Caracterização fenotípica e produção de biopolímeros por bactérias isoladas de nódulos de guandu [(Cajanus cajan (L.) Millsp.]

Abstract

A fixação biológica do nitrogênio é um processo natural realizado por procariotos denominados diazotróficos. Dentre os diversos microrganismos capazes de fixar o nitrogênio, destacam-se aqueles capazes de estabelecer associações mutualísticas com leguminosas em estruturas especializadas denominadas nódulos. A busca por microrganismos capazes de estabelecer uma associação eficiente com as plantas desta família tem sido alvo de estudos ao longo das últimas décadas. Nos últimos anos, além da prospecção por microrganismos capazes de estabelecer associações eficientes, os rizóbio tem sido alvo de outros interesses biotecnológicos como a produção de moléculas de interesse industrial, como enzimas e biopolímeros. Estas macromoléculas são empregadas em diversos ramos da indústria e a busca por novos microrganismos capazes de produzir essas moléculas constitui uma fonte de inovação constante nestes setores. Neste contexto, o objetivo deste trabalho fo i avaliar a diversidade fenotípica de bactérias isoladas de nódulos de três cultivares de guandu, bem como avaliar a capacidade desses isolados em produzir exopolissacarídeos, polihidroxibutirato e amilases. Foram coletados amostras de oito solos, 4 em Seropédica (duas amostras em áreas com Argissolo Vermelho Amarelo e duas áreas com Planossolo Háplico) e 4 em Pinheiral (Latossolo Amarelo; Argissolo Vermelho; Argissolo Acinzentado e Neossolo Flúvico) para implantação do experimento de para a obtenção das bactérias. O experimento foi montado no esquema fatorial 3 (cultivares) x 8 (solos). As plantas foram colhidas aos 75 dias após a emergência e a nodulação foi avaliada. Os nódulos foram desinfestados superficialmente e pressionados em placas de Petri contendo meio de cultura YMA com Vermelho Congo. Após purificação dos isolados foi realizada a caracterização cultural e foi avaliada a capacidade crescimento em meio com diferentes fontes de carbono, concentrações de antibióticos ou de sais e diferentes temperaturas. Os isolados foram validados em condições estéreis de casa de vegetação e a foi realizado um teste para avaliar a capacidade de estabelecimento da simbiose. Paralelamente foram selecionados isolados para avaliar a capacidade de produção de polihidroxibutirato (PHB), exopolisacarídeos (EPS), e amilase. A reologia de EPS selecionados também foi avaliada. Os isolados apresentaram um padrão muito diverso de capacidade de metabolizar diferentes fontes de carbono e de apresentar resistência intrínseca a antibióticos. A maioria dos isolados testados foram capazes de crescer quando incubados a temperaturas de 42°C. Grande parte dos isolados apresentou resistência à salinidade (3% de NaCl). Já 34% dos isolados não foram capazes de nodular a planta hospedeira e dos isolados avaliados para o estabelecimento da simbiose, todos apresentaram nodulação estatisticamente igual àquela apresentada pelas estirpes recomendadas. Os isolados variaram quanto à capacidade de produzir EPS e PHB, havendo grande influência da fonte de carbono utilizada. A reologia dos EPS demonstrou comportamento pseudoplástico das soluções de EPS selecionados. Com relação à produção de amilases, os um isolado se destacou bastante dos demais, onde a halo de degradação do amido atingiu mais de 2,7 vezes o tamanho da colônia. Estes resultados demonstram o potencial biotecnológico dessas bactérias, tanto para a produção de inoculantes como para a produção de biopolímeros.