Potencial biotecnológico de Rhizobium (BR 10268) na brotação de mini-toletes de cana-de-açúcar cv. RB867515

Abstract

A aplicação de mudas pré-brotadas a partir de mini-toletes é uma tendência recente nos sistemas de produção de cana-de-açúcar. Este sistema juntamente com a inoculação de microrganismos promotores de crescimento vegetal podem ser consideradas práticas sustentáveis para incrementar a produtividade da cultura da cana-de-açúcar. O presente trabalho buscou caracterizar a estirpe Rhizobium (BR 10268) em nível filogenético, avaliar seu potencial em promover o processo de germinação de arroz IR 42 e brotação de mini-toletes de cana-de-açúcar cv RB867515, verificar a colonização de mini-toletes de cana e ainda investigar possíveis mecanismos químicos responsáveis pelo efeito promotor de crescimento. Análises filogenéticas de genes housekeeping glnII e recA posicionaram a estirpe em um clado com cinco espécies de Rhizobium. Experimentos conduzidos com inoculação da estirpe em arroz, promoveram o crescimento da parte aérea quando inoculado com o sobredandante da estirpe. Outro experimento conduzido sob condições axênicas com mini-toletes inoculados com a estirpe BR 10268 avaliados aos 3, 6, 8, 10, 12, e 14 dias após inoculação (DAI) demonstraram melhor brotação quando comparados ao não inoculado, com aumentos significativos (p˂0,05) do comprimento da parte aérea e aumento da massa seca da parte aérea entre os dias coletas. Posteriormente para caracterização de colonização endofítica da estirpe, procedimentos de reisolamento e quantificação de amostras de tecidos frescos, com desinfestação supercial de gema desenvolvida neste trabalho e desinfestação de raízes por metodologia tradicional foram realizados. Os resultados indicaram que [(1,8 ± 0,92) * 107 UFC.g-1 a 7 DAI e (4,9 ± 2,7) * 106 UFC.g-1 a 20 DAI] de gema e raízes [(2,1 ± 0,75) * 105 UFC.g-1 a 7 DAI e (5,6 ± 4,59) * 104 UFC.g-1 a 20 DAI] poderam ser recuperados. Análises por BOX-PCR confirmaram a identidade das bactérias recuperadas e a estirpe não foi detectada no controle não inoculado. A colonização endofítica em 3 e 8 DAI também foi confirmada por microscopia confocal de varredura a laser usando um derivado da BR 10268 expressando mCherry. Após identificação de aceleramento da brotação e elevada colonização da estirpe no tecido interno de cana, análises utilizando uma solução de sobrenadante da estirpe em meio definido, foi realizada através de cromatografia de gás espectrometria de massa em monitoramento seletivo iônico (GC-MS/SIM). Os resultados indicaram a presença de fitohormônios produzidos pela estirpe: ácido indol acético (30,23) citocinina (3,39) e ácidos giberélicos ativos e inativos GA3, GA4, GA7, GA9, GA12 e GA20 (22,52; 33,45; 20,59; 5,71; 10,11; 3,22 e 13,66 ng.mL-1, respectivamente. Portanto, o presente estudo confirma que Rhizobium sp. (BR 10268) é um endófito, efetivo da cana-de-açúcar, que estimula a brotação da parte aérea de mini-toletes, através da produção de fitohormônios vegetais que podem ser utilizados para fins biotecnológicos.