Estudo da comunidade de bactérias diazotróficas associada a plantas de capim-elefante

Abstract

Neste estudo, uma fração da comunidade de bactérias diazotróficas associada a raízes e parte aérea de diferentes genótipos de capim-elefante (Pennisetum purpureum) foi analisada por métodos dependentes e independentes de cultivo. Duzentas e quatro estirpes bacterianas foram isoladas dos genótipos Cameroon e CNPGL91F06-3 e caracterizadas genotipicamente através de BOX-PCR. Das análises de agrupamento geradas a partir dos perfis de BOX-PCR, um total de 47 estirpes foram selecionadas para identificação taxonômica através do sequenciamento parcial do gene 16S rRNA. A análise de similaridade de fragmentos do gene 16S rRNA revelaram que 36% das sequências pertenciam ao gênero Gluconacetobacter, 31% a Azospirillum spp, 21% a Enterobacter spp. Estes resultados foram confirmados pela análise do gene nifH, embora, bactérias identificadas como Gluconacetobacter apresentaram sequências de nifH homólogas a Enterobacter spp. Adicionalmente, as 204 estirpes foram investigadas quanto à capacidade de fixar nitrogênio, produzir fitoreguladores e solubilizar fosfatos. Do total, 75.5% apresentaram atividade da nitrogenase, 97% produziram compostos indólicos, 22% solubilizaram fosfato e 15% apresentaram as três características. Para avaliar, sob condições de vaso, a resposta dos genótipos Cameroon e Roxo à inoculação com estirpes dos gêneros Azospirillum, Klebsiella, Enterobacter e Gluconacetobacter previamente caracterizadas. O rendimento de biomassa, o acúmulo de nutrientes na parte aérea, bem como o teor de proteína nos tecidos, não foram beneficiados significativamente pela inoculação com bactérias diazotróficas; embora incrementos na massa seca de raiz e acúmulo de N e P tenham sido detectados. Como os benefícios proporcionados à planta hospedeira apresentaram variação de estirpe para estirpe, e as análises foram realizadas pontualmente aos 60 dias após plantio, não foi possível determinar se as estirpes inoculadas apresentaram competência no estabelecimento e quais fatores influenciaram a interação planta-bactéria.A diversidade, estrutural e funcional, foi acessada pela técnica de PCR-DGGE a partir de sequências de 16S rRNA e nifH obtidas diretamente de amostras de raiz e colmo de 5 genótipos de capimelefante. A estrutura das comunidades, bacteriana e diazotrófica, foi mais influenciada pelo tecido vegetal do que pelos genótipos, sendo a raiz considerada um ambiente mais complexo em relação ao colmo. A população bacteriana metabolicamente ativa foi identificada em 3 dos 5 genótipos testados; e os grupos detectados com maior frequência foram Proteobacteria, constituido de - (Leptothrix spp e Burkholderia spp), - (Bradyrhizobium spp, Methylobacterium spp e Rhizobium spp), - (Steroidobacter spp) e Actinobacteria (Actinoplanes spp, Conexibacter spp, Solirubrobacter spp e Amycolatopsis spp). Nas bibliotecas construídas de nifH-cDNA, 26,4% do total de fragmentos foram relacionados com sequências de diferentes estirpes de Bradyrhizobium spp. Sequências menos abundantes pertencentes aos gêneros Azospirillum, Burkholderia, Klebsiella e Enterobacter spp também foram detectadas, mas sua distribuição entre as amostras foi aleatória.