O uso de microrganismos como promotores de crescimento vegetal tem se apresentado como uma alternativa promissora, sobretudo para a ciclagem de nutrientes, especialmente o fósforo. Dessa forma, objetivou-se avaliar o papel da diversidade microbiana na disponibilização do fósforo, oriundo de fontes de diferente solubilidade, para as plantas de milho no ambiente rizosférico. A hipótese é que quanto mais diverso for o microbioma da rizosfera e do solo, maior será a disponibilidade de fósforo para as plantas e por conseguinte melhor o seu desenvolvimento. O experimento foi instalado em casa de vegetação utilizando a metodologia de diluição para extinção. Foram estabelecidos três fontes de fósforo (superfosfato triplo, fitato de cálcio e fosfato de Araxá) em um gradiente de diversidade microbiana, correspondentes às diluições 10-1, 10-3, 10-6 e 10-9. Adicionalmente foi mantido um tratamento controle sem adição de fósforo (P) e todas as análises compreendiam o ambiente solo e rizosfera. O papel da diversidade microbiana frente a disponibilidade de P foi acessado por meio de metodologias dependentes de cultivo (BIOLOG) e metodologias independente de cultivo (qPCR e PCR-DGGE). As plantas adubadas com fosfato de Araxá apresentaram menor teor de P foliar e os sintomas mais severos de deficiencia de P (raquitismo e arroxeamento), sobretudo nas maiores diluições (menor diversidade). O percentual de P-lábil em relação ao P-total foi bastante variável entre as diluições dentro de cada fonte e ambiente avaliado. Entretanto, o tratamento adubado com fosfato de Araxá apresentou menor proporção de P-lábil (18-55%). Em relação ao gene phoD, no ambiente rizosfera as comunidades menos diversas apresentaram maiores números de cópia nos tratamentos, indicando que a abundância deste gene pode ter sido enriquecida nos tratamentos menos diversos. A atividade enzimática (principalmente para a fosfatase em pH 6,5) diminuiu frente a redução da diversidade da comunidade microbiana. A abundância do gene phoD e a atividade da fosfatase em pH 6,5 se relacionaram apenas no ambiente rizosférico. A estrutura e organização da comunidade bacteriana (gene rrs) e solubilizadora de fósforo (phoD) diferiram entre as diluições (R>0,75; p<0,05). Em relação ao perfil de consumo de fontes de carbono, as fontes avaliadas apresentaram perfis distintos entre si. Foi possivel observar que as fontes de fósforo foram mais atuantes do que o gradiente de diversidade no processo de disponibilidade de P para as plantas. Isso pode estar relacionado à redundância funcional da microbiota. / The use of microorganisms as promoters of plant growth has been presented as a promising alternative, especially for the cycling of nutrients, especially phosphorus. The objective of this study was to evaluate the role of microbial diversity in the availability of phosphorus from sources of different solubility for maize plants in the rhizospheric environment. The hypothesis is that as more diverse the rhizosphere and soil microbiome, the greater will be the availability of phosphorus to the plants and therefore better their development. The experiment was installed in a greenhouse using the dilution methodology for extinction. Three sources of phosphorus (triple superphosphate, calcium phytate and Araxá phosphate) were established in a microbial diversity gradient, corresponding to the dilutions 10-1, 10-3, 10-6 and 10-9. In addition, a control treatment was maintained without addition of P and all analyzes comprised the soil and rhizosphere environment. The role of microbial diversity against P availability was accessed through culture - dependent methodologies (BIOLOG) and independent culture methodologies (qPCR and DGGE). Araxá phosphate fertilized plants had lower leaf P content and P deficiency symptoms (rickets and purplishness), especially in the higher dilutions (lower diversity). The percentage of P-labile in relation to the P-total was quite variable between the dilutions within each source and evaluated environment. However, the Araxá phosphate fertilizer treatment had a lower proportion of P-labile (18-55%). In relation to the phoD gene, in the environment rhizospherein the less diverse communities presented higher copy numbers in the treatments, indicating that the abundance of the gene may have been enriched in the less diverse treatments. Enzymatic activity (mainly for phosphatase at pH 6.5) decreased as the diversity of microbial community decreased. The abundance of the phoD gene and phosphatase activity at pH 6.5 were related only in the rhizosphere environment. The structure and organization of the bacterial community (16S rRNA) and phosphorus solubilizer (phoD) differed at the dilutions (R> 0.75; p <0.05). The consumption of carbon source was variable in relation to evaluated treatments. It was possible to observe that the phosphorus sources were more active than the diversity gradient in the P availability process for the plants. This may be related to the functional redundancy of the microbiota.

Orientador: Everlon Cid Rigobelo / Resumo: Bactérias que habitam os tecidos externos e internos de plantas sem lhes causarem prejuízos são conhecidas como epífitas e endofíticas, atuando como promotoras de crescimento em plantas ou agindo como agentes de controle biológico. Dentre os benefícios proporcionados por essas bactérias, destacam-se a solubilização do fósforo, a fixação do nitrogênio e a produção de ácido indol acético (fitohormônio), mas também a resistência a patógenos e a adaptação a situações de estresse. Os desafios da agricultura moderna e a importância da cultura do milho exigem inovações como o uso de microrganismos promotores de crescimento. Nesse sentido, o objetivo do presente estudo foi de isolar e caracterizar bactérias epífitas e endofíticas obtidas da cultura do milho com capacidade solubilizar fósforo, fixar nitrogênio e produzir ácido indol acético. O isolamento resultou em 320 isolados retirados das folhas, caules e raízes, sendo 57% epífitas e 43% endofíticas. Foram selecionados 10 isolados, todas solubilizadoras de fósforo e fixadoras de nitrogênio, além de produtoras de ácido indol acético, que também foi quantificado e comparadas ao controle positivo. Os microrganismos selecionados foram submetidos à reação em cadeia da polimerase (PCR) e análise da porção 16S do rDNA, sendo que a identificação resultou em três espécies bacterianas diferentes, 8 Bacillus subtilis, 1 Bacillus velezensis e 1 Lactococcus lactis, encontradas nos diferentes órgãos vegetais. / Mestre

Submitted by RAFAEL DE MELLO MILANI null (milanirafael@hotmail.com) on 2017-07-27T00:31:10Z No. of bitstreams: 1 Dissertação - versão final para repositório.pdf: 1289343 bytes, checksum: 95c979cc483886175553e5416bd9626a (MD5) / Approved for entry into archive by LUIZA DE MENEZES ROMANETTO (luizamenezes@reitoria.unesp.br) on 2017-07-31T16:20:18Z (GMT) No. of bitstreams: 1 milani_rm_me_jabo.pdf: 1289343 bytes, checksum: 95c979cc483886175553e5416bd9626a (MD5) / Made available in DSpace on 2017-07-31T16:20:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 milani_rm_me_jabo.pdf: 1289343 bytes, checksum: 95c979cc483886175553e5416bd9626a (MD5) Previous issue date: 2017-06-30 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Bactérias que habitam os tecidos externos e internos de plantas sem lhes causarem prejuízos são conhecidas como epífitas e endofíticas, atuando como promotoras de crescimento em plantas ou agindo como agentes de controle biológico. Dentre os benefícios proporcionados por essas bactérias, destacam-se a solubilização do fósforo, a fixação do nitrogênio e a produção de ácido indol acético (fitohormônio), mas também a resistência a patógenos e a adaptação a situações de estresse. Os desafios da agricultura moderna e a importância da cultura do milho exigem inovações como o uso de microrganismos promotores de crescimento. Nesse sentido, o objetivo do presente estudo foi de isolar e caracterizar bactérias epífitas e endofíticas obtidas da cultura do milho com capacidade solubilizar fósforo, fixar nitrogênio e produzir ácido indol acético. O isolamento resultou em 320 isolados retirados das folhas, caules e raízes, sendo 57% epífitas e 43% endofíticas. Foram selecionados 10 isolados, todas solubilizadoras de fósforo e fixadoras de nitrogênio, além de produtoras de ácido indol acético, que também foi quantificado e comparadas ao controle positivo. Os microrganismos selecionados foram submetidos à reação em cadeia da polimerase (PCR) e análise da porção 16S do rDNA, sendo que a identificação resultou em três espécies bacterianas diferentes, 8 Bacillus subtilis, 1 Bacillus velezensis e 1 Lactococcus lactis, encontradas nos diferentes órgãos vegetais. / Bacteria that inhabit the external and internal tissues of plants without damaging them are known as epiphytes and endophytes, acting as growth promoters in plants or acting as biological control agents. Among the benefits provided by these bacteria, phosphorus solubilization, nitrogen fixation and the production of indole acetic acid (phytohormone), as well as resistance to pathogens and adaptation to stress situations are noteworthy. The challenges of modern agriculture and the importance of maize culture require innovations as the use of plant growth microorganisms, in this way the present study had as aim to isolate and characterize the epiphytic and endophytic bacteria obtained from maize culture with the ability to solubilize phosphorus, fix nitrogen and produce indole acetic acid. Isolation resulted in 320 isolates from leaves, stems, and roots, being 57% epiphytic and 43% endophytic. Ten isolates, all phosphorus solubilizers, and nitrogen fixers were selected, as well as indole acetic acid producers, which were also quantified and compared to the positive control. The selected microorganisms were submitted to polymerase chain reaction (PCR) and analysis of the 16S portion of rDNA, and the identification resulted in three different bacterial species, 8 Bacillus subtilis, 1 Bacillus velezensis and 1 Lactococcus lactis, found in the different plant organs.

Orientador: Eliana Gertrudes de Macedo Lemos / Banca: Claudia Barros Monteiro Vitorello / Banca: Roberto Alves de Oliveira / Resumo: A cultura da cana-de-açúcar (Saccharum spp.) apresenta grande importância econômica para o Brasil. Dessa forma, para propiciar boas condições de desenvolvimento e produtividade, deve-se dar grande importância ao suprimento de fósforo. Bactérias solubilizadoras de fósforo (BSF) vêm sendo utilizadas como biofertilizantes comerciais, trazendo benefícios à agricultura. A seleção de bactérias com capacidade de solubilização do fósforo pode ser feita através de caracterizações genotípicas. Os objetivos deste trabalho foram isolar e caracterizar bactérias solubilizadoras de fosfato provenientes de solos sob cultivo de cana-de-açúcar por meio do sequenciamento do gene 16S rRNA e da região BOX-A1R. Além disso, foi realizada avaliação da atividade microbiana sobre a solubilização das fontes de fosfato até 168 horas. O sequenciamento permitiu identificar gêneros como Burkholderia e Enterobacteriaceae, conhecidos quanto à solubilização. Os isolados identificados como Arthrobacter e Labrys apresentam capacidade para biodegradação de compostos tóxicos ao ambiente. O fosfato de cálcio foi a fonte mais solubilizada. Os isolados Burkholderia sp. (A5I55), Candidatus B. verschuerenii (A9IG), Enterobacter sp. (USC8) e E. hormaechei subsp. steigerwaltii (USC7) apresentaram resultados semelhantes a B. ferrariae. As bactérias-padrão obtiveram os melhores resultados para a solubilização das fontes fosfatadas. Candidatus B. verschuerenii (A9IG) e Burkholderia sp. (A3I14) e B. gladioli (A6I8) apresentaram os melhores valores para solubilização das rochas fosfatadas. Além disso, foi detectada a produção de AIA pelos isolados do gênero Enterobacter (USC7 e USC8) Labrys portucalensis (A5I42) e Burkholderia sp. (A5I55).Assim estes isolados poderiam ser indicados em testes para solubilização em culturas de campo. / Abstract: The culture of sugarcane (Saccharum spp.) has a great economic importance to Brazil. Thus, providing good conditions for development and productivity should be given great importance to phosphorus supply. Phosphate solubilizing bacteria - PSB, have been used as biofertilizers, bringing benefits to agriculture. Selection of phosphorus solubilizing bacteria can be done by genetic characterization. The aim of this work is to isolate and characterize PSB from sugarcane productive soils through the sequencing of 16S rRNA gene and BOX-A 1R genomic regions. Furthermore, the microbial activity of phosphate source was assessment until 168 hours. The sequencing has identified genus as Burkhloderia and Enterobacteriaceae, known as PSB. The isolates identified as Arthrobacter and Labrys have the capacity to biodegradation of toxic compounds in the environment. The calcium phosphate was the source more soluble. Isolates Burkholderia sp. (A5I55), Candidatus B. verschuerenii (A9IG), Enterobacter sp. (USC8) and E. hormaechei subsp. steigerwaltii (USC7) showed results similar to B. ferrariae. The bacteria-standards showed the best results for phosphates sources solubilization. Candidatus B. verschuerenii (A9IG) and Burkholderia sp. (A3I14) and B. gladioli showed the best values for solubilization of rock phosphate. Furthermore, the production of AIA was detected by Enterobacter (USC7 and USC8), Labrys portucalensins (A5I42) and Burkholderia sp. (A5I55). Therefore these isolates could be recommended for phosphorus solubilization tests and auxin producing in fieldcrops. / Mestre

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:26:08Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2009-06-19Bitstream added on 2014-06-13T19:33:25Z : No. of bitstreams: 1 inui_rn_me_jabo.pdf: 573335 bytes, checksum: 56d99ae5d640b68032476e6b74cf679f (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / A cultura da cana-de-açúcar (Saccharum spp.) apresenta grande importância econômica para o Brasil. Dessa forma, para propiciar boas condições de desenvolvimento e produtividade, deve-se dar grande importância ao suprimento de fósforo. Bactérias solubilizadoras de fósforo (BSF) vêm sendo utilizadas como biofertilizantes comerciais, trazendo benefícios à agricultura. A seleção de bactérias com capacidade de solubilização do fósforo pode ser feita através de caracterizações genotípicas. Os objetivos deste trabalho foram isolar e caracterizar bactérias solubilizadoras de fosfato provenientes de solos sob cultivo de cana-de-açúcar por meio do sequenciamento do gene 16S rRNA e da região BOX-A1R. Além disso, foi realizada avaliação da atividade microbiana sobre a solubilização das fontes de fosfato até 168 horas. O sequenciamento permitiu identificar gêneros como Burkholderia e Enterobacteriaceae, conhecidos quanto à solubilização. Os isolados identificados como Arthrobacter e Labrys apresentam capacidade para biodegradação de compostos tóxicos ao ambiente. O fosfato de cálcio foi a fonte mais solubilizada. Os isolados Burkholderia sp. (A5I55), Candidatus B. verschuerenii (A9IG), Enterobacter sp. (USC8) e E. hormaechei subsp. steigerwaltii (USC7) apresentaram resultados semelhantes a B. ferrariae. As bactérias-padrão obtiveram os melhores resultados para a solubilização das fontes fosfatadas. Candidatus B. verschuerenii (A9IG) e Burkholderia sp. (A3I14) e B. gladioli (A6I8) apresentaram os melhores valores para solubilização das rochas fosfatadas. Além disso, foi detectada a produção de AIA pelos isolados do gênero Enterobacter (USC7 e USC8) Labrys portucalensis (A5I42) e Burkholderia sp. (A5I55).Assim estes isolados poderiam ser indicados em testes para solubilização em culturas de campo. / The culture of sugarcane (Saccharum spp.) has a great economic importance to Brazil. Thus, providing good conditions for development and productivity should be given great importance to phosphorus supply. Phosphate solubilizing bacteria - PSB, have been used as biofertilizers, bringing benefits to agriculture. Selection of phosphorus solubilizing bacteria can be done by genetic characterization. The aim of this work is to isolate and characterize PSB from sugarcane productive soils through the sequencing of 16S rRNA gene and BOX-A 1R genomic regions. Furthermore, the microbial activity of phosphate source was assessment until 168 hours. The sequencing has identified genus as Burkhloderia and Enterobacteriaceae, known as PSB. The isolates identified as Arthrobacter and Labrys have the capacity to biodegradation of toxic compounds in the environment. The calcium phosphate was the source more soluble. Isolates Burkholderia sp. (A5I55), Candidatus B. verschuerenii (A9IG), Enterobacter sp. (USC8) and E. hormaechei subsp. steigerwaltii (USC7) showed results similar to B. ferrariae. The bacteria-standards showed the best results for phosphates sources solubilization. Candidatus B. verschuerenii (A9IG) and Burkholderia sp. (A3I14) and B. gladioli showed the best values for solubilization of rock phosphate. Furthermore, the production of AIA was detected by Enterobacter (USC7 and USC8), Labrys portucalensins (A5I42) and Burkholderia sp. (A5I55). Therefore these isolates could be recommended for phosphorus solubilization tests and auxin producing in fieldcrops.

Submitted by PAOLA ANDREA ESCOBAR DIAZ null (paitopink@hotmail.com) on 2018-03-26T01:18:57Z No. of bitstreams: 1 Dissertação Mestrado Paola Andrea Escobar Diaz.pdf: 1634986 bytes, checksum: bc533d62e487cc8174926d75306e2f98 (MD5) / Approved for entry into archive by Alexandra Maria Donadon Lusser Segali null (alexmar@fcav.unesp.br) on 2018-03-26T10:54:22Z (GMT) No. of bitstreams: 1 diaz_pae_me_jabo.pdf: 1634986 bytes, checksum: bc533d62e487cc8174926d75306e2f98 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-03-26T10:54:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 diaz_pae_me_jabo.pdf: 1634986 bytes, checksum: bc533d62e487cc8174926d75306e2f98 (MD5) Previous issue date: 2018-03-09 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O uso contínuo de fertilizantes minerais na agricultura promove o excesso de nutrientes como fósforo, nitrogênio e potássio o que ocasiona danos ao ecossistema e leva à alteração da microbiota do solo. Além disso, existe uma baixa eficiência das plantas em absorver e utilizar esses nutrientes o que gera perdas da adubação mineral. Neste sentido o uso de bactérias promotoras de crescimento de plantas (BPCP) é uma alternativa promissora para melhorar a eficiência das plantas na utilização dos fertilizantes minerais. O presente trabalho teve por objetivo avaliar o potencial de dez isolados Bacillus (oito isolados de Bacillus subtilis, um isolado de Bacillus velezensis e um isolado de Bacillus amyloliquefaciens) quanto à sua capacidade de promoção de crescimento na cultura de algodão em condições de vaso em casa de vegetação. O experimento foi realizado em delineamento inteiramente casualizado com 11 tratamentos e cinco repetições. Os parâmetros avaliados foram altura da planta, massa seca da parte aérea e raiz, teores de clorofila nas folhas, nitrogênio e fósforo na planta e no solo. A massa seca total (parte aérea e raiz) foi maior nos isolados 248 e 290 (B. subtilis), e maiores valores de altura das plantas foram obtidos para o isolado 248. O teor de clorofila nas folhas foi superior nas plantas inoculadas com o isolado 290, indicando que o mesmo foi capaz de aumentar a atividade fotossintética das plantas de algodão. Os teores de nitrogênio na parte aérea e na raiz foram superiores nos tratamentos com os isolados 248 e 290, o que indica que houve estabelecimento dessas bactérias na rizosfera melhorando a disponibilidade e absorção de nitrogênio pela planta. O teor de fosforo na raiz foi maior em plantas que receberam o isolado 001 (B. amyloliquefaciens) o que indica que esse isolado favorece a absorção de fósforo pela planta. O isolado 248 apresentou maior quantidade de fósforo solúvel disponível no solo o que demostra que B. subtilis atua positivamente na solubilização do fósforo. A análise molecular do DNA ribossomal 16S de isolados obtidos do reisolamento a partir do solo e raiz das plantas do algodão confirmam a identidade das linhagens utilizadas. Finalmente, os isolados 248 e 290 de B. subtilis têm a capacidade de aumentar os teores de clorofila e nitrogênio nas plantas, altura e matéria seca, e também solubilizam fósforo, o que os torna agentes potencias para uso como bioinoculantes nas plantas de algodão. / The continuous use of mineral fertilizers in agriculture promotes the excess of nutrients as phosphorus, nitrogen and potassium in the ecosystems which causes damages and leads to the instability of the soil microbiota. Moreover, a low efficiency of the plants to absorb and use these nutrients causes losses of the mineral fertilization, but the use of plant growth promoting bacteria (PGPB) is a promising alternative to improve plant efficiency in the use of mineral fertilizers implying in the reduction of its application on the crops. This work aimed to evaluate the potential of ten Bacillus strains (eight of B. subtilis, one of B. velezensis and one of B. amyloliquefaciens) about their capacity to promote growth of cotton seedlings on greenhouse conditions. The experiment was carried out in a completely randomized design with 11 treatments and five replicates. The parameters evaluated were plant height, dry matter of aerial part and root, chlorophyll content in leaves, nitrogen and phosphorus in the plant and soil. The total dry matter (aerial part and root) was higher to the isolates 248 and 290 of B. subtilis, and higher values of plant height were obtained for the isolate 248. The chlorophyll content in leaves was higher in plants inoculated with the isolate 290 what indicates that this isolate was able to increase the photosynthetic activity of cotton seedlings. The nitrogen content in the aerial part and roots was higher at the treatments with the isolates 248 and 290 indicating that the bacteria were established in the rhizosphere improving the nitrogen availability and absorption by the plant. The phosphorus content in the roots was higher in seedlings treated with the isolate 001 of B. amyloliquefaciens, what demonstrates that this isolate favors its uptake by the plant. The isolate 248 provided the highest amount of soluble phosphorus available in the soil, which shows that B. subtilis acts positively on phosphorus solubilization. The molecular analysis of 16S Ribosomal DNA from isolates obtained from reisolation from the soil and roots of cotton seedlings confirms the identity of the strains used at the experiment. Finally, isolates 248 and 290 of B. subtilis are able to increase nitrogen and chlorophyll contents in the plants, high and dry matter, and also solubilize phosphorus, which make them potential agents for use as bioinoculants in cotton plants. / Capes:1590076

Diazotrophic microbes reside in soybean nodules; however, other non-nitrogen fixing bacteria are a part of the interior nodule microbiome. Results from a previous greenhouse study show that a novel species of Pseudomonas associates with soybean nodules as a plant-growth promoting rhizobacteria (PGPR). This study observes the soybean growth promoting potential of Pseudomonas spp. in a field setting. Additionally, this study observed differences in soybean growth promotion based on amending the plant with isolated strains or a mixed culture of the species' strains. Two cultivars of soybean (Asgrow AG46X6 and Pioneer P48A60X) were either amended with isolated strains of the novel Pseudomonas spp. (referred to as PAMW1 and BUMW2 in this study), a mix of the two strains, or an uninoculated control. The study recorded measurements to observe growth, yield, and nitrogen fixation differences. The study uses two-way factorial ANOVAs and non-parametric, multivariate analyses to determine differences in growth promotion among samples. Soybean amended with PAMW1 has greater shoot mass, biomass, and height than other treatments. Through nonmetric multidimensional scaling (NMS), samples amended with a mixed culture or PAMW1 may be different regarding growth promotion relative to the non-amended samples. Univariate results support the hypothesis that the novel Pseudomonas spp. benefit soybean in a field setting. However, it is inconclusive whether a mixed culture amendment of multiple strains alters the overall growth promotion of soybean compared to samples amended with isolated strains. / Master of Science / Soil hosts a relatively abundant and diverse community of microorganisms. Moreover, the area of soil that interacts closely with plant roots and their associated exudates, called the rhizosphere, has a significantly greater microbial abundance than surrounding bulk soil. Interactions between microbes and the plant often promote plant growth because of secondary metabolites produced by these beneficial microbes. One particular bacterial species, belonging to the Pseudomonas genus, was discovered and extracted from the soybean nodule interior. Nitrogen-fixing bacteria predominantly reside in the soybean nodule, yet this microorganism cannot fix nitrogen. Although trace amounts of non-nitrogen-fixing bacteria reside in the soybean nodule, this novel species has a relatively high abundance. This study determines the benefits of this species in the soybean nodule. Following positive results in a greenhouse study, this field experiment observes variance in soybean growth and productivity based on their received bacterial amendment. For this study, two soybean cultivars were either amended with an isolated strain of this species, a mix of the two strains, or left uninoculated to serve as a control. Numerous recorded measurements serve as indices of soybean growth and productivity. The results suggest that this novel Pseudomonas species benefits the plant by significantly improving biomass. With further research, this species can potentially serve as an environmentally sensitive and sustainable alternative to fertilizers through its ability to promote soybean growth.