Potencial desnitrificador de estirpes de Bradyrhizobium sp. recomendadas para a cultura da soja

Abstract

A fixação biológica de N2 (FBN) é fundamental para a nutrição da cultura de soja, existindo também indícios de que esse processo esteja relacionado à produção de N2O no solo, um gás com alto potencial de efeito-estufa. O objetivo principal desse trabalho foi avaliar a capacidade de produção de N2O por estirpes de Bradyrhizobium spp., recomendadas para a cultura da soja, e observar a presença ou ausência dos genes ligados a desnitrificação nestas mesmas bactérias. O estudo foi conduzido em três etapas. Na primeira, a técnica de amplificação do gene 16S rDNA foi testada para identificar as espécies de Bradyrhizobium que seriam utilizadas nos demais ensaios. Na segunda etapa, 12 estirpes de B. japonicum e B.elkanii, crescidas em meio de cultura, foram incubadas em atmosfera livre de O2, contendo ou não acetileno, após enriquecimento do meio com nitrato. Avaliou-se a produção de N2O por cada estirpe. Nestas estirpes foi verificada a presença dos genes ligados a desnitrificação (napA, nirK, norC, e nosZ) utilizando reações de PCR. Em um segundo estudo, avaliou-se a produção de N2O emitido pelo solo durante 63 dias após o plantio de soja em vasos utilizando-se sementes inoculadas, ou não, com estirpes de B. japonicum e B. elkanii recomendadas para inoculantes comerciais. As plantas foram colhidas na floração, e os nódulos foram incubados em solução com nitrato em atmosfera livre de O2, para avaliar a presença de intermediários do processo de desnitrificação. Outra parte dos nódulos colhidos foi incubada em atmosfera livre de O2, contendo concentração conhecida de N2O. A técnica de PCR utilizando iniciadores para o gene 16S rDNA possibilitou diferenciar as espécies B. japonicum e B. elkanii. Além disso, pela primeira vez as estirpes SMB1 e DF395 foram identificadas geneticamente como pertencentes à espécie B. elkanii. Em cultura pura as estirpes de B. japonicum produziram mais N2O do que as estirpes de B. elkanii, especialmente na presença de acetileno. Entre as 12 estirpes testadas, todas as quatro estirpes de B. japonicum possuíam todos os genes necessários para a desnitrificação, que permitem a redução de nitrato até N2, exceto a estirpe USDA06 que não possuía o gene nosZ que codifica a enzima N2O-redutase. Para as estirpes de B. elkanii, apenas 29W e SM1b apresentam o gene norC (NO-redutase), sendo o gene nosZ também presente na estirpe 29W. No ensaio em vasos, as plantas de soja inoculadas com B. japonicum produziram mais N2O do que as plantas inoculadas com B. elkanii. Dos nódulos dessas plantas, apenas aqueles resultantes da inoculação com a estirpe CPAC 7 apresentaram consumo de N2O, em todas as repetições, quando incubados em atmosfera contendo N2O. Não houve consistência nos resultados do ensaio com nódulos em meio com nitrato, pois se observou grande variação nas quantidades de nitrato, nitrito e N2O entre as repetições, com indícios de que em algumas repetições parte dos nódulos poderia estar ocupada com estirpes nativas do solo diferentes das inoculadas. Conclui-se que a capacidade de produzir N2O seja mais comum às estirpes de B. japonicum, embora também ocorra em algumas estirpes de B. elkanii. Em condições favoráveis, a emissão de N2O do solo plantado com soja deve ser maior em plantas inoculadas com estirpes de B. japonicum.