Species Lupinus polyphyllus is one of the most hazardous invasive species in the Czech Republic and its increasing occurence represents a threat of native biodiversity not only in the flora of conservation areas. Influence of management experiments on invaded communities was studied on permanent plots founded on three localities in the Šumava National Park. The role of nitrogen fixed in this invasion was explored by analyzing of soil samples. Influence of allelopathic inhibition of invasive species on some coexisting native species was tested in the laboratory experiment.

abstract: Biological soil crusts (BSCs) are critical components of arid and semiarid environments and provide the primary sources of bioavailable macronutrients and increase micronutrient availability to their surrounding ecosystems. BSCs are composed of a variety of microorganisms that perform a wide range of physiological processes requiring a multitude of bioessential micronutrients, such as iron, copper, and molybdenum. This work investigated the effects of BSC activity on soil solution concentrations of bioessential elements and examined the microbial production of organic chelators, called siderophores. I found that aluminum, vanadium, copper, zinc, and molybdenum were solubilized in the action of crusts, while nickel, zinc, arsenic, and zirconium were immobilized by crust activity. Potassium and manganese displayed behavior consistent with biological removal and mobilization, whereas phosphorus and iron solubility were dominated by abiotic processes. The addition of bioavailable nitrogen altered the effects of BSCs on soil element mobilization. In addition, I found that the biogeochemical activites of BSCs were limited by molybdenum, a fact that likely contributes to co-limitation by nitrogen. I confirmed the presence of siderophore producing microbes in BSCs. Siderophores are low-molecular weight organic compounds that are released by bacteria to increase element solubility and facilitate element uptake; siderophore production is likely the mechanism by which BSCs affect the patterns I observed in soil solution element concentrations. Siderophore producers were distributed across a range of bacterial groups and ecological niches within crusts, suggesting that siderophore production influences the availability of a variety of elements for use in many physiological processes. Four putative siderophore compounds were identified using electrospray ionization mass spectrometry; further attempts to characterize the compounds confirmed two true siderophores. Taken together, the results of my work provide information about micronutrient cycling within crusts that can be applied to BSC conservation and management. Fertilization with certain elements, particularly molybdenum, may prove to be a useful technique to promote BSC growth and development which would help prevent arid land degradation. Furthermore, understanding the effects of BSCs on soil element mobility could be used to develop useful biomarkers for the study of the existence and distribution of crust-like communities on ancient Earth, and perhaps other places, like Mars. / Dissertation/Thesis / Ph.D. Geological Sciences 2012

COSTA, Carlos Germano Ferreira. Caracterização fenotípica de rizóbios de solo rizosférico de leguminosas nativas do semi-árido cearense. 2010. 149 f. Dissertação (Mestrado em ecologia e recursos naturais)- Universidade Federal do Ceará, Fortaleza-CE, 2010. / Submitted by Elineudson Ribeiro (elineudsonr@gmail.com) on 2016-05-19T18:24:31Z No. of bitstreams: 1 2010_dis_cgfcosta.pdf: 5945018 bytes, checksum: 43b543c1f97909735e8ff852c376acd0 (MD5) / Approved for entry into archive by José Jairo Viana de Sousa (jairo@ufc.br) on 2016-05-27T20:09:03Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2010_dis_cgfcosta.pdf: 5945018 bytes, checksum: 43b543c1f97909735e8ff852c376acd0 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-27T20:09:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2010_dis_cgfcosta.pdf: 5945018 bytes, checksum: 43b543c1f97909735e8ff852c376acd0 (MD5) Previous issue date: 2010 / Os diferentes solos e manejos culturais afetam o equilíbrio entre solo e organismos endógenos, os quais, por sua vez afetam a sustentabilidade do solo. Desse modo acredita-se que a diversidade dos organismos do solo tenha uma relação estreita com a diversidade de outros organismos, tanto na superfície, quanto no próprio solo e que as interações dessa diversidade microbiana possam levar a uma alteração de função reduzindo ou ampliando a sustentabilidade dos ecossistemas. Interações mutualísticas são muito comuns na natureza e desempenham importante papel em muitos processos de diversos ecossistemas. Desse modo, a identificação dos padrões da estrutura espacial e abundância de microrganismos é um elemento importante e, necessário para identificar esse processo.Associações mutualísticas entre plantas e organismos do solo são essenciais para a sobrevivência e crescimento das plantas na maioria dos ecossistemas terrestres. Assim, o uso combinado de leguminosas e microrganismos na reabilitação de solos deteriorados é um processo efetivo na reestabilização dos ciclos de nutrientes nesse sistema, pois a estrutura alimentar do solo pode afetar o desenvolvimento da vegetação. O mutualismo entre rizóbios e leguminosas é possível de manipulação experimental. Diferente de alguns mutualistas, rizóbios podem crescer e ser cultivados em meios seletivos. Além disso, seu comportamento mutualista dentro dos nódulos pode ser manipulado e monitorado de modo não invasivo. objetivo deste trabalho foi avaliar a diversidade de estirpes nativas de rizóbio e a relação com algumas espécies de leguminosas arbóreas nativas ocorrentes na Reserva Particular do Patrimônio Natural (RPPN) Serra das Almas (05° 00’ a 05° 20’ S e 40° 48 a 41° 12’ W) no estado do Ceará (Brasil),em uma área de caatinga no município de Crateús-Ce, dista 390 Km de Fortaleza, entre cotas de 300 a 350 m de altitude, e que caracteriza-se pro apresentar clima semi árido e pluviosidade média de 881 mm anuais distribuída de Janeiro a Abril. Foram identificadas oito espécies de leguminosas arbóreas, que apresentaramassociações com rizóbios: Anadenanthera colubrina var. cebil (Griseb)Altschu (Angico), Bauhinia cheilantha (Bong.) Stend (Mororó), Poincianella pyramidalis (Tul.) L.P. Queiroz (Catingueira), Erythrina velutina Willd. (Mulungu), Mimosa caesalpiniifolia Benth (Sabiá), Minosa acustistipula (Mart.) Benth (Juremabranca), Mimosa tenuiflora (Willd.) Poir (Jurema-preta), Amburana Cearensis (Allemão) A.C. Smith (Emburana). Foram coletados nódulos e solo rizosférico para a identificação de bactérias diazotróficas, em dois períodos, na estação chuvosa e na seca. Foi realizado o cultivo destes rizóbios nas plantas-isca, Macropitillium atropurpureum (DC) Urban, Vigna unguiculata (L., Walp.), Cajanus cajan var. flavus DC e Mimosa pudica L, bem como a caracterização cultural caracterização cultural de estirpes de rizóbio isolados, testes de tolerância a níveis crescentes de NaCl e a altas temperaturas.Verificou-se que 92,42% dos isolados apresentara crescimento rápido e 52,24% acidificaram o meio 79. Um total de 84,93% isolados possuem tolerância a altas temperaturas (45° C), e 90,75% isolados apresentaram tolerância às concentrações salinas a 5%.Os resultados obtidos demonstraram que há relação entre a tolerância à salinidade e à temperatura quando avaliado in vitro para os isolados testados.

Submitted by TIAGO PEREIRA DA SILVA CORREIA null (correiagoueg@hotmail.com) on 2016-02-17T17:57:25Z No. of bitstreams: 1 Tese final para impressão_vf com ficha e aprova.pdf: 1412651 bytes, checksum: d60be6dcf3f00578cd6850869acde81c (MD5) / Approved for entry into archive by Sandra Manzano de Almeida (smanzano@marilia.unesp.br) on 2016-02-17T18:39:40Z (GMT) No. of bitstreams: 1 correia_tps_dr_bot.pdf: 1412651 bytes, checksum: d60be6dcf3f00578cd6850869acde81c (MD5) / Made available in DSpace on 2016-02-17T18:39:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 correia_tps_dr_bot.pdf: 1412651 bytes, checksum: d60be6dcf3f00578cd6850869acde81c (MD5) Previous issue date: 2015-12-21 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Duas são as formas de realizar inoculação na cultura da soja, por método tradicional diretamente na semente (via semente) ou pela aplicação no sulco de semeadura (via sulco). O método via sulco é restrito de estudos que determinem qual a maneira mais produtiva e economicamente viável de inoculação. Sendo assim, o objetivo do trabalho foi avaliar o desempenho operacional e econômico da inoculação via sulco na semeadura da soja, utilizando diferentes taxas de aplicação e doses de inoculante, em duas áreas de cultivo. Objetivou-se também a avaliação das características agronômicas e de nodulação da cultura. O experimento foi realizado durante a safra 2014/15 na Fazenda Santa Fé em Pardinho/SP, e os tratamentos variaram quanto a forma de inoculação (inoculação via sulco com taxas de aplicação 10, 20, 30, 40 e 50 L ha-1, inoculação via semente e sem inoculação) e doses de inoculante (1,2x106; 2,4x106; 3,6x106; 4,8x106 e 6,0x106 UFC por semente para os tratamentos com inoculação via sulco). Foram conduzidos dois experimentos, o primeiro realizado em área com histórico de cultivo de soja anualmente e o segundo em área sem histórico de cultivo da cultura. Para ambos experimentos foi utilizada uma semeadora modelo JD2113 CCS de 12 linhas, equipadas com pontas de pulverização do tipo StreamJet® TP0001SS para aplicação de inoculante no sulco de semeadura. Os resultados mostraram que a prática de inoculação com Bradyrhizobium contribui positivamente para o desenvolvimento e rentabilidade da cultura. A taxa de aplicação de 10L ha-1 apresentou maior rendimento operacional e econômico. A melhor relação benefício/custo da semeadura de soja foi por meio da inoculação via sulco com taxa de aplicação de 20 L ha-1 e elevada dose de inoculante (6x106 UFC por semente). / There are two ways of inoculation, by traditional method directly in the seed and by spraying in the furrow. However, there are few studies determining the most productive and cost-effective way of furrow inoculation. There for the aim of this study was to evaluate the operational and economic performance through soybean furrow inoculation, using different application rates and inoculation doses, in two different areas. It is also aimed assessing the agronomic and nodulation characteristics of the culture. The experiment was conducted during the 2014/15 crop at Fazenda Santa Fé in Pardinho/SP, and evaluated five treatments differentiating by the forms of inoculation (no inoculation, furrow inoculation with rates of 10, 20, 30, 40 e 50 L ha-1, and seed inoculation) and inoculant quantity (1,2x106; 2,4x106; 3,6x106; 4,8x106 e 6,0x106 UFC for seed, for treatments with furrow inoculation). We conducted two equal experiments; the first experiment was done in an area with grains cultivation history and the second in an area without grain cultivation history. JD 2113 CCS 12 lines, planter model was used equipped with spray type TP0001SS StreamJet® to inoculant application in the planting furrow. The Bradyrhizobium inoculation contributes positively to the development and profitability of the crop. The application rate of 10L.ha-1 showed the highest operational and economic performance. However, the best benefit/cost of the soybean sowing is by inoculation via groove with application rate of 20 L ha-1 and high inoculum dose (6x106 UFC for seed).

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:27:21Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2012-05-08Bitstream added on 2014-06-13T18:56:01Z : No. of bitstreams: 1 santos_hl_me_jabo.pdf: 542105 bytes, checksum: 1ce4dad9a88f445cab5e1d85dfb59fa8 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / O feijoeiro desenvolve associação simbiótica nas raízes com a bactéria Rhizobium tropici, naturalmente ou via inoculação, propiciando a infecção das raízes da planta hospedeira e provocando a formação de nódulo onde ocorre a fixação do N2. Os genes bacterianos envolvidos na formação dos nódulos estão divididos em: 1) genes que especificam a composição bioquímica da superfície celular bacteriana e 2) genes relacionados à produção de polissacarídeos. Estirpes de rizóbio são eficientes produtores de EPS, tais moléculas estão envolvidos nos processos de infecção e fixação biológica do nitrogênio (FBN). Estirpes mutantes dessa bactéria têm um papel importante não só na fixação biológica do nitrogênio, como também, biotecnologicamente. Neste trabalho foi realizada a caracterização do potencial biotecnológico de microrganismos mutantes em relação a sua estirpe selvagem SEMIA 4080, por meio da análise de expressão gênica, por PCR em tempo real, dos genes fixN, nifH, exoZ, exoR e phbC, relacionados ao processo de FBN. Foram selecionados quatro mutantes construídos por inserção de transposons Tn5. Para a avaliação da expressão gênica, o RNA foi extraído nas fases lag, log e estacionária de crescimento bacteriano e também na fase de bacterióides, isolados de nódulo de feijoeiro inoculados com as estirpes mutantes e selvagem. Os dados de seqüenciamento revelam que a mutação não ocorreu no gene exoZ, gene para o qual a mutação foi direcionada. A mutação aparentemente não alterou a expressão dos genes relacionados à FBN, no entanto, os mutantes apresentaram menor eficiência na simbiose. Sendo assim, tais mutantes são recomendados na utilização biotecnológica, uma vez que apresentam maior produção de exopolissacarídeos em relação a sua estirpe selvagem / Plant bean develops symbiotic association with Rhizobium tropici bacteria both naturally or through inoculation, enabling the infection of roots of the host plant and triggering nodule formation where N2 fixation takes place. The bacterial genes involved in the formation of the nodules are divided into two classes: 1) genes that specify the biochemical composition of the bacterial cell surface and 2) genes related to the production of capsular polysaccharides. Rhizobia strains are efficient producers of exopolysaccharides and such exudates present complex structure involved in processes of infection and biological nitrogen fixation (BNF). This work focused on the characterization of the biotechnological potential of mutants in relation to their wild type SEMIA 4080, through gene expression analysis by real time PCR, gene fixN, nifH, exoZ, exoR and phbC, related to the process of BNF. Four mutants selected were constructed by insertion of transposons Tn5. For the evaluation of gene expression, RNA was extracted phases lag, log and stationary, bacterial growth phase and also in bacteroids isolated from nodules of bean plants inoculated with the mutant strains and wild type. The sequencing data revealed that the mutation not occur in exoZ gene, the gene to which mutation was directed. The mutation apparently did not alter the expression of genes related to BNF, however, the mutants were less efficient in symbiosis. Thus, these mutantes are recommended in the biotechnological utilization since a higher production of exopolysaccharides in relation to their wild type strain

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:27:21Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2012-02-27Bitstream added on 2014-06-13T18:31:20Z : No. of bitstreams: 1 lopes_em_me_jabo.pdf: 835472 bytes, checksum: 48c547e9e24f7be820745ae3b251a2e3 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O Brasil é considerado mundialmente o segundo maior produtor de soja, com perspectiva para a safra de 2011 /2012 entre 72,18 e 73,29 milhões de hectares. Bactérias do tipo B.elkanii, fixadoras de nitrogênio, estabelecem uma relação simbiótica com a soja convertendo o nitrogênio atmosférico em amônia, que é o composto assimilável pela planta. Essas bactérias diazotróficas, do tipo Bradyrrizobium elkanii, têm a capacidade de sintetizar e acumular polihidroxibutirato (PHB), homopolímero de origem afilática com propriedades semelhantes aos dos polipropilenos utilizado para a produção de plástico biodegradável. Linhagens mutantes para o aumento na síntese e acúmulo de polímero foram desenvolvidas e testadas visando interesse biotecnológico da aplicação comercial das mesmas. O objetivo foi analisar a fixação biológica do nitrogênio (nifH e fixN ), conversão de amônia em aminoácidos (glnA e glnB) e acúmulo de polímero ( phbA, phbB e phbC) através da analise por PCR em tempo real. .As linhagens mutantes apresentaram expressão positiva e significativa para os genes de acúmulo e síntese de PHB in vitro; já em simbiose, apresentaram expressão negativa para os mesmos considerando a competição das vias de acúmulo de polímero e fixação biológica do nitrogênio. Frente ao potencial biotecnológico da aplicação industrial de polímeros de origem bacteriana, a análise por meio desta abordagem foi de fundamental importância para utilização futura e aprimoramento das linhagens mutantes de B. elkanii, bem como a análise expressão permitiu o conhecimento de interações metabólicas no processo de simbiose / Brazil is considered the world's second largest soybean producer, with prospects for the harvest of 2011/2012 between 72.18 and 73.29 million hectares. B.elkanii type bacteria, nitrogen fixing, establishing a symbiotic relationship with soybean converting atmospheric nitrogen into ammonia, which is the compound assimilated by the plant. These diazotroph, Bradyrrizobium elkanii type, have the ability to synthesize and accumulate polyhydroxybutyrate (PHB), homopolymer afilática source with similar properties to the polypropylenes used for the production of biodegradable plastics. Mutant strains for the increase in polymer synthesis and accumulation have been developed and tested in order biotechnological interest of commercial application of the same. The aim was to analyze the biological nitrogen fixation (nifH and fixN), conversion of ammonia into amino acids (glnA and glnB) and accumulation of polymer (phbA, phbB and phbC) by PCR analysis in real time. . The mutant strains exhibited significant and positive expression of genes for the synthesis of PHB accumulation and in vitro, whereas in symbiosis showed negative expression for them considering the competition of the process of accumulation of polymer and biological nitrogen fixation. Front of the biotechnological potential of the industrial application of polymers of bacterial origin, the analysis by this approach was crucial for future use and improvement of mutant strains of B. elkanii and expression analysis allowed the understanding of metabolic interactions in the process of symbiosis

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Brazil is one of the largest producers and consumers of rice (Oryza sativa) in the world, and the largest portion of its production comes from floodplain ecosystems, and Rio Grande do Sul (RS), the largest national producer. Rice production is dependent on nitrogen fertilizers, which have high costs and high capacity to pollute the environment. An alternative to reducing the application of nitrogen (N) is inoculated Diazotrophic able to promote biological fixation of nitrogen (BNF) and or, in rice plant growth. The aim of this study was to select and evaluate the efficiency of diazotrophic bacteria isolated from different rice varieties, and the potential contribution of BNF these isolates in the culture in question, under flooding conditions. Three studies were performed. In the first, we performed the isolation of diazotrophic bacteria present in 20 varieties of rice grown in RS. In the second, the isolates were tested for their ability to fix atmospheric nitrogen, produce and release acid-indole-3-acetic acid (IAA) and promote growth ten rice cultivars under conditions gnotobiotics. In the third study, an experiment was conducted in a greenhouse with four isolates that showed improved plant growth and the three cultivars responded more inoculation in vitro test. In tests with inoculation was used strain BR11417 (ZAE94 - Herbaspirillum seropedicae) as a reference. 35 isolates were obtained from roots and shoots of rice cultivars tested, and all showed the ability to fix atmospheric nitrogen and produce and release IAA in vitro. In the experiment under conditions gnotobiotics cultivars IRGA 409, Puita Inta-CL and Pampa cultivars proved more responsive to inoculation and isolates 12, 13, 29 were those who had higher plant growth promotion. In the greenhouse, the IRGA 409 was the one that responded to inoculation and isolated 12, who provided the greatest benefits in relation to plant tillering and dry matter production in rice cultivars studied. / O Brasil é um dos maiores produtores e consumidores de arroz (Oryza sativa) do mundo, e a maior parcela de sua produção é proveniente dos ecossistemas de várzeas, sendo o Rio Grande do Sul (RS) o maior produtor nacional. A produção de arroz é dependente de fertilizantes nitrogenados, os quais apresentam custos elevados e alta capacidade de poluir o meio ambiente. Uma alternativa para a redução na aplicação de nitrogênio (N) é a inoculação de bactérias diazotróficas capazes de promover a fixação biológica de N (FBN) e, ou, o crescimento vegetal em arroz. O objetivo deste trabalho foi selecionar e avaliar a eficiência de bactérias diazotróficas endofíticas isoladas de diferentes variedades de arroz, e o potencial de contribuição da FBN destes isolados na cultura em questão, sob condição de inundação. Foram realizados três estudos. No primeiro, foi realizado o isolamento de bactérias diazotróficas presentes em 20 variedades de arroz irrigado cultivadas no RS. No segundo, os isolados obtidos foram testados quanto à capacidade de fixar nitrogênio atmosférico, produzir e liberar ácido-3-indol-acético (AIA) e promover o crescimento de dez cultivares de arroz irrigado sob condições gnotobióticas. No terceiro estudo, foi realizado um experimento de casa de vegetação com os quatro isolados que proporcionaram melhor crescimento vegetal e as três cultivares que mais responderam a inoculação no teste in vitro. Nos testes com inoculação foi utilizada a estirpe BR11417 (ZAE94 Herbaspirillum seropedicae) como referência. Foram obtidos 35 isolados da raiz e da parte aérea das cultivares de arroz irrigado testadas, e todos apresentaram capacidade de fixar nitrogênio atmosférico e produzir e liberar AIA in vitro. Em experimento sob condições gnotobióticas as cultivares IRGA 409, Puitá Inta-CL e Pampa demonstraram ser as cultivares mais responsivas a inoculação, e os isolados 12, 13, 29 foram aqueles que apresentaram maior promoção de crescimento vegetal. Em casa de vegetação, a cultivar IRGA 409 foi a que mais respondeu a inoculação e o isolado 12, aquele que proporcionou os maiores benefícios em relação ao perfilhamento de plantas e produção de matéria seca nas cultivares de arroz irrigado estudadas.

A adubação nitrogenada é fator determinante da produção em espécies forrageiras, como Cynodon sp.Tifton 85. O objetivo neste trabalho foi de avaliar o efeito do parcelamento de doses de nitrogênio na taxa de acumulo diária e na produção acumulada de matéria seca da Tifton 85, bem como o índice nutricional de nitrogênio, fósforo e potássio e a curva de diluição de nitrogênio e os teores de nitrato no solo. O experimento foi conduzido na área do Instituto Agronômico do Paraná (IAPAR) estação experimental de Pato Branco – PR, no ano experimental de 2011/2012 e repetido em 2012/2013. O delineamento experimental foi de blocos ao acaso com parcelas sub sub subdivididas com quatro repetições. As parcelas constituíram-se de dias acumulados de avaliação, as subparcelas tiveram como tratamento doses únicas de N e parcelamentos das doses em duas e quatro vezes, nas sub- subparcelas foram alocadas as doses de N (0, 100, 200, 300 Kg.ha-1) e nas sub sub subparcelas as profundidades de amostragem de solo (0-5, 5-10, 10-20 cm). A maior taxa de acúmulo obtida no primeiro ano foi de 142 Kg de MS.ha-1. dia-1 e no segundo ano foi de 105 Kg de MS.ha-1.dia-1 sendo ambas influenciadas pelo parcelamento das doses de adubação nitrogenada duas e quatro vezes respectivamente. A produção de MS no primeiro ano experimental foi influenciada pelo parcelamento das doses de N a partir da dose de 200 Kg de N.ha-1, sendo a maior produção (15.134 Kg de MS.ha-1) observada no parcelamento em quatro vezes da dose de 300 kg de N.ha-1, que diferiu da aplicação em dose única (12.485 Kg de MS.ha-1). No segundo ano a produção de matéria seca foi influenciada somente pelas doses de nitrogênio, sendo a maior produção MS de 16.092 Kg de MS.ha-1 obtida com a maior dose de N (300 Kg.ha-1). O índice nutricional nitrogenado foi incapaz de detectar as deficiências de N, sendo a curva de diluição de N, mais precisa para diagnóstico nutricional. O Índice Nutricional de fósforo não foi limitante ao desenvolvimento das plantas em ambos os anos experimentais. No segundo ano experimental os índices de potássio foram insuficientes no parcelamento de uma e duas vezes. Os teores de nitrato no solo para o primeiro ano experimental não foram influenciados pelos parcelamentos da adubação nitrogenada mesmo na aplicação da maior dose de N, sendo que no segundo ano, estes foram influenciados pelos parcelamentos da adubação nitrogenada. Portanto, para Tifton 85 estabelecida e com manejo residual de adubação nitrogenada do ano anterior o parcelamento para doses até 300 Kg de N.ha-1 é desnecessário. / The nitrogen fertilization is a determining factor of production in fodder species, such as Cynodon sp.Tifton 85. The aim of this work was to evaluate the effect of split application of nitrogen in daily rate of accumulation and the accumulated production of dry matter of Tifton 85, as well as the nutritional index of nitrogen, phosphorus and potassium; nitrogen dilution curve and the nitrate levels in soil. The experiment was conducted in the area of Instituto Agronômico do Paraná (IAPAR) experimental station of Pato Branco - PR, in experimental year 2011/12 and repeated in 2012/2013. The experimental design was randomized complete blocks with sub sub subdivided plots with four repetitions. The plots consisted of accumulated days of evaluation, the subplots had as treatment single doses of N and fertilizer splitting doses in two and four times, in sub-plots were allocated the doses of N (0, 100, 200, 300 Kg ha-1) and sub sub plots the sampling depths of soil (0-5, 5-10, 10-20 cm). The higher rate of accumulation obtained in the first year was 142 Kg of MS.ha-1. day-1 and in the second year was 105 Kg of MS.ha-1.day-1 being both influenced by splitting doses of nitrogen fertilization two and four times respectively. The production of MS in experimental first year was influenced by splitting the doses of N from the dose of 200 Kg N ha-1, being the largest production (15,134 Kg of MS.ha-1) observed in splitting into four times the dose of 300 kg N ha-1, which differed from the application in a single dose (12,485 Kg of MS.ha-1). In the second year the production of dry matter was influenced only by the doses of nitrogen, being the largest production MS of 16,092 Kg of MS.ha-1 obtained with the highest dose of N (300 Kg ha-1). The index nutritional N was unable to detect the deficiencies of N being the curve of dilution of N, more need for nutritional diagnosis. The Nutritional Index of phosphorus was not limiting the development of plants in both experimental years. In the second year the experimental rates of potassium were insufficient in fragmentation of once and twice. The levels of nitrate in soil for the first year were not influenced by experimental splitted applications of nitrogen fertilization even in the application of the highest dose of N, considering that in the second year, these were influenced by splitted applications of nitrogen fertilization. Therefore, for Tifton 85 established and with management of residual nitrogen fertilization of the previous year the parceling for doses up to 383 Kg of N ha-1 is unnecessary.

Orientador: Jackson Antônio Marcondes de Souza / Coorientador: Tereza Cristina Luque Castellane / Banca: Janete Apparecida Desidério / Banca: Danielle Gregório Gomes Caldas / Resumo: O feijoeiro desenvolve associação simbiótica nas raízes com a bactéria Rhizobium tropici, naturalmente ou via inoculação, propiciando a infecção das raízes da planta hospedeira e provocando a formação de nódulo onde ocorre a fixação do N2. Os genes bacterianos envolvidos na formação dos nódulos estão divididos em: 1) genes que especificam a composição bioquímica da superfície celular bacteriana e 2) genes relacionados à produção de polissacarídeos. Estirpes de rizóbio são eficientes produtores de EPS, tais moléculas estão envolvidos nos processos de infecção e fixação biológica do nitrogênio (FBN). Estirpes mutantes dessa bactéria têm um papel importante não só na fixação biológica do nitrogênio, como também, biotecnologicamente. Neste trabalho foi realizada a caracterização do potencial biotecnológico de microrganismos mutantes em relação a sua estirpe selvagem SEMIA 4080, por meio da análise de expressão gênica, por PCR em tempo real, dos genes fixN, nifH, exoZ, exoR e phbC, relacionados ao processo de FBN. Foram selecionados quatro mutantes construídos por inserção de transposons Tn5. Para a avaliação da expressão gênica, o RNA foi extraído nas fases lag, log e estacionária de crescimento bacteriano e também na fase de bacterióides, isolados de nódulo de feijoeiro inoculados com as estirpes mutantes e selvagem. Os dados de seqüenciamento revelam que a mutação não ocorreu no gene exoZ, gene para o qual a mutação foi direcionada. A mutação aparentemente não alterou a expressão dos genes relacionados à FBN, no entanto, os mutantes apresentaram menor eficiência na simbiose. Sendo assim, tais mutantes são recomendados na utilização biotecnológica, uma vez que apresentam maior produção de exopolissacarídeos em relação a sua estirpe selvagem / Abstract: Plant bean develops symbiotic association with Rhizobium tropici bacteria both naturally or through inoculation, enabling the infection of roots of the host plant and triggering nodule formation where N2 fixation takes place. The bacterial genes involved in the formation of the nodules are divided into two classes: 1) genes that specify the biochemical composition of the bacterial cell surface and 2) genes related to the production of capsular polysaccharides. Rhizobia strains are efficient producers of exopolysaccharides and such exudates present complex structure involved in processes of infection and biological nitrogen fixation (BNF). This work focused on the characterization of the biotechnological potential of mutants in relation to their wild type SEMIA 4080, through gene expression analysis by real time PCR, gene fixN, nifH, exoZ, exoR and phbC, related to the process of BNF. Four mutants selected were constructed by insertion of transposons Tn5. For the evaluation of gene expression, RNA was extracted phases lag, log and stationary, bacterial growth phase and also in bacteroids isolated from nodules of bean plants inoculated with the mutant strains and wild type. The sequencing data revealed that the mutation not occur in exoZ gene, the gene to which mutation was directed. The mutation apparently did not alter the expression of genes related to BNF, however, the mutants were less efficient in symbiosis. Thus, these mutantes are recommended in the biotechnological utilization since a higher production of exopolysaccharides in relation to their wild type strain / Mestre

Orientador: Jackson Antônio Marcondes de Souza / Banca: Janete Aparecida Desidério / Banca: Rodrigo Matheus Pereira / Resumo: O Brasil é considerado mundialmente o segundo maior produtor de soja, com perspectiva para a safra de 2011 /2012 entre 72,18 e 73,29 milhões de hectares. Bactérias do tipo B.elkanii, fixadoras de nitrogênio, estabelecem uma relação simbiótica com a soja convertendo o nitrogênio atmosférico em amônia, que é o composto assimilável pela planta. Essas bactérias diazotróficas, do tipo Bradyrrizobium elkanii, têm a capacidade de sintetizar e acumular polihidroxibutirato (PHB), homopolímero de origem afilática com propriedades semelhantes aos dos polipropilenos utilizado para a produção de plástico biodegradável. Linhagens mutantes para o aumento na síntese e acúmulo de polímero foram desenvolvidas e testadas visando interesse biotecnológico da aplicação comercial das mesmas. O objetivo foi analisar a fixação biológica do nitrogênio (nifH e fixN ), conversão de amônia em aminoácidos (glnA e glnB) e acúmulo de polímero ( phbA, phbB e phbC) através da analise por PCR em tempo real. .As linhagens mutantes apresentaram expressão positiva e significativa para os genes de acúmulo e síntese de PHB in vitro; já em simbiose, apresentaram expressão negativa para os mesmos considerando a competição das vias de acúmulo de polímero e fixação biológica do nitrogênio. Frente ao potencial biotecnológico da aplicação industrial de polímeros de origem bacteriana, a análise por meio desta abordagem foi de fundamental importância para utilização futura e aprimoramento das linhagens mutantes de B. elkanii, bem como a análise expressão permitiu o conhecimento de interações metabólicas no processo de simbiose / Abstract: Brazil is considered the world's second largest soybean producer, with prospects for the harvest of 2011/2012 between 72.18 and 73.29 million hectares. B.elkanii type bacteria, nitrogen fixing, establishing a symbiotic relationship with soybean converting atmospheric nitrogen into ammonia, which is the compound assimilated by the plant. These diazotroph, Bradyrrizobium elkanii type, have the ability to synthesize and accumulate polyhydroxybutyrate (PHB), homopolymer afilática source with similar properties to the polypropylenes used for the production of biodegradable plastics. Mutant strains for the increase in polymer synthesis and accumulation have been developed and tested in order biotechnological interest of commercial application of the same. The aim was to analyze the biological nitrogen fixation (nifH and fixN), conversion of ammonia into amino acids (glnA and glnB) and accumulation of polymer (phbA, phbB and phbC) by PCR analysis in real time. . The mutant strains exhibited significant and positive expression of genes for the synthesis of PHB accumulation and in vitro, whereas in symbiosis showed negative expression for them considering the competition of the process of accumulation of polymer and biological nitrogen fixation. Front of the biotechnological potential of the industrial application of polymers of bacterial origin, the analysis by this approach was crucial for future use and improvement of mutant strains of B. elkanii and expression analysis allowed the understanding of metabolic interactions in the process of symbiosis / Mestre