condições de baixo e alto nível de P ainda são desconhecidos. Tem sido proposto que proteínas secretadas no apoplasto das raízes podem ter papel importante na regulação de MAs. A análise comparativa do proteoma do fluido intercelular (FI) de raízes colonizadas por fungos micorrízicos arbusculares (FMAs) com o de raízes não-colonizadas, em condições de baixo e alto nível de P, poderia contribuir para a elucidação dos mecanismos que controlam o desenvolvimento das MAs, e foi o objetivo deste trabalho. Plântulas de cana-de-açúcar foram inoculadas com Glomus clarum, Glomus etunicatum ou Gigaspora rosea e cultivadas em substrato esterilizado contendo 20 ou 200 mg P kg -1 . Oito semanas após a inoculação, as plantas foram colhidas, e os seguintes parâmetros avaliados: matéria seca da parte aérea, acúmulo de nutrientes na parte aérea e colonização micorrízica intrarradicular. Os resultados mostraram que, em condições de alto P, a taxa de colonização intrarradicular por G. clarum e G. etunicatum foi menor do que no controle com baixo P. Para a análise comparativa do proteoma do FI das raízes, quantidades iguais de proteínas de plantas não-inoculadas ou inoculadas com G. clarum, em condições de baixo P ou alto P, foram separadas por eletroforese bidimensional em gel de poliacrilamida desnaturante. A análise dos proteomas do FI das raízes revelou a predominância de proteínas ácidas. Nos proteomas do FI de raízes de cana-de-açúcar, em condições de baixo P, foram detectadas 49 proteínas. Destas, 8,2% apresentaram acúmulo induzido e 10,2% acúmulo suprimido (³50%) no FI de raízes colonizadas por G. clarum, em relação ao controle não-inoculado. Desse total, 13 proteínas foram detectadas somente no FI de raízes de plantas inoculadas e representam micorrizinas putativas ou proteínas fúngicas extracelulares, induzidas em condições de baixo P. Nos proteomas do FI de raízes de cana-de-açúcar, em condições de alto P, foram detectadas 56 proteínas. Destas, 8,9% apresentaram acúmulo induzido e 16,1% acúmulo suprimido (³50%) no FI de raízes colonizadas por G. clarum, em relação ao controle não-inoculado. Desse total, 12 proteínas foram detectadas somente no FI de raízes de plantas inoculadas e representam micorrizinas putativas ou proteínas fúngicas extracelulares, induzidas em condições de alto P. Comparando-se os proteomas do FI de raízes de plantas não-inoculadas, em condições de baixo e alto P, foram detectadas 16 proteínas únicas de condições de baixo P e 24 proteínas únicas de condições de alto P. Comparando-se os proteomas do FI de raízes de plantas inoculadas com G. clarum, em condições de baixo e alto P, foram detectadas 12 proteínas únicas de condições de baixo P e 5 proteínas únicas de condições de alto P. Essas proteínas podem ter papéis importantes, diretos ou indiretos, no controle de MAs. A caracterização das proteínas com acúmulo diferencial no FI de raízes de cana-de-açúcar por espectrometria de massa e/ou seqüenciamento N-terminal poderá contribuir para definir suas possíveis funções nas MAs. / The mechanisms controlling arbuscular mycorrhizae (AM) development at different soil P concentrations are not understood. It has been proposed that proteins secreted in the root apoplast may have important roles in AM regulation. The analyses of the intercellular fluid (IF) proteome from sugarcane roots inoculated with arbuscular mycorrhizal fungi, grown at low or high P conditions, compared to the IF proteome from not-inoculated roots may contribute to the understanding of the mechanisms controlling AM development, and was the aim of this work. Sugarcane seedlings were inoculated with Glomus clarum, Glomus etunicatum or Gigaspora rosea, and grown in sterilized substrate containing 20 or 200 mg P kg -1 . Eight weeks after inoculation, the plants were harvested and the following parameters evaluated: shoot dry weight, nutrients in the shoots and intraradical fungal growth. The results showed that intraradical colonization by G. clarum and G. etunicatum at high P conditions was significantly lower than at low P. Equal amounts of proteins were used to compare the proteome from the IF of not-inoculated and G. clarum inoculated roots, at low and high P conditions, using 2D-PAGE. The proteome analyses revealed the predominance of acidic proteins in the IF of sugarcane. A total of 49 proteins were detected in the IF of sugarcane at low P soil concentration. From those, 8.2% were induced and 10.2% suppressed (³ 50%) in the IF of roots inoculated with G. clarum, as compared to not-inoculated controls. Thirteen proteins were detected only in the IF of mycorrhizal roots, and represent putative mycorrhizins or extracellular fungal proteins induced at low P conditions. A total of 56 proteins were detected in the IF of sugarcane at high P conditions. From those, 8.9% were induced and 16.1% suppressed (³ 50%) in the IF of roots inoculated with G. clarum, as compared to not-inoculated controls. Twelve proteins were detected only in the IF of mycorrhizal roots, and represent putative mycorrhizins or extracellular fungal proteins, induced at high P conditions. Comparing the proteomes from the IF of non-inoculated sugarcane roots at low and high P conditions, 16 proteins were detected only at low P conditions, whereas 24 proteins were detected only at high P conditions. Comparing the proteomes from the IF of sugarcane roots inoculated with G. clarum at low and high P conditions, 12 proteins were detected only at low P conditions, whereas 5 proteins were detected only at high P conditions. Those proteins may be, direct or indirectly, involved in the development and/or efficiency of AM. Further characterization of those proteins by mass spectrometry and/or N-terminal sequencing would contribute to the determinations of their possible functions in AM.

A cana-de-açúcar é uma das principais culturas do sistema agrícola brasileiro, e apresenta-se atualmente em plena expansão. Porém o uso do solo e a implementação de diferentes tecnologias de manejo têm originado alterações no equilíbrio ambiental, onde importantes interações microbianas ocorrem de forma essencial para o desenvolvimento vegetal. Dentre a vasta diversidade de microrganismos do solo, destacam-se os fungos micorrízicos, organismos intimamente associados as raízes das plantas, auxiliando a mesma, dentre outras formas, na obtenção de água e nutrientes. Estes fungos, no entanto, interagem também com outros organismos do solo, como por exemplo, com a comunidade bacteriana presente neste ambiente. Desta forma, o presente trabalho buscou estudar a dinâmica de interação entre cana-de-açúcar e o fungo micorrízico arbuscular (FMA) G.clarum em solos com diferentes composições da comunidade bacteriana. A metodologia utilizada foi a \'diluição para extinção\', onde diluições seriadas (10-1; 10-3; 10-6 e 10-9) de um solo natural foram usadas para inocular o solo estéril. Sobre esta base, foi monitorada pelo período de 60 dias, a colonização da planta pelo FMA e a estruturação das comunidades bacterianas. Como resultado, foi observada uma maior colonização das raízes de cana-de-açúcar para os tratamentos inoculada com menores diluições da comunidade original (solo natural e diluições 10-1 e 10-3), sendo da mesma forma observada uma distinção entre as comunidades bacterianas destes tratamentos para os demais. Estabelecendo correlações entre os grupos microbianos e as taxas de colonização micorrízica, foi possível nomear, com base no sequenciamento massivo da região V6 do gene ribossomal 16S DNAr, a alteração conjunta da micorrização com mudanças nos grupos de Actinobacteria,Bacteriodetes,Firmicutes,Proteobacteria,Verrucomicrobiae Acidobacteria. Concluindo, este trabalho demonstra a dependência que um processo importante, como a micorrização, possui da comunidade bacteriana do solo, e indica que em áreas degradadas, com menores níveis de diversidade bacteriana, tal processo pode ocorrer com menor eficiência. / Sugarcane is an important Brazilian agricultural system crop and presents currently booming. Nevertheless, land use, and implementation of different management technologies have originated changes in environmental balance, where important microbial interactions occur as essential for plant development. Among the wide diversity of soil microorganisms, the mycorrhizal fungi is highilighted as organisms closely associated with plant roots, helping plants, in any way, to obtain water and nutrients. These fungi however, also interact with other soil organisms, such as for example, bacterial community in these environments. Thus, the present work aimed to study the dynamics of interaction between sugarcane and arbuscularmycorrhizal fungi (AMF) Glomusclarum in soils with different compositions of the bacterial community. The methodology used was \"dilution to extinction\", where serial dilutions (10-1, 10-3, 10-6 and 10-9) of a natural soil were used to inoculate a sterile soil. On this basis, were monitored along a period of 60 days, plant colonization by AMF, and structure of bacterial communities. As a result, we observed a higher colonization of roots of cane sugar for treatments inoculated with lower dilutions of the original community (natural soil and dilutions 10-1 and 10-3), and likewise observed a distinction between these bacterial communities treatments to others. Establishing correlations between microbial groups with observed rates of colonization, it was possible to name, based on the massive sequencing of the region V6 ribosomal gene 16S rDNA, the joint amendment of mycorrhiza with changes in groups of Actinobacteria; Bacteriodetes; Firmicutes, Proteobacteria; Verrucomicrobia and Acidobacteria. In conclusion, this work demonstrates the dependence of an important process, as the AMF, has tosoil bacterial community, and indicates that degraded areas, with lower levels of bacterial diversity, such a process can occur with lower efficiency.

Submitted by Sandra Pereira (srpereira@ufrrj.br) on 2016-08-17T13:45:07Z No. of bitstreams: 1 2010 - Emmer?s Ivan Q. Quintero.pdf: 1261300 bytes, checksum: 0078bde3a7d0a80eea89948870dd7901 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-17T13:45:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2010 - Emmer?s Ivan Q. Quintero.pdf: 1261300 bytes, checksum: 0078bde3a7d0a80eea89948870dd7901 (MD5) Previous issue date: 2010-03-29 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior - CAPES / Studies were performed in the experimental area of Embrapa Agrobiologia, region - RJ, in order to evaluate the association of arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) with a variety of banana ?Grand nine ", and the potential antagonist in AMF biocontrol nematodes. We also tested biological indicators and products as alternatives to monitoring and restoration of ecosystems with bananas. The first study evaluated the microbial activity in soil samples from two management systems with bananas in the municipality of Casimiro de Abreu, RJ. In the second study, was evaluated the AGAS organic product for the control of nematodes in banana. In the third, was evaluated the potential antagonist in AMF biocontrol nematode Radophulus similis and their contribution in the development of banana plants in the greenhouse. In the fourth study was estimated the effect of using two management systems with bananas in the community of soil fauna in Casimiro de Abreu, RJ. The indices of diversity, richness and density of macrofauna groups was calculate in each system. The results indicated no significant differences between management systems in relation to carbon and nitrogen levels of microbial biomass and soil organic carbon ratio vs. carbon microbial biomass in each season, while the variables soil basal respiration and metabolic quotient indicated that the organic farming system was greater efficiency of microbial biomass and the use of substrate by soil microorganisms than the system with conventional tillage. The organic product AGAS showed significant difference in population of the nematode Meloidogyne spp. and Radophulus similis both in samples of roots after 60 days of treated. In the field was control to phytoparasitic R. similis with the AGAS treatment showing a decrease in soil at 120 days. In the laboratory tests were performed with R. similis and the results demonstrated that the effects of exposure of nematodes to organic product showed a high percentage of control, especially in higher dosages with a 100% with respect to the nematicide effect in Radophulus. Regarding the development of plants in treatments with species of arbuscular mycorrhizal fungi inoculated in banana no significant difference. The foliar phosphorus analyzed varied significantly in the treatment with the fungus Scutellospora calospora, and foliar calcium and magnesium for the treatments with fungi: S. calospora, Entrhopospora colombiana and S. calospora + Glomus clarum. AMF reduced the population of the nematode R. similis in roots of banana plants in a greenhouse, and S. calospora and G. clarum were the most efficient. In soil macrofauna results indicated a reduction in the banana organic system, with lower density and lower richness of taxonomic groups when compared with the conventional system. The group of decomposers and predators showed better soil quality in organic farming system especially in the summer due to its greater diversity and density at this season of year. / Os trabalhos foram realizados com o objetivo de avaliar a associa??o de fungos micorr?zicos arbusculares (FMAs) com a variedade de banana ?Grand nine?, e o potencial antagonista dos FMAs no biocontrole dos nemat?ides. Tamb?m foram testados indicadores e insumos biol?gicos como alternativas para recupera??o e monitoramento de ecossistemas pertubados com bananeiras. O primeiro estudo avaliou a atividade microbiana do solo em amostras de dois sistemas de manejo com bananeiras no municipio de Casimiro de Abreu, RJ. No segundo estudo avaliou-se o insumo org?nico com ?cido glut?mico e saponinas (AGAS) para o controle de nemat?ides em bananeiras na Pesagro, Serop?dica, RJ. O terceiro avaliou o potencial antagonista dos FMAs no biocontrole do nemat?ide Radophulus similis e seu aporte no desenvolvimento de plantas de bananeira em casa de vegeta??o da Embrapa Agrobiologia. No quarto estudo se estimou o efeito do uso de dois sistemas de manejo com bananeiras na comunidade da macrofauna ed?fica em Casimiro de Abreu, RJ. Foram calculados os ?ndices de biodiversidade, riqueza e densidade dos grupos de macrofauna em cada sistema. Os resultados indicaram que n?o houve diferen?a significativa entre sistemas de manejo com rela??o a valores de carbono e nitrog?nio da biomassa microbiana, e rela??o carbono org?nico vs carbono da biomassa microbiana nas ?pocas de ver?o e inverno, enquanto que as vari?veis respira??o basal do solo e quociente metab?lico indicaram que no sistema com cultivo org?nico houve uma maior efici?ncia da biomassa microbiana e do uso do substrato pelos microorganismos do solo do que o sistema com cultivo convencional. O produto org?nico AGAS proporcionou uma redu??o nos ?ndices populacionais de Meloidogyne spp nas doses de 1,51 e 2,02 ml.cm?? e de Radophulus similis na dose de 2,02 ml.cm?? ambos nas amostras de ra?zes ap?s 60 dias das plantas serem tratadas. No campo houve redu??o da popul??o de R. similis no solo aos 120 dias ap?s o tratamento com AGAS nas doses de 0,5 e 1,0 ml.cm??. No laborat?rio, quando diferentes estadios de R. similis foram expostos ao produto AGAS nas doses 1,0; 1,5 e 2,0 ml.m?? observou-se uma alta taxa de mortalidade chegando a 100% nas doses mais altas demonstrando efeito nematicida ?in vitro?. Com rela??o ao desenvolvimento das plantas, nos tratamentos com esp?cies de fungos micorr?zicos arbusculares inoculadas em plantas de bananeiras n?o houve diferen?a significativa. Por?m o teor de f?sforo foliar analisado aumentou significativamente no tratamento com o fungo Scutellospora calospora, e nos teores foliares de c?lcio e magn?sio para os tratamentos com os fungos: S. calospora, Entrhopospora colombiana e S. calospora+Glomus clarum. Os FMAs reduziram a popula??o do nemat?ide R. similis nas ra?zes das plantas de bananeira em casa de vegeta??o, sendo que S. calospora e G. clarum foram as mais eficientes. Na macrofauna do solo os resultados indicaram uma redu??o no sistema org?nico com bananeira, apresentando menor densidade e menor riqueza de grupos taxon?micos quando comparado com o sistema convencional. Os grupos decompositores e predadores apresentaram no ver?o a maior diversidade e densidade indicando uma melhor qualidade do solo no sistema com cultivo org?nico.

A pesquisa sobre bactérias diazotróficas associadas à cultura do trigo tem demonstrado a necessidade de associar bactérias eficientes a genótipos responsivos ao nitrogênio, os quais mais se beneficiariam dessa associação. Em um experimento com parcelas subdivididas instalado em condições de campo, em Mococa (SP), empregando os tratamentos: 3 doses de N (0, 60 e 120 kg ha -1 ) x 3 genótipos de trigo (IAC-24, ITD-19 e IAC-355), foi avaliada a ocorrência de microrganismos diazotróficos endofíticos em raízes desinfestadas superficialmente, utilizando-se 3 meios de cultivo distintos, NFb, semi-específico para Azospirillum spp, JNFb, semi-específico para Herbaspirillum spp., e LGI-P, semi-específico Gluconacetobacter diazotrophicus. O genótipo IAC-355 apresentou a menor quantidade de bactérias diazotróficas endofíticas. Além disso, para este genótipo, houve um ajuste linear ascendente da quantidade de bactérias diazotróficas com o aumento na quantidade de N adicionada, o que comprova a influência do genótipo da planta na associação com essas bactérias. Nenhuma bactéria pertencente aos gêneros Azospirillum ou Herbaspirillum foi isolada do genótipo IAC-355. Nas condições estudadas, não foi identificado nenhum isolado de Gluconacetobacter diazotrophicus nas raízes do trigo. Foram obtidos 8 isolados do gênero Azospirillum e 12 do gênero Herbaspirillum. Esses isolados foram testados "in vitro", no genótipo do qual foram originalmente isolados. Todos os isolados testados no genótipo ITD-19 causaram maior crescimento radicular que a testemunha e apenas 1 isolado de Herbaspirillum sp. propiciou aumento significativo do teor de N na parte aérea. A colonização micorrízica no genótipo IAC-355 foi maior que nos demais genótipos independente da dose de N, comprovando a influência do genótipo na colonização. A colonização micorrízica se correlacionou com a massa da matéria seca, e com o teor e a quantidade acumulada de P e N na parte aérea, assim como com a produtividade. A atividade da biomassa microbiana foi alterada na ausência de N, obtendo-se correlação entre o qCO2 e a relação Cmic:Corg, indicando que na ausência de N, houve perdas de C no solo cultivado com o genótipo IAC-24, enquanto que na presença do IAC-355, houve maior eficiência na utilização do C do solo pelos microrganismos. Na contagem de bactérias nitrificadoras obteve-se um ajuste linear ascendente em relação à quantidade de N adicionada, provavelmente devido à maior disponibilidade de substrato. A quantidade de microrganismos nitrificadores se correlacionou com a massa da matéria seca, e com o teor e a quantidade acumulada de N na parte aérea, assim como com a produtividade. A interação FMA-bactéria diazotrófica não propiciou benefícios para cultura do trigo. A interação FMA-bactéria diazotrófica demonstrou ser bastante especifica. As plantas associadas a Glomus, quando em presença dos isolados bacterianos apresentaram maior crescimento, acúmulo e aproveitamento dos nutrientes. Confirmou-se que o fungo micorrízico realmente é um agente transmissor de bactérias diazotróficas endofíticas, sendo que Acaullospora causou maior colonização radicular. As plantas dos tratamentos em que somente a bactéria foi inoculada apresentaram o dobro da produção de matéria seca, da quantidade acumulada e do índice de eficiência de utilização de N e P na parte aérea em relação à testemunha. A especificidade da interação planta-bactéria diazotrófica associativa indica que é possível obter benefícios desta associação, explorando bactérias e cultivares locais. / The research on diazotrophic bacteria associated to wheat has demonstrated the need to associate efficient bacteria to N-responsive genotypes, which would be more benefited from this association. A field experiment was carried out in Mococa, state of São Paulo-Brazil, with 3 genotypes of wheat (IAC-24, ITD-19 and IAC-355) under 3 nitrogen doses (0, 60 e 120 kg ha -1 ). The occurrence of diazotrophic bacteria was evaluated in three media, namely, NFb semi-specific for Azospirillum spp., JNFb semi-specific for Herbaspirillum spp., and LGI-P semi-specific for Gluconacetobacter diazotrophicus, using surface-sterilized roots. Regardless the nitrogen dose, the population of diazotrophic bacteria established poorly in the genotype IAC-355, but the infection increased with the addition of nitrogen for the same genotype, proving the influence of the host genotype for its association with these bacteria. Azospirillum spp. or Herbaspirillum spp. could not be isolated from the surface-sterilized roots of IAC-355. In the field experiment G. diazotrophicus was not found in any of the wheat-genotype roots. It was obtained 12 Herbaspirillum spp. isolates and 8 Azospirillum spp isolates. These strains were tested under gnotobiotic conditions, using the genotype from which they had been originally isolated. Inoculated ITD-19 plants showed an increase in root length, even though, only one strain showed a significant increase on shoot N accumulation. In the genotype IAC-355 mycorrhizal colonization was higher, proving the influence of the plant genotype. Mycorrhizal colonization showed significant correlation to shoot dry matter, shoot N and shoot P concentration and accumulation, as well as to the grain yield. In the absence of added N, the activity of microbial biomass was affected. The correlation between the qCO2 and biomass C-to-N ratio, showed that in absence of N, soil-C loss under IAC-24 cultivation, but a greater efficiency in the use of the soil-C by the microorganisms under IAC-355 cultivation. The populations of nitrifying bacteria increased with N addition, probably due to the N-rich substrate availability. The nitrifying bacteria showed significant correlation to shoot dry matter, shoot N concentration and accumulation, as well as to grain yield. There was no benefit from the AMF-diazotrophic bacteria co-inoculation on wheat plants. The specificity of AMF-diazotrophic bacteria interaction was demonstrated, it was confirmed that AMF indeed is a transmitting agent of endophytic diazotrophic bacteria, Acaullospora caused higher endophytic-bacteria root colonization. Plants inoculated with single strain doubled shoot dry matter, shoot N and P concentration and accumulation as compared to the control. Plant-bacteria interaction specificity demonstrates the possibility of getting benefits from this association by exploring both bacterial strains and plant genotypes from the same location.

Bibliography: leaves 172-197.

Bibliography: leaves 172-197. / xvii, 197 leaves : ill. (chiefly col.) ; 30 cm. / Title page, contents and abstract only. The complete thesis in print form is available from the University Library. / Thesis (Ph.D.)--University of Adelaide, Dept. of Soil and Water, 2002?