En cas de carence azotée, les légumineuses sont capables de mettre en place une symbiose avec des bactéries du sol fixatrices d’azote appelées rhizobia. Cette symbiose a lieu dans un organe appelé nodosité où les bactéries sont endocytées et appelées bactéroïdes. Certains clades de légumineuses imposent un processus de différenciation à leurs bactéroïdes qui agrandissent considérablement et deviennent polyploïdes, menant à des morphotypes bactériens allongés ou sphériques. Au cours de cette thèse, j’ai étudié la différenciation des bactéroïdes de Bradyrhizobium spp. en association avec Aeschynomene spp.. Les bactéroïdes de ces plantes présentent des degrés de différenciation distincts qui dépendent de l’espèce hôte. Mes données suggèrent que les bactéroïdes les plus différenciés sont aussi les plus efficaces. J’ai cherché à savoir quels facteurs procaryotes pourraient être impliqués dans les adaptations des bactéroïdes au processus de différenciation et à leurs divers hôtes, le tout en lien avec cette différence d’efficacité symbiotique au travers d’approches globales sans a priori de type -omiques. Les conditions considérées sont des bactéroïdes de différents morphotypes et des cultures libres de référence. Les fonctions activées en conditions symbiotiques ont été identifiées, ainsi que les gènes spécifiques d’un hôte donné. Des analyses fonctionnelles des gènes d’intérêt ont également été menées. Les mutants bactériens n’ont toutefois pas présenté de phénotype symbiotique drastique, montrant ainsi l’existence de réseaux de gènes complexes menant à la résilience des génomes de rhizobia. / In case of nitrogen starvation, legume plants establish a symbiotic interaction with nitrogen-fixing soil bacteria called rhizobia. This interaction takes place in nodules where the symbionts are internalized and become bacteroids. Some legume clades also impose a differentiation process onto the bacteroids which become enlarged and polyploid, leading to elongated or spherical morphotypes. During my PhD work, I have studied bacteroid differentiation of Bradyrhizobium species in association with Aeschynomene spp.. These bacteroids display distinct differentiation levels depending on the plant host, and my analyses suggest that the most differentiated ones are also the most efficient. I investigated the bacterial factors potentially involved in the adaptations to differentiation and host-specificity, and related to the higher efficiency of the most differentiated bacteroids using global-omics approaches without a priori. The analyzed conditions were bacteroids of distinct morphotypes and free-living reference cultures. Activated functions under symbiotic conditions were identified, as well as host-specific ones. Functional analyses were performed on genes of interest. However, the bacterial mutants did not display drastic symbiotic phenotypes, showing the existence of complex gene networks leading to high resilience of rhizobial genomes.

Submitted by (lucia.rodrigues@ufrpe.br) on 2016-08-10T13:22:32Z No. of bitstreams: 1 Maria de Fatima da Silva.pdf: 619107 bytes, checksum: 566cd7dafe2052de47a3a66eb87eda27 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-10T13:22:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Maria de Fatima da Silva.pdf: 619107 bytes, checksum: 566cd7dafe2052de47a3a66eb87eda27 (MD5) Previous issue date: 2011-02-28 / Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / Cowpea (Vigna unguiculata (L.) Walp) in Brazil is grown in the most different climatic conditions. By the adaptability to tropical conditions and recognized as a culture of high socioeconomic value, this legume has an important role for the capitalization of small farmers in the Northeast region. Cowpea may obtain adequate quantities of N by the process of biological nitrogen fixation (FBN) when associated with specific and effective bacteria. However, in Brazil the practice of inoculation is not widely processed due to the low agricultural technology and inconsistent responses using the seed inoculation process. The main goal of this study was to evaluate the effect of different rates of inoculum on effectivity and competitiveness of Bradyrhizobium (strain BR 3267) on cowpea grown in greenhouse conditions. The first experiment was carried out with five different concentration of strain BR 3267 (rhizobia cells/mL of inoculant), N mineral fertilizer treatment without inoculation, and a control without inoculation and N mineral fertilizer. The second experiment conducted in Leonard jars with inoculant produced with BR 3267 strain, 15 native rhizobia (isolated from the used soil), and a control treatment without inoculation and no N mineral fertilizer applied. The application of the low recommended rate increased number and dry biomass of nodules, shoot dry biomass and shoot N total uptake. In the Leonard jars experiment the rhizobia strain BR 3267 was more effective on nitrogen fixation and showed greater competitiveness compared to the native rhizobia isolates. The BRS Pujante cultivar was benefit by the FBN process when inoculated with strain BR 3267 proportional to the inoculum rate. / O feijão - caupi (Vigna unguiculata (L.) Walp.) é cultivado, no Brasil, nas mais diferentes condições edafoclimáticas. Devido a sua boa adaptabilidade às condições tropicais e por ser uma cultura de alto valor sócio-econômico, tem um papel importante para a capitalização de pequenos agricultores na região Nordeste. Por ser uma leguminosa, o feijão-caupi pode adquirir N em quantidades adequadas para suprir suas necessidades através do processo de fixação biológica do nitrogênio (FBN) quando associado com bactérias específicas e efetivas. Entretanto a prática da inoculação não é muito utilizada devido ao baixo aporte tecnológico nas aéreas de cultivo e respostas inconsistentes com os inoculantes utilizados. O objetivo do presente estudo foi de avaliar o efeito da aplicação de diferentes taxas de inóculo, habilidade competitiva e eficiência para a FBN da estirpe de Bradyrhizobium sp. BR 3267 na cultura do feijão-caupi em casa de vegetação. No primeiro experimento, conduzido em vasos com solo foram usados sete tratamentos, compreendendo cinco concentrações de células da estirpe BR 3267 (células/mL de inoculante), um tratamento sem inoculação e com adição de fertilizante nitrogenado, e um controle sem inoculação e sem adição de fertilizante nitrogenado. O segundo experimento constituiu de 17 tratamentos, compostos por 15 estirpes nativas, a estirpe BR 3267 e um tratamento sem inoculação e sem adição de nitrogênio, em vasos de Leonard com substrato estéril. A aplicação da dose mínima recomendada incrementou número e biomassa seca dos nódulos, biomassa seca da parte aérea e o acúmulo de nitrogênio na parte aérea. Em substrato estéril a população rizobiana nativa não foi mais eficiente quando comparada à estirpe BR 3267. A estirpe BR 3267 foi mais competitiva e eficiência em relação à população rizobiana nativa. A cultivar BRS Pujante foi mais beneficiada pela FBN quando inoculada com a estirpe BR 3267, proporcionalmente à taxa de inóculo.

Submitted by Erika Demachki (erikademachki@gmail.com) on 2014-11-17T20:09:17Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Michel de Paula Andraus - 2014.pdf: 1344502 bytes, checksum: b7ad8a869c8c9927345fb69bceb34d58 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Approved for entry into archive by Erika Demachki (erikademachki@gmail.com) on 2014-11-17T20:20:29Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Michel de Paula Andraus - 2014.pdf: 1344502 bytes, checksum: b7ad8a869c8c9927345fb69bceb34d58 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-11-17T20:20:29Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Michel de Paula Andraus - 2014.pdf: 1344502 bytes, checksum: b7ad8a869c8c9927345fb69bceb34d58 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Previous issue date: 2014-02-17 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Compared to other producing grain legumes, the common bean has short cycle, with high demand for nitrogen (N), which is the most mined and exported element by crops. N is a scarce element in tropical soils and the main sources, nitrate and ammonia, which may be available to the plant, are obtained from the decomposition of soil organic matter, mineral fertilization with nitrogen fertilizers and biological nitrogen fixation (BNF) held by pulses nodulating bacteria. This study aimed to identify characteristics related to FBN in common bean cultivars with different growth cycles, which reflect in higher productivity. The experiments were conducted under field conditions for two consecutive years (2012 and 2013) in the winter crop, in the experimental area of Embrapa Rice and Beans, in Santo Antônio de Goiás, Goiás. In both experiments installed in nearby areas were used as treatments 22 cultivars of common bean, two of the early growth cycle, eight semi-early growth cycle, ten normal cycle and two late- cycle treated with inoculant prepared in the Laboratory of Soil Microbiology, Embrapa Rice and Beans, compound by strains of Rhizobium tropici (SEMIA 4077, SEMIA 4080 and SEMIA 4088) recommended by the Ministry of Agriculture, Livestock and Food Supply as inoculants for the common bean cultivation. The design was randomized blocks . In the first year the collections were performed from V4 to R8 stage and were assessed at each stage the number, activity and dry weight of nodules, leaf area, dry weight and total nitrogen of aerial part (the R6 stage only), grain yield and its components (R9 stage) . In the second experiment the same evaluations were made, but only in R6 and R7 stages. Data were subjected to analysis of variance and the means compared by Skott-Knott test at 5% probability, graphs of Pearson correlation between variables were developed. The percentage of active nodules, leaf area, aerial part dry mass and total nitrogen were affected by cultivars. The number of nodules and dry weight of nodules were not affected. In stages of flowering and pod yield, nodule number, leaf area and dry weight of shoots were influenced by cultivars. The dry mass of nodules in flowering stage was influenced by the growth cycles and the regular and late cycles showed higher values. Grain yield was affected by cycles of cultivars and in the first experiment, early cultivars showed lower values than the other. Normal and late cycle cultivars arrived to total senescence of nodules on the phenological stage R7, while the early and semi-early cycles arrived to senescence of nodules in the R8 phase, however, there was minimal difference in days without active nodules between these. / Comparado a outras leguminosas produtoras de grãos, o feijoeiro-comum apresenta ciclo curto, com alta demanda pelo nitrogênio (N), sendo este o elemento mais extraído e exportado pela cultura. O N é um elemento escasso nos solos tropicais e as principais fontes, nítrica e amoniacal, as quais podem estar disponíveis à planta, são obtidas a partir da decomposição da matéria orgânica do solo, da adubação mineral com fertilizantes nitrogenados e da fixação biológica do nitrogênio (FBN), realizada por bactérias nodulíferas de leguminosas. O objetivo deste trabalho foi avaliar características relacionadas à FBN em cultivares de feijoeiro-comum com diferentes ciclos de crescimento, que refletem em maior produtividade. Os experimentos foram conduzidos sob condição de campo, por dois anos consecutivos (2012 e 2013), em safra de inverno, na área experimental da Embrapa Arroz e Feijão, em Santo Antônio de Goiás, Goiás. Nos dois experimentos instalados em áreas próximas foram utilizadas como tratamentos 22 cultivares de feijoeiro-comum, sendo duas de ciclo de crescimento precoce, oito de ciclo semi-precoce, dez de ciclo normal e duas de ciclo tardio tratadas com inoculante preparado no Laboratório de Microbiologia do Solo da Embrapa Arroz e Feijão, composto pelas estirpes de Rhizobium tropici (SEMIA 4077, SEMIA 4080 e SEMIA 4088) recomendadas pelo Ministério da Agricultura Pecuária e Abastecimento como inoculantes comerciais para a cultura do feijoeiro-comum. O delineamento foi em blocos casualizados. No primeiro ano as coletas foram realizadas da fase V4 até R8, e foram avaliados em cada fase o número, atividade e massa seca de nódulos; área foliar; massa seca e Nitrogênio total da parte aérea (somente na fase R6), e rendimento de grãos e seus componentes (fase R9). No segundo experimento foram feitas as mesmas avaliações, porém somente nas fases R6 e R7. Os dados foram submetidos à análise de variância e as médias comparadas pelo teste de Skott-Knott a 5% de probabilidade, e foram elaborados gráficos de correlação de Pearson entre as variáveis. O percentual de nódulos ativos, área foliar, massa seca da parte aérea e Nitrogênio total foram afetados pelas cultivares. Já o número de nódulos e massa seca de nódulos não foram influenciados. Nas fases de florescimento e produção de vagens, o número de nódulos, área foliar e massa seca da parte aérea tiveram influência das cultivares. A massa seca de nódulos da fase de florescimento foi influenciada pelos ciclos de crescimento e os ciclos normal e tardio apresentaram maiores valores. A produção de grãos foi afetada pelos ciclos das cultivares e, no primeiro experimento, as cultivares precoces apresentaram menores valores do que as demais. Cultivares de ciclo normal e tardio chegaram à senescência total de nódulos na fase fenológica R7, enquanto as de ciclo precoce e semi-precoce atingiram a senescência dos nódulos na fase R8, contudo, houve uma diferença mínima de dias sem nódulos ativos entre estas.