Data/hora: 16/06/2024 07:45:37

Biblioteca(s): | Embrapa Agrobiologia.
Data corrente: | 13/09/1999
Data da última atualização: | 13/09/1999
Autoria: | MERCANTE, F. M.
Título: | Diversidade genetica de rizobio que nodula o feijoeiro e troca de sinas moleculares na simbiose com plantas hospedeiras.
Ano de publicação: | 1997
Fonte/Imprenta: | Seropedica: UFRRJ, 1997. 199p.
Série: | Tese de Doutorado.
Idioma: | Português
Notas: | Tese de Doutorado. Orientada por Avilio Antonio Franco.
Conteúdo: | A importância da biodiversidade tem sido cada vez mais ressaltada, como fonte de inovacao biotecnológica. Neste contexto, a aplicação das técnicas modernas de biologia molecular tem permitido a detecção de grupos de microrganismos até agora desconhecidos, alem de revelar a extensão da diversidade genética dentro do "taxon" microbiano. No caso dos microssimbiontes do feijoeiro, o avanço nas técnicas de biologia molecular e avaliação de novos isolados provenientes de diversas regiões tropicais e mesoamericanas, permitiu, nos últimos anos, a separacao em 3 especies diferentes: R. leguminosarum bv. phaseoli, R. tropici e R. etli. Poucos sao os estudos sobre a diversidade de rizobio existente nos solos brasileiros. Num levantamento realizado em diversas regioes do Cerrado brasileiro, nos isolamos 422 estirpes de rizobio que nodulam o feijoeiro e Leucaena. Trinta e sete desses isolados foram utilizados como base para a classificacao das estirpes de R. tropici. A selecao de estirpes de R. tropici tem despertado bastante interesse, uma vez que estas estirpes apresentam caracteristicas agronomicas importantes, como a tolerancia a estresses ambientais, entre os quais, temperaturas elevadas, resistencia a metais pesados e a niveis elevados de antibioticos, alem de se apresentarem mais estaveis geneticamente. Neste sentido, na primeira parte do presente estudo, procurou-se caracterizar a diversidade genetica de um grande numero de isolados de rizobio dos solos do Cerrado brasileiro, pelo metodo de hibridizacao de colonias com sondas de genes especificas. Os resultados obtidos demonstraram uma grande variabilidade entre os isolados, sendo o grupo de estirpes isoladas de nodulos de feijoeiro mais heterogeneo do que os isolados de nodulos de Leucaena. Entre os isolados de Leucaena (329), 90% foi agrupado com R. tropici, e o restante (10%) nao foi agrupado em nenhuma das especies de rizobio descritas ate o momento. Por outro lado, entre os isolados de feijoeiro (61), 35% foram classificados como R. tropici, 16% como R. leguminosarum bv. phaseoli ou R. etli, e 49% nao foram agrupadas com os microssimbiontes do feijoeiro conhecidos. Estes resultados, embora considerados como uma estimativa da variabilidade das estirpes de rizobio, demonstram uma ampla fonte de diversidade genetica de isolados adaptados aos solos acidos do ecossistema Cerrado. Em outra parte do estudo, procurou-se avaliar a etapa inicial de troca de sinais moleculares entre o feijoeiro e seus diferentes microssimbiontes. Assim, procurou-se verificar a influencia de plantas de Mimosa flocculosa ou Leucaena leucocephala na nodulacao do feijoeiro, avaliando-se, ainda, este efeito pela adicao de exsudatos de sementes destas especies arboreas no plantio do feijoeiro, inoculado com estirpes de R. tropici, R. etli e R. leguminosarum bv. phaseoli e/ou suprido com nitrogenio mineral. Alem disso, avaliou-se a expressao dos genes nod, atraves da atividade da enzima   -glucuronidase em diferentes estirpes contendo a fusao nodA::gusA, utilizando como indutores exsudatos de raizes e de sementes das leguminosas. De uma maneira geral, observou-se uma interacao bastante complexa entre os indutores. A adicao de exsudatos de sementes, tanto de M. flocculosa quanto de L. leucocephala, proporcionou um aumento significativo na nodulacao inicial do feijoeiro, quando inoculado com a estirpe de rizobio CFN42 (R. etli). A nodulacao do feijoeiro (em vasos com solo PVA) nao foi afetada pelo suprimento de N-mineral (28 mg N-NH4NO3.planta-1), quando as plantas foram inoculadas com a estirpe CIAT899 (R. tropici) e supridas com exsudatos de sementes de M. flocculosa. Nos testes "in vitro", a mistura de exsudatos de sementes de feijoeiro e M. flocculosa promoveu aumentos sinergisticos significativos na expressao dos genes nod, tanto das estirpes de R. tropici (CIAT899/pGUS32 e F98.5/pGUS32) quanto de R. etli (CFN42/pGUS32). Biodiversity is very important as a source of biotechnological inovation. The application of the modern techniques of molecular biology is enabling the detection of groups of microorganisms so far unknown, and it is also revealing the extent of genetic diversity within microbial taxa. Molecular genetics studies on isolates of rhizobia from different origins that nodulate common beans, specially those from the tropics and mesoamerica, resulted in the identification of three species: R. leguminosarum bv. phaseoli, R. tropici and R. etli. There are few studies on the diversity of beans-rhizobia from Brazilian soils. In a survey made on "Cerrado" regions, were isolated 422 strains that nodulate beans and Leucaena. From those, 37 isolates were characterized by different biochemical and genetic methods, as R. tropici. In the first part of the present work, the genetic diversitry of this collection of isolates was characterized by colony DNA hibridization with specific gene probes. The results showed differences on the distribution of the isolates in the different rhizobial species, according to the plant from which they were recovered. The 61 isolates obtained from common beans were more heterogeneous, since 35% were classified as R. tropici, 16% as R. leguminosarum bv. phaseoli or R. etli, and 49% did not group with any of the described species of rhizobia. On the order hand, 90% of Leucaena isolates (329) were grouped with R. tropici, and only 10% did not group with described rhizobial species. These results, although considered as an estimate of the variability among these isolates, demonstrate that there is a great source of genetic diversity in the bean-rhizobia adapted to the acid soils of the Brazilian "Cerrado" ecosystem. In the second part of this work, we studied the first steps of the molecular signal exchange between the bean plant and its different microssimbionts. We evaluated the effects of the presence of two different leguminous plants, Mimosa flocculosa or Leucaena leucocephala, or its seed exsudates on the bean nodulation when inoculated with strains of R. tropici, R. etli or R. leguminosarum bv. phaseoli. The expression of nod genes was also measured "in vitro" by the activity of  -glucuronidase on different genetically modified strains possessing the fusion nodA::gusA, using as inducers root or seed exsudates from these leguminous trees. In general, a very complex interaction among the different inducers was observed. Seed exsudates, both from Mimosa and Leucaena, led to a significant raise on initial nodulation of the bean plant when inoculated with the strain of R. etli CFN42 but not when inoculated with R. tropici or R. leguminosarum bv. phaseoli. The addition of nitrogen up to 28 mg N-NH4NO3/ plant did decrease nodulation except when the plants were inoculated with the strain CIAT899 (R. tropici) and supplied with seed exsudates from M. flocculosa, in pots filled with PVA soil, bean nodulation. Mixed seed exsudates from beans and Mimosa an "in vitro" test had a sinergistic effect on the expression of nod genes, measured by the activity of  -glucuronidase, on strains of R. tropici (CIAT899/pGUS32 e F98.5/pGUS32) and R. etli (CFN42/pGUS32).
Thesagro: | Biodiversidade; Feijão; Genética; Simbiose.
Thesaurus Nal: | biodiversity; genetics; kidney beans; symbiosis.
Categoria do assunto: | --
Registro original: | Embrapa Agrobiologia (CNPAB)
Exemplares: | CNPAB - (26151-1) - ADD - TS - -- - 578.7 - M553d - 1998.00010 - DIS