Diazotróficos de vida-livre podem ser encontradas associadas à filosfera, dermosfera e rizosfera das espécies vegetais. Alguns dados sugerem que a fixação biológica de N2 (FBN) por bactérias assimbióticas representa uma entrada importante de nitrogênio nos ecossistemas tropicais, variando com as espécies vegetais e nas diferentes partes da planta. O presente trabalho teve como objetivos estimar a quantidade de N2 fixado de forma assimbiótica na filosfera, dermosfera e rizosfera sobre a copa das espécies vegetais Guapira oposita e Euterpe edulis, e avaliar a diversidade das bactérias assimbióticas, através da análise do gene rRNA 16S, em uma Restinga ,em Ubatuba, SP. O estudo foi realizado no Parque Estadual da Serra do Mar, Núcleo Picinguaba, em épocas de baixa e alta pluviosidade. A atividade da nitrogenase foi determinada pela técnica de redução do acetileno e as concentrações de etileno foram determinadas por cromatografia gasosa. A diversidade de bactérias que habitam filosfera, dermosfera e solo foi acessada por pirosequenciamento da região V4 do gene rRNA 16S. A maior fixação de N foi observada na dermosfera de E. edulis nas duas épocas de coleta (175,1± 53,4 ng cm-2 h-1; 97,2 ± 21 ng cm-2 h-1), as taxas de fixação de N mais baixas foram observadas no solo. Na época de alta pluviosidade, a FBN na filosfera de G. oposita (52,0 ± 12 ng cm-2 h-1) foi significativamente maior do que a filosfera de E. edulis (3,6 ± 06 ng cm-2. h-1) e do que no mesmo compartimento mas em diferentes épocas de coleta (7,5 ± 1,3 ng cm-2 h-1). O valor do 15N foi maior no solo onde a fixação de N foi mais baixa. Na filosfera e na dermosfera, a relação C/N foi mais baixa quando a FBN foi mais alta. A FBN no solo e serrapilheira de restinga apresentou grande variação espacial, com locais de alta atividade. As 188629 sequências obtidas foram agrupadas em 16727 Unidades Taxonômicas Operacionais (UTOs), distribuídos em 35 filos. Os principais filos detectados foram Proteobacteria (38%) e Acidobacteria (12%). As classes Alphaproteobacteria e Gammaproteobacteria foram as mais abundantes nos três compartimentos. Potenciais fixadores de N foram detectados nas classes Alpha Beta e Gammaproteobacteria. A abundância de cianobacterias fixadoras de N na filosfera e na dermosfera foi baixa, indicando que outros diazotróficos também colonizam esses ambientes e contribuem com a FBN. / Free-living N2 fixing bacteria can be found associated with the phyllosphere, bark and rizosphere of the diferent plant species. Some data suggest that biological N2 fixation (BNF) by free-living bacteria represents an important input of nitrogen in tropical ecosystem, varying with the plant species and in different parts of the plant. This study aimed to estimate the amount of N2 fixed in the phyllosphere, bark and soil under the canopy of Guapira opposite and Euterpe edullis, and evaluate the diversity of bacteria through the sequencing of the 16S rRNA gene analysis, the phyllosphere, bark and soil in a Restinga area, Ubatuba, SP. The study was conducted in the Parque Estadual da Serra do Mar, Núcleo Picinguaba in seasons of low and high rainfall. Nitrogenase activity was determined by the acetylene reduction assay (ARA) and ethylene concentrations were determined by gas chromatography. The diversity of bacteria in the phyllosphere, bark and soil was accesed using pyrosequencing of the 16S rRNA V4 region. The bark of Euterpe edullis was higher at both sampling times (175,1±53,4 ng. cm-2. h-1, 97,2±21 ng. cm-2. h-1). The BNF rates were lower in soil. In high rainfall conditions, the BNF in the phyllosphere of Guapira opposite increased significantly (52,0±12 ng. cm-2. h-1) when compared with Euterpe edullis (3,6 ± 06 ng. cm-2. h-1) and Guapira opposite (7,5 ± 1,3 ng. cm-2. h-1) phyllosphere. The value of 15N was higher in the soil where the rates of FBN was lower. In the phyllosphere and bark, C/N was lower when BNF was higher. BNF in soil great spatial variation with areas of high activity. The 18.629 sequences obtained were grouped into 16.727 Operational Taxonomic Units (OTUs) distributed in 35 phyla. The main phyla Proteobacteria represented 38% of the OTUs and Acidobacteria 12% of the UTOs. The classes Alphaproteobacteria and Gammaproteobacteria were the most abundant in the three compartmens. Alphaproteobacteria, Betaproteobacteria and Gammaproteobacteria were the main potential N-fixers. The abundance of nitrogen-fixing Cyanobacteria in the phyllosphere and bark was low, indicating that others diazotrophics also colonize these environments and contribute with BNF.

O presente trabalho estudou as relações entre as taxas de fixação biológica de nitrogênio (FBN), a composição e a diversidade da comunidade de bactérias diazotróficas de vida livre em três compartimentos: solo sob a copa, filosfera e dermosfera de diferentes espécies arbóreas, sendo que dermosfera foi avaliada em apenas duas espécies. As plantas escolhidas foram Euterpe edulis (Palmito juçara) Guapira opposita (Louro-branco) e Merostachys neesii (Bambu) presentes na Floresta Ombrófila Densa (FOD) de terras baixas e montanas do Parque Estadual da Serra do Mar, no Estado de São Paulo Brasil. As taxas de FBN foram estimadas pela técnica de redução de acetileno (ARA) através da relação teórica 3:1, baseada na redução de três moles de acetileno para cada mol de N fixado, e a composição da comunidade bacteriana foi acessada pelo sequenciamento parcial do gene rRNA 16S usando pirossequenciador. Foram encontradas diferenças nas estimativas das taxas de FBN que variaram entre as espécies arbóreas e principalmente entre os substratos. Os testes de comparação de médias indicaram que, nas árvores amostradas, as taxas de FBN aumentaram na ordem: solo sob a projeção da copa, filosfera e dermosfera. A maior FBN foi observada na dermosfera de E. edulis, no PESM-Santa Virginia, durante o verão (630,12±27,28 ng N cm-2 h-1) e a menor FBN no solo de G. opposita PESM-Santa Virginia, também no verão (0,49±0,17 ng N cm-2 h-1). A FBN da serapilheira e do solo não associado com as espécies arbóreas apresentou grande variabilidade espacial nas duas áreas amostradas, mas não apresentou variações sazonais. O pirosequenciamento do gene rRNA 16S mostrou que solo sob a copa, filosfera e dermosfera das espécies arbóreas avaliadas possuem comunidades bacterianas distintas, além destas serem também influenciadas pelo local de amostragem. A comunidade epifítica da dermosfera também foi influenciada pela espécie arbórea. Foram obtidas 423210 sequências que foram agrupadas em 35216 unidades taxonômicas operacionais (UTOs), distribuídas em 32 filos, dentre os quais o mais abundante foi o filo Proteobacteria (36,6%). Dos possíveis diazotróficos observados, o filo Proteobacteria foi dominante nos três compartimentos avaliados, com predomínio da classe Alphaproteobacteria, principalmente na filosfera de M. neesii. A presença de cianobactérias foi maior na dermosfera, e Firmicutes no solo sob a projeção da copa, sugerindo que a comunidade bacteriana é altamente diversificada e tende variar espacialmente. / In this study we estimate the relationship between biological nitrogen fixation (BNF) rates and composition and diversity of free-living diazotrophic bacteria in phyllosphere and soil under the canopy of tree species, Euterpe edulis (Juçara palmito), Guapira opposita (\"Louro-branco\"),and Merostachys neesii (Bamboo) in lowland and montane dense ombrophilous forests (DOFs) at the Serra do Mar State Park, Brazil; bark was also evaluated in the first two tree species. BNF rates were estimated by acetylene reduction activity (ARA) using the 3:1 theoretical ratio, based on the reduction of three acetylene moles per each N mole fixed. Bacterial community composition was evaluated by partial 16S rRNA gene sequencing with a pyrosequencer. Analysis of variance showed highly significant estimated for BNF rates, which widely varied between tree species and especially between substrates. Mean comparison tests indicated that higher BNF rates followed the following order: soil under projected canopy, phyllosphere, and bark, respectively. The highest BNF rate was observed in E. edulis bark(630.12±27.28 ng N cm-2 h-1) and the lowest BNF rate in soil under G. opposita canopy (0.49±0.17 ng N cm-2 h-1), both at the PESMSanta Virginia site in the summer. The BNF in leaf litter and soil unassociated with tree species exhibited high spatial variability in two sampling sites, but this does not indicate a temporal trend in higher BNF rates between winter and summer. Pyrosequencing of the rRNA 16S gene showed that each component of the tree species evaluated harbors a distinct bacterial community. In bark, phyllosphere, and soil the under projected canopy of trees sampled, the results demonstrated influence by sampling site. We also observed that there was influence of tree species on the epiphytic community in bark. The 423, 210sequences obtained were grouped into35,216 operational taxonomic units (OTUs), distributed among 32 phyla, with highest abundance of Proteobacteria (36.6%). Between the possible diazotrophs observed, Proteobacteria was dominant among the three components evaluated, with predominance of the class Alphaproteobacteria, especially in M. neesii phyllosphere. The presence of cyanobacteria was higher in bark and Firmicutes in soil under projected canopy of the trees sampled, suggesting that the bacterial community is highly diverse and tends to spatially vary.

Lic.-avh. (sammanfattning) Umeå : Sveriges lantbruksuniv. / Härtill 2 uppsatser.

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

Os manguezais estão localizados na interface entre o continente e o oceano em regiões intertropicais, possuindo condições ambientais únicas. O objetivo deste trabalho foi avaliar a diversidade e o potencial biotecnológico da comunidade de Pseudomonas spp. em sedimentos de manguezais com diferentes estágios de preservação, no Estado de São Paulo. A diversidade de Pseudomonas spp. foi avaliada por meio da detecção do gene 16S rRNA e do gene gacA de isolados de Pseudomonas, como também por métodos independentes de cultivo. Dos 83 isolados obtidos, 55 foram positivos para o gene gacA. De acordo com as análises de DGGE e da biblioteca de clones, os diferentes manguezais apresentam comunidades de Pseudomonas bem distintas. Entre as espécies caracterizadas, P. nitroreducens e P. fluorescens foram predominantes. Pseudomonas de manguezais halotolerantes produzem AIA, ACC deaminase, NH3, solubilizam fosfato e fixam nitrogênio. Estudos demonstraram o potencial de Pseudomonas para promoção de crescimento de milho e redução dos efeitos do estresse salino sobre a planta. / Mangroves are located at the interface of continent and ocean in intertropical regions, possessing unique environmental conditions. The objective of this study was to evaluate the diversity and biotechnological potential of Pseudomonas spp. community in mangrove sediments under different stages of preservation in the São Paulo state. Pseudomonas spp. diversity was analyzed through the detection of 16S rRNA gene and gacA gene of Pseudomonas isolates, as well as through cultive independent methods. Of the 83 isolates, 55 were positive for gacA gene. According to DGGE and clone library analysis, the different mangroves showed very distinct Pseudomonas communities. Among the characterized species by 16S rRNA gene, P. nitroreducens and P. fluorescens were dominant. Pseudomonas mangrove halotolerant produce IAA, ACC deaminase, NH3, solubilize phosphate and fix nitrogen. Studies demonstrated the potential of Pseudomonas for maize growth promotion and reduce the effects of salt stress on the plant.

Beijerinckia sp., bactéria de vida livre fixadora de nitrogênio, comumente encontrada em solos tropicais lateríticos. A cianoficina produzida por cianobactérias é a única reserva nitrogenada intracelular descrita até hoje. O presente trabalho teve como principal objetivo verificar o acúmulo de material nitrogenado intracelular associado à Fixação Biológica de Nitrogênio em cinco isolados de Beijerinckia da rizosfera de cana-de-açúcar (Saccharum sp.). Os resultados mostraram um aumento na concentração de proteína celular total concomitantemente a atividade da nitrogenase durante a fase estacionária de todos os isolados. A fixação de nitrogênio durante esta fase sugere que o destino do nitrogênio fixado seriam os grânulos de armazenamento. A análise química desta reserva confirmou a presença de arginina em teor muito elevado em relação aos demais aminoácidos sugerindo uma reserva nitrogenada diferente da cianoficina. Em recombinantes de Escherichia coli confirmou-se um possível gene envolvido no armazenamento de material nitrogenado em Beijerinckia sp. / Beijerinckia sp. bacteria free-living nitrogen-fixing, commonly found in tropical lateritic soils. The cyanophycin produced by cyanobacteria is the only intracellular nitrogen reserve described to date. This study aimed to verify the intracellular buildup of nitrogen associated with Biological Nitrogen Fixation in five Beijerinckia isolated from the rhizosphere of sugarcane (Saccharum sp.). The results showed an increase in total cellular protein concentration concomitantly nitrogenase activity during the stationary phase of all isolates. The nitrogen fixation during this phase suggests that the fate of fixed nitrogen would be the storage granules. Chemical analysis of the reserve confirmed the presence of very high content of arginine in relation to other amino acids suggesting a different reserve of cyanophycin. In recombinant Escherichia coli confirmed a possible gene involved in nitrogen storage material in Beijerinckia sp.

Made available in DSpace on 2016-05-02T13:55:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Marcio de Souza Dias Dissertacao.pdf: 1130526 bytes, checksum: 33886098250a3d16ad0626a969014e45 (MD5) Previous issue date: 2015-03-06 / Coordenacao de Aperfeicoamento de Pessoal de Nïvel Superior / The objective of this research was to analyze the diversity of nitrogen fixing bacteria associated and endophytic B. brizantha, study the potential the solubility of inorganic phosphates of iron and aluminum, produce acid-3-indole acetic (AIA) and to evaluate the effect of inoculation of these isolates in Brachiaria brizantha cv MG 05 Victoria. The bacteria were isolated from soil samples grown under Brachiaria and parts of plant tissue this grass, the dry and wet periods in the municipalities of Alfenas and Machado, southern Minas Gerais. Five semisolid culture media and semi-selective were used: FAM (Azospirillum amazonense), JMV (Burkholderia sp.), JNFb (Herbaspirillum spp.), LGI (A. amazonense) and NFb (Azospirillum spp.). The phosphate solubilization tests and AIA production were performed in vitro and were used as of 22 bacterial isolates selection criteria used in the inoculation of B. brizantha cv MG 5 Victoria, grown in pots containing 20 dm3 of soil. There were two cuts, in what form evaluated the following parameters: height (Al), width (LF) and leaf length (CF), number of tillers (NP), length (CR) and root dry mass (MSR) dry matter (DM), dry matter yield (PMS), neutral detergent fiber (NDF) and acid (ADF) and crude protein in dry matter (PBMS). A total of 332 isolates were obtained, most endophytic. The greatest number and diversity were from the city of Alfenas. During the rainy season was verified greater number and diversity of isolates in both municipalities, when compared to the dry season. Thirty-five isolates solubilized iron phosphate and 78 produced AIA, especially the isolated UNIFENAS 100-17, 21, 40 and 78, able to do both simultaneously. The inoculation of nitrogen fixing strains of endophytic origin and rhizospheric influenced the development of B. brizantha cv MG 5 victory, contributing to the production of MS, PMS and PBMS in the two cutting heights highlighting the UNIFENAS-100-16 isolated, 21, PBMS 78 whose content was more than 7%. / O objetivo desta pesquisa foi analisar a diversidade de bactérias diazotróficas associadas e endofíticas de Brachiaria brizantha, estudar o potencial destas em solubilizar fosfatos inorgânicos de ferro e alumínio, produzir ácido-3-indolacético (AIA) e avaliar o efeito da inoculação destes isolados em Brachiaria brizantha cv MG 05 Vitória. As bactérias foram isoladas de amostras de solos cultivados sob B. brizantha e partes de tecido vegetal desta gramínea, nos períodos seco e chuvoso, nos municípios de Alfenas e Machado, Sul de Minas Gerais. Foram utilizados cinco meios de cultura semissólidos e semisseletivos: FAM (Azospirillum amazonense), JMV (Burkholderia sp.), JNFb (Herbaspirillum spp.), LGI (A. amazonense) e NFb (Azospirillum spp.). Os testes de solubilização de fosfato e produção de AIA foram realizados in vitro e foram utilizados como critério de seleção dos 22 isolados bacterianos utilizados na inoculação de B. brizantha cv MG 5 Vitória, cultivada em vasos contendo 20 dm3 de solo. Foram realizados dois cortes, em que foram avaliados os seguintes parâmetros: altura (Al), largura (LF) e comprimento da folha (CF), número de perfilhos (NP), comprimento (CR) e massa seca da raiz (MSR), matéria seca (MS), produtividade de matéria seca (PMS), fibra em detergente neutro (FDN) e ácido (FDA) e a proteína bruta na matéria seca (PBMS). Foi obtido um total de 332 isolados, sendo a maioria endofíticos. O maior número e diversidade foram provenientes do município de Alfenas. No período chuvoso foi verificado maior número e diversidade de isolados em ambos os Municípios, quando comparado ao período da seca. Trinta e cinco isolados solubilizaram fosfato de ferro e 78 produziram AIA, destacando-se os isolados UNIFENAS 100-17, 21, 40 e 78, capazes de desempenhar ambas as funções simultaneamente. A inoculação de estirpes diazotróficas de origem endofíticas e rizosféricas influenciaram no desenvolvimento de B. brizantha cv MG 5 Vitória, contribuindo para a produção de MS, PMS e PBMS nas duas alturas de corte destacando-se os isolados UNIFENAS-100-16, 21, 78 cujo teor de PBMS foi superior a 7%.

Depuis l’apparition de la vie sur terre, les pressions de sélection liées aux interactions biotiques et abiotiques ont généré une forte diversité des formes de vie. Ainsi, chaque espèce eucaryote coévolue avec sa communauté microbienne associée. Dans le cas des plantes, la diversité génétique se traduit au niveau de multiples traits phénotypiques (exsudation de substrats carbonés, architecture racinaire, densité et aération du sol, acidification, etc.) susceptibles d’influer sur les interactions avec les populations microbiennes du sol, et donc sur la composition et le fonctionnement de la communauté microbienne rhizosphérique. Notre hypothèse est que les différences entre communautés bactériennes rhizosphériques sont proportionnelles aux distances évolutives entre partenaires végétaux. L’objectif de cette thèse était donc de déterminer l’importance, dans le cas des Poacées et notamment du maïs, de l’histoire évolutive de la plante dans la capacité de sélection des communautés bactériennes de la rhizosphère. Les analyses faites à l’aide d’une puce à ADN taxonomique 16S indiquent que la composition de la communauté rhizobactérienne dépend du groupe génétique de maïs mais n’est pas liée aux marqueurs microsatellites de diversité du maïs. Par contre, à l’échelle des Poacées, une corrélation a été trouvée entre la phylogénie végétale et la composition de la communauté bactérienne (voire la prévalence de taxons bactériens particuliers). Cette corrélation n’était pas significative quand l’étude était limitée à l’effectif, le niveau de transcription de nifH ou la diversité du groupe fonctionnel des bactéries fixatrices d’azote. En conclusion, l’histoire évolutive du partenaire végétal à l’échelle des Poacées (mais pas à celle du maïs) est un facteur conditionnant les interactions avec les groupes bactériens taxonomiques (mais pas nécessairement fonctionnels) de la rhizosphère / Since the emergence of life on earth, the selection pressures related to biotic and abiotic interactions generated a high diversity of life forms. Thus, each eukaryotic species co-evolved with its associated microbial community. In the case of plants, genetic diversity is reflected in many phenotypic traits (exudation of carbon substrates, root architecture, soil density, aeration, acidification, etc.), and may influence interactions with soil microbial populations and hence the composition and functioning of the rhizosphere microbial community. Our hypothesis is that the differences between rhizosphere bacterial communities are proportional to evolutionary distances between plants partners. The objective of this thesis was to determine the importance, in the case of Poaceae and in particular of maize, of the evolutionary history of plant in the selection of bacterial communities in the rhizosphere. Analyses performed using a 16S taxonomic microarray indicated that the composition of the rhizobacterial community depends on the genetic group of maize but is not linked to microsatellite diversity of maize. Conversely, across the Poaceae, a correlation was found between plant phylogeny and the composition of the bacterial community (and the prevalence of specific bacterial taxa). This correlation was not significant when the study was limited to the size, the level of transcription or nifH diversity of the functional group of nitrogen-fixing bacteria. In conclusion, the evolutionary history of the plant partner across the Poaceae (but not maize) is a factor conditioning interactions with bacterial taxonomic groups (but not necessarily functional groups) in the rhizosphere

Araucaria angustifolia (B.) Ktz é de grande importância sócio-ambiental e econômica, sendo que ecossistemas que abrigam esta espécie foram muito degradados pela atividade antrópica, colocando-a em risco de extinção. O ciclo do nitrogênio é de vital importância para a vida, tendo especial importância no desenvolvimento e manutenção de florestas. A entrada de nitrogênio nestes sistemas é dependente de organismos diazotróficos, em especial dos rizóbios, bactérias do solo que podem formar simbiose com leguminosas e fixar nitrogênio atmosférico. O estudo da diversidade de rizóbios pode favorecer o manejo mais adequado de florestas e muitas técnicas são usadas com este fim, nas quais se destacam o uso de plantas iscas, coleta de nódulos de leguminosas a campo, isolamento das bactérias em meios de cultivo, avaliação fenotípica dos isolados e o seqüenciamento do gene 16S rRNA, todas utilizadas neste trabalho. A partir do levantamento de leguminosas no Parque Estadual de Campos do Jordão foram coletadas onze espécies de leguminosas, nove apresentaram nódulos, sendo cinco espécies descritas como nodulantes pela primeira vez. Foram isoladas 212 estirpes de bactérias, havendo variação no formato de nódulos e alta riqueza fenotípica das cepas. Houve variabilidade na diversidade fenotípica de bactérias para cada planta, Galactia crassifolia apresentou o maior valor, enquanto que Mimosa dolens apresentou o menor. Dos 212 isolados, 55 cepas foram capazes de nodular o feijoeiro e 56 de nodular a bracatinga. Foi seqüenciado parcialmente o gene 16S rRNA de 196 estirpes que foram classificadas em oito grupos genotípicos, Pantoea sp. (2%), Pseudomonas sp. (2%), Bradyrhizobium sp1 (10%), Bradyrhizobium sp2 (7%), Rhizobium sp. (1%), Burkholderia sp1 (14%), Burkholderia sp2 (26%) e Burkholderia sp3 (38%). A análise filogenética mostrou que a maioria dos grupos pertence a gêneros taxonomicamente relacionados a rizóbios. Houve variação na diversidade genotípica das bactérias em relação às plantas das quais foram isoladas, G. crassifolia apresentou o maior valor, sendo considerada a mais promíscua, enquanto que Acacia dealbata e M. dolens apresentaram os menores valores, sendo consideradas as mais especificas. Mostrou-se que o uso de avaliação fenotípica de rizóbios pode ser inadequado, já que os resultados fenotípicos foram muitas vezes divergentes dos genotípicos. Foram comparadas Florestas de Araucária com diferentes níveis de interferência antrópica (Floresta Preservada, Floresta Plantada e Floresta em Regeneração), usando as plantas-iscas caupi, amendoim, soja, bracatinga, maricá e angico. Maricá foi o mais eficiente na captura de rizóbios, enquanto que bracatinga e caupi apresentaram menor eficiência e as demais plantas falharam. Foram isoladas 78 cepas, sendo classificados como pertencentes a seis grupos genotípicos, Pseudomonas sp. (3%), Xanthomonas sp. (1%), Ralstonia sp. (6%), Herbaspirillum sp. (4%), Burkholderia sp1 (29%) e Burkholderia sp3 (57%), sendo três grupos iguais aos caracterizados anteriormente. A maioria destes grupos está relacionada a rizóbios ou bactérias endofíticas conhecidas. A Floresta em Regeneração apresentou maior diversidade de bactérias isoladas, enquanto que as Florestas Plantada e Preservada apresentaram índices semelhantes. β-rizóbios foram predominantes nas Florestas de Araucária estudadas. / Araucaria angustifolia (B.) Ktz has a great social, environmental and economic importance to south and southeastern Brazil, although ecosystems supporting this species have been degraded by human activity, making it an endangered species. The nitrogen cycle has vital importance for life and has a special role in the development and upkeep of forests. The nitrogen input in these systems is dependent on diazotrophic organisms, especially rhizobia, soil bacteria that may nodulate legumes and fix nitrogen in symbiosis with them. The study of rhizobia diversity may support better forest management practices and many techniques are used in these studies, especially the use of trap-plants, field legume nodule collection, bacteria isolation in culture media, phenotypic analysis of the strains and 16S rRNA gene sequencing, all of which were used in this work. From a survey in Campos do Jordão State Park, nine of eleven legume species collected presented nodules, of which five were reported as nodulating for the first time. A total of 212 bacterial strains were isolated from the nodules. There was great variation of nodule shape and great phenotypic richness among isolates. There was variability in the phenotypical diversity of bacteria in each plant, where Galactia crassifolia showed the highest value, while Mimosa dolens showed the lowest one. Of the 212 strains, 55 were able to nodulate common bean and 56 nodulated bracatinga (M. scabrella). The 16S rRNA gene of 196 strains were partially sequenced and classified into eight genotypic groups: Pantoea sp. (2%), Pseudomonas sp. (2%), Bradyrhizobium sp1 (10%), Bradyrhizobium sp2 (7%), Rhizobium sp. (1%), Burkholderia sp1 (14%), Burkholderia sp2 (26%) and Burkholderia sp3 (38%). Phylogenetic analysis showed that most of the groups belong to bacteria genera related to rhizobia. There was variability in the bacterial diversity related to the isolated plants, where G. crassifolia showed the highest value, being considered the most promiscuous, while Acacia dealbata and M. dolens presented the lowest values, and were considered the most specific ones. The phenotypic analysis of rhizobia was shown to be inappropriate for taxonomy, since the phenotypic results were different from the genotypic ones. Araucaria Forests with different levels of human interference (Preserved Forest, Planted Forest and Recovering Forest) were compared using cowpea, peanut, soybean, bracatinga, maricá (M. bimucronata) and angico (Parapiptadenia rigida) as trap-plants. Maricá was the most efficient in rhizobia capture, while bracatinga and cowpea showed less efficiency and the others failed. A total of 78 strains were isolated and classified into six genotypic groups: Pseudomonas sp. (3%), Xanthomonas sp. (1%), Ralstonia sp. (6%), Herbaspirillum sp. (4%), Burkholderia sp1 (29%) and Burkholderia sp3 (57%), of which three are the same as previously classified. Most of these groups are related to known rhizobia or other endophytic bacteria. The Recovering Forest showed the highest diversity of isolated bacteria, while Planted Forests and Preserved Forest showed similar indeces. β-rhizobia were predominant in the studied areas.

Araucaria angustifolia (B.) Ktz é de grande importância sócio-ambiental e econômica, sendo que ecossistemas que abrigam esta espécie foram muito degradados pela atividade antrópica, colocando-a em risco de extinção. O ciclo do nitrogênio é de vital importância para a vida, tendo especial importância no desenvolvimento e manutenção de florestas. A entrada de nitrogênio nestes sistemas é dependente de organismos diazotróficos, em especial dos rizóbios, bactérias do solo que podem formar simbiose com leguminosas e fixar nitrogênio atmosférico. O estudo da diversidade de rizóbios pode favorecer o manejo mais adequado de florestas e muitas técnicas são usadas com este fim, nas quais se destacam o uso de plantas iscas, coleta de nódulos de leguminosas a campo, isolamento das bactérias em meios de cultivo, avaliação fenotípica dos isolados e o seqüenciamento do gene 16S rRNA, todas utilizadas neste trabalho. A partir do levantamento de leguminosas no Parque Estadual de Campos do Jordão foram coletadas onze espécies de leguminosas, nove apresentaram nódulos, sendo cinco espécies descritas como nodulantes pela primeira vez. Foram isoladas 212 estirpes de bactérias, havendo variação no formato de nódulos e alta riqueza fenotípica das cepas. Houve variabilidade na diversidade fenotípica de bactérias para cada planta, Galactia crassifolia apresentou o maior valor, enquanto que Mimosa dolens apresentou o menor. Dos 212 isolados, 55 cepas foram capazes de nodular o feijoeiro e 56 de nodular a bracatinga. Foi seqüenciado parcialmente o gene 16S rRNA de 196 estirpes que foram classificadas em oito grupos genotípicos, Pantoea sp. (2%), Pseudomonas sp. (2%), Bradyrhizobium sp1 (10%), Bradyrhizobium sp2 (7%), Rhizobium sp. (1%), Burkholderia sp1 (14%), Burkholderia sp2 (26%) e Burkholderia sp3 (38%). A análise filogenética mostrou que a maioria dos grupos pertence a gêneros taxonomicamente relacionados a rizóbios. Houve variação na diversidade genotípica das bactérias em relação às plantas das quais foram isoladas, G. crassifolia apresentou o maior valor, sendo considerada a mais promíscua, enquanto que Acacia dealbata e M. dolens apresentaram os menores valores, sendo consideradas as mais especificas. Mostrou-se que o uso de avaliação fenotípica de rizóbios pode ser inadequado, já que os resultados fenotípicos foram muitas vezes divergentes dos genotípicos. Foram comparadas Florestas de Araucária com diferentes níveis de interferência antrópica (Floresta Preservada, Floresta Plantada e Floresta em Regeneração), usando as plantas-iscas caupi, amendoim, soja, bracatinga, maricá e angico. Maricá foi o mais eficiente na captura de rizóbios, enquanto que bracatinga e caupi apresentaram menor eficiência e as demais plantas falharam. Foram isoladas 78 cepas, sendo classificados como pertencentes a seis grupos genotípicos, Pseudomonas sp. (3%), Xanthomonas sp. (1%), Ralstonia sp. (6%), Herbaspirillum sp. (4%), Burkholderia sp1 (29%) e Burkholderia sp3 (57%), sendo três grupos iguais aos caracterizados anteriormente. A maioria destes grupos está relacionada a rizóbios ou bactérias endofíticas conhecidas. A Floresta em Regeneração apresentou maior diversidade de bactérias isoladas, enquanto que as Florestas Plantada e Preservada apresentaram índices semelhantes. β-rizóbios foram predominantes nas Florestas de Araucária estudadas. / Araucaria angustifolia (B.) Ktz has a great social, environmental and economic importance to south and southeastern Brazil, although ecosystems supporting this species have been degraded by human activity, making it an endangered species. The nitrogen cycle has vital importance for life and has a special role in the development and upkeep of forests. The nitrogen input in these systems is dependent on diazotrophic organisms, especially rhizobia, soil bacteria that may nodulate legumes and fix nitrogen in symbiosis with them. The study of rhizobia diversity may support better forest management practices and many techniques are used in these studies, especially the use of trap-plants, field legume nodule collection, bacteria isolation in culture media, phenotypic analysis of the strains and 16S rRNA gene sequencing, all of which were used in this work. From a survey in Campos do Jordão State Park, nine of eleven legume species collected presented nodules, of which five were reported as nodulating for the first time. A total of 212 bacterial strains were isolated from the nodules. There was great variation of nodule shape and great phenotypic richness among isolates. There was variability in the phenotypical diversity of bacteria in each plant, where Galactia crassifolia showed the highest value, while Mimosa dolens showed the lowest one. Of the 212 strains, 55 were able to nodulate common bean and 56 nodulated bracatinga (M. scabrella). The 16S rRNA gene of 196 strains were partially sequenced and classified into eight genotypic groups: Pantoea sp. (2%), Pseudomonas sp. (2%), Bradyrhizobium sp1 (10%), Bradyrhizobium sp2 (7%), Rhizobium sp. (1%), Burkholderia sp1 (14%), Burkholderia sp2 (26%) and Burkholderia sp3 (38%). Phylogenetic analysis showed that most of the groups belong to bacteria genera related to rhizobia. There was variability in the bacterial diversity related to the isolated plants, where G. crassifolia showed the highest value, being considered the most promiscuous, while Acacia dealbata and M. dolens presented the lowest values, and were considered the most specific ones. The phenotypic analysis of rhizobia was shown to be inappropriate for taxonomy, since the phenotypic results were different from the genotypic ones. Araucaria Forests with different levels of human interference (Preserved Forest, Planted Forest and Recovering Forest) were compared using cowpea, peanut, soybean, bracatinga, maricá (M. bimucronata) and angico (Parapiptadenia rigida) as trap-plants. Maricá was the most efficient in rhizobia capture, while bracatinga and cowpea showed less efficiency and the others failed. A total of 78 strains were isolated and classified into six genotypic groups: Pseudomonas sp. (3%), Xanthomonas sp. (1%), Ralstonia sp. (6%), Herbaspirillum sp. (4%), Burkholderia sp1 (29%) and Burkholderia sp3 (57%), of which three are the same as previously classified. Most of these groups are related to known rhizobia or other endophytic bacteria. The Recovering Forest showed the highest diversity of isolated bacteria, while Planted Forests and Preserved Forest showed similar indeces. β-rhizobia were predominant in the studied areas.