Infecção e colonização de tecidos de cana-de-açúcar por bactérias diazotróficas endofíticas presentes no inoculante desenvolvido na Embrapa Agrobiologia

Abstract

O interior das plantas abriga um grande número de bactérias diazotróficas endofíticas, que quando comparadas às diazotróficas exclusivamente rizosféricas, exibem grande contribuição para a nutrição das plantas hospedeiras via fixação biológica de Nitrogênio, provavelmente devido à proteção do complexo enzimático nitrogenase contra o oxigênio atmosférico, chegando a contribuir com até um terço do N acumulado em alguns genótipos de cana-deaçúcar. Experimentos conduzidos com inoculação isolada, combinada e conjunta de bactérias diazotróficas endofíticas das espécies Gluconacetobacter diazotrophicus, Azospirillum amazonense, Herbaspirillum seropedicae, Herbaspirillum rubrisubalbicans e Burkholderia tropica, demonstraram melhoras no desenvolvimento de plantas de cana contribuindo com até 31,4% do N acumulado em duas variedades de plantas cultivadas em condições ideais de solo e manejo cultural. Estes e outros estudos levaram à produção de um inoculante para a cultura de cana-de-açúcar por parte da Embrapa Agrobiologia, composto por cinco espécies de bactérias diazotróficas endofíticas testadas experimentalmente. Com a finalidade de localizar e caracterizar os sítios de colonização das estirpes bacterianas presentes neste inoculante para cana-de-açúcar, inoculadas isoladamente em toletes e plântulas de cana-de-açúcar, procedeuse a marcação das estirpes presentes no inoculante com o sistema de marcação repórter GFP, para a observação da locação física das bactérias em associação com a planta, através da visualização direta da proteína verde fluorescente (GFP), resultado alcançado com as estirpes HRC54 e HCC103 de H. rubrisubalbicans e H. seropedicae, respectivamente. Experimentos com Herbaspirillum rubrisubalbicans HCC103 e Herbaspirillum seropedicae HRC54 marcadas com GFP demonstraram que em ensaios de ascensão xilemática por fluxo transpiratório, HCC103GFP estava melhor distribuída no ambiente xilemático do que HRC54GFP. Em experimento piloto com plantas de arroz desinfestadas o padrão de colonização radicular superficial foi basicamente o mesmo, porém em mini-toletes e cariopses germinados há clara diferença no padrão espacial de colonização entre as estirpes. Herbaspirillum seropedicae HRC54GFP colonizou externamente gemas de mini-toletes inoculados e seus espaços intercelulares parenquimáticos na região do entrenó, enquanto que Herbaspirillum rubrisubalbicans HCC103GFP penetrou na gema e permaneceu predominantemente na região do nó, associada às paredes externas dos vasos xilemáticos. Os resultados sugerem que ocorre colonização diferencial tanto do sistema radicular quanto de colmos de cana-de-açúcar variedade RB867515 pelas estirpes HRC54 e HCC103 de H. rubrisubalbicans e H. seropedicae, respectivamente, sendo necessários estudos adicionais para melhor compreensão dos fatores que levam a esta colonização diferencial.