Diversidade de rizóbios em Florestas de Araucária no Estado de São Paulo

• Main Author: Daniel Renato Lammel
• Other Authors: Elke Jurandy Bran Nogueira Cardoso
• Language: Portuguese
• Published: Universidade de São Paulo 2007
• Subjects: Áreas de conservação; Árvores florestais; Bactérias fixadoras de nitrogênio; Biodiversidade; Florestas &#150 Mata Atlântica; Pinheiros; Reflorestamento; Biodiversity; Conservation areas; Forest trees; Forests &#150 &#34Mata Altântica&#34 (Atlantic Forest); Nitrogen-fixing bacteria; Pines; Planted Forests
• Online Access: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/11/11140/tde-16072007-160639/

Araucaria angustifolia (B.) Ktz é de grande importância sócio-ambiental e econômica, sendo que ecossistemas que abrigam esta espécie foram muito degradados pela atividade antrópica, colocando-a em risco de extinção. O ciclo do nitrogênio é de vital importância para a vida, tendo especial importância no desenvolvimento e manutenção de florestas. A entrada de nitrogênio nestes sistemas é dependente de organismos diazotróficos, em especial dos rizóbios, bactérias do solo que podem formar simbiose com leguminosas e fixar nitrogênio atmosférico. O estudo da diversidade de rizóbios pode favorecer o manejo mais adequado de florestas e muitas técnicas são usadas com este fim, nas quais se destacam o uso de plantas iscas, coleta de nódulos de leguminosas a campo, isolamento das bactérias em meios de cultivo, avaliação fenotípica dos isolados e o seqüenciamento do gene 16S rRNA, todas utilizadas neste trabalho. A partir do levantamento de leguminosas no Parque Estadual de Campos do Jordão foram coletadas onze espécies de leguminosas, nove apresentaram nódulos, sendo cinco espécies descritas como nodulantes pela primeira vez. Foram isoladas 212 estirpes de bactérias, havendo variação no formato de nódulos e alta riqueza fenotípica das cepas. Houve variabilidade na diversidade fenotípica de bactérias para cada planta, Galactia crassifolia apresentou o maior valor, enquanto que Mimosa dolens apresentou o menor. Dos 212 isolados, 55 cepas foram capazes de nodular o feijoeiro e 56 de nodular a bracatinga. Foi seqüenciado parcialmente o gene 16S rRNA de 196 estirpes que foram classificadas em oito grupos genotípicos, Pantoea sp. (2%), Pseudomonas sp. (2%), Bradyrhizobium sp1 (10%), Bradyrhizobium sp2 (7%), Rhizobium sp. (1%), Burkholderia sp1 (14%), Burkholderia sp2 (26%) e Burkholderia sp3 (38%). A análise filogenética mostrou que a maioria dos grupos pertence a gêneros taxonomicamente relacionados a rizóbios. Houve variação na diversidade genotípica das bactérias em relação às plantas das quais foram isoladas, G. crassifolia apresentou o maior valor, sendo considerada a mais promíscua, enquanto que Acacia dealbata e M. dolens apresentaram os menores valores, sendo consideradas as mais especificas. Mostrou-se que o uso de avaliação fenotípica de rizóbios pode ser inadequado, já que os resultados fenotípicos foram muitas vezes divergentes dos genotípicos. Foram comparadas Florestas de Araucária com diferentes níveis de interferência antrópica (Floresta Preservada, Floresta Plantada e Floresta em Regeneração), usando as plantas-iscas caupi, amendoim, soja, bracatinga, maricá e angico. Maricá foi o mais eficiente na captura de rizóbios, enquanto que bracatinga e caupi apresentaram menor eficiência e as demais plantas falharam. Foram isoladas 78 cepas, sendo classificados como pertencentes a seis grupos genotípicos, Pseudomonas sp. (3%), Xanthomonas sp. (1%), Ralstonia sp. (6%), Herbaspirillum sp. (4%), Burkholderia sp1 (29%) e Burkholderia sp3 (57%), sendo três grupos iguais aos caracterizados anteriormente. A maioria destes grupos está relacionada a rizóbios ou bactérias endofíticas conhecidas. A Floresta em Regeneração apresentou maior diversidade de bactérias isoladas, enquanto que as Florestas Plantada e Preservada apresentaram índices semelhantes. β-rizóbios foram predominantes nas Florestas de Araucária estudadas. === Araucaria angustifolia (B.) Ktz has a great social, environmental and economic importance to south and southeastern Brazil, although ecosystems supporting this species have been degraded by human activity, making it an endangered species. The nitrogen cycle has vital importance for life and has a special role in the development and upkeep of forests. The nitrogen input in these systems is dependent on diazotrophic organisms, especially rhizobia, soil bacteria that may nodulate legumes and fix nitrogen in symbiosis with them. The study of rhizobia diversity may support better forest management practices and many techniques are used in these studies, especially the use of trap-plants, field legume nodule collection, bacteria isolation in culture media, phenotypic analysis of the strains and 16S rRNA gene sequencing, all of which were used in this work. From a survey in Campos do Jordão State Park, nine of eleven legume species collected presented nodules, of which five were reported as nodulating for the first time. A total of 212 bacterial strains were isolated from the nodules. There was great variation of nodule shape and great phenotypic richness among isolates. There was variability in the phenotypical diversity of bacteria in each plant, where Galactia crassifolia showed the highest value, while Mimosa dolens showed the lowest one. Of the 212 strains, 55 were able to nodulate common bean and 56 nodulated bracatinga (M. scabrella). The 16S rRNA gene of 196 strains were partially sequenced and classified into eight genotypic groups: Pantoea sp. (2%), Pseudomonas sp. (2%), Bradyrhizobium sp1 (10%), Bradyrhizobium sp2 (7%), Rhizobium sp. (1%), Burkholderia sp1 (14%), Burkholderia sp2 (26%) and Burkholderia sp3 (38%). Phylogenetic analysis showed that most of the groups belong to bacteria genera related to rhizobia. There was variability in the bacterial diversity related to the isolated plants, where G. crassifolia showed the highest value, being considered the most promiscuous, while Acacia dealbata and M. dolens presented the lowest values, and were considered the most specific ones. The phenotypic analysis of rhizobia was shown to be inappropriate for taxonomy, since the phenotypic results were different from the genotypic ones. Araucaria Forests with different levels of human interference (Preserved Forest, Planted Forest and Recovering Forest) were compared using cowpea, peanut, soybean, bracatinga, maricá (M. bimucronata) and angico (Parapiptadenia rigida) as trap-plants. Maricá was the most efficient in rhizobia capture, while bracatinga and cowpea showed less efficiency and the others failed. A total of 78 strains were isolated and classified into six genotypic groups: Pseudomonas sp. (3%), Xanthomonas sp. (1%), Ralstonia sp. (6%), Herbaspirillum sp. (4%), Burkholderia sp1 (29%) and Burkholderia sp3 (57%), of which three are the same as previously classified. Most of these groups are related to known rhizobia or other endophytic bacteria. The Recovering Forest showed the highest diversity of isolated bacteria, while Planted Forests and Preserved Forest showed similar indeces. β-rhizobia were predominant in the studied areas.