Initial development of upland rice plants inoculated with the MAY12 strain of Azospirillum spp / Desenvolvimento inicial de plantas de arroz de terras altas inoculadas com a estirpe MAY12 de Azospirillum spp

ABSTRACT: The purpose of this study was to evaluate the contribution of the inoculation of the strain Azospirillum MAY12 to the development of rice plants of the cultivar BRS Esmeralda. A completely randomized experiment was performed in a greenhouse, with 8 treatments and 6 repetitions, namely, commercial inoculant (CI) containing strains of Azospirillum brasilense ABV5 and ABV6 (T1), MAY12 (T2), nitrogen control with 50 mg of N or full dose (T3), CI + 30% of N (percentage referring to full dose) (T4), CI + 60% N (T5), MAY12 + 30% N (T6), MAY12 + 60% N (T7) and absolute control (T8). There was a significant increase in the fresh and dry mass of the shoot and roots, height, root volume, and the number of tillers and leaves of plants with the MAY12 inoculation (with and without N added) compared to T8. Treatments containing MAY12 + N increased the total dry mass by ~920% compared to T8, matching the T3 yield. The inoculation of MAY12 in isolation was as efficient as the application of the full dose of N, resulting in an increase of ~115% in height and 373% in root volume of the plants compared to T8. The MAY12 strain demonstrated good performance in the development of the cultivar, which was comparable to the CI in the variables tested. Therefore, inoculation with the MAY12 strain is promising for the partial reduction of nitrogen fertilizers in upland rice cultivation.

RESUMO: O objetivo deste trabalho foi avaliar a contribuição da inoculação da estirpe de Azospirillum MAY12 no desenvolvimento de plantas de arroz da cultivar BRS Esmeralda. Foi realizado um experimento inteiramente casualizado em casa de vegetação, tendo oito tratamentos e seis repetições: inoculante comercial (IC) contendo as estirpes de Azospirillum brasilense AbV5 e AbV6 (T1), MAY12 (T2), testemunha nitrogenada com 50 mg de N ou dose cheia (T3), IC + 30% de N (percentual referente à dose cheia) (T4), IC + 60% de N (T5), MAY12 + 30% de N (T6), MAY12 + 60% de N (T7) e testemunha absoluta (T8). Houve aumento significativo da massa fresca e seca da parte aérea e de raízes, altura, volume de raízes e do número de perfilhos e de folhas das plantas com a inoculação de MAY12 (com e sem adição de N) em relação a T8. Os tratamentos contendo MAY12 + N aumentaram em torno de 920% a massa seca total em relação a T8, equiparando-se ao rendimento T3. A inoculação de MAY12, isoladamente, foi tão eficiente quanto a aplicação da dose cheia de N para o aumento em torno de 115% da altura e de 373% do volume de raízes das plantas em relação a T8. A estirpe MAY12 apresentou bom desempenho no desenvolvimento da cultivar equiparando-se com o IC nas variáveis testadas. Portanto, a inoculação com a estirpe MAY12 mostra-se promissora para a redução parcial de fertilizantes nitrogenados no cultivo de arroz de terras altas.

Draft genome sequence of Paraburkholderia tropica Ppe8 strain, a sugarcane endophytic diazotrophic bacterium

Abstract Paraburkholderia tropica (syn Burkholderia tropica) are nitrogen-fixing bacteria commonly found in sugarcane. The Paraburkholderia tropica strain Ppe8 is part of the sugarcane inoculant consortium that has a beneficial effect on yield. Here, we report a draft genome sequence of this strain elucidating the mechanisms involved in its interaction mainly with Poaceae. A genome size of approximately 8.75 Mb containing 7844 protein coding genes distributed in 526 subsystems was de novo assembled with ABySS and annotated by RAST. Genes related to the nitrogen fixation process, the secretion systems (I, II, III, IV, and VI), and related to a variety of metabolic traits, such as metabolism of carbohydrates, amino acids, vitamins, and proteins, were detected, suggesting a broad metabolic capacity and possible adaptation to plant association.

Research progress of pharmacological active substances from diazotrophic cyanobacteria / 中草药

As cyanobacteria with nitrogen-fixing ability, diazotrophic cyanobacteria can adapt to all kinds of habitat and produce many primary and secondary metabolic materials with unique chemical structures, diverse properties, and biological activities. As a nutritional supplement, diazotrophic cyanobacterium such as Nostoc has a long edible history in indigenous populations in China. In recent years, research results have shown that the bioactive substances produced by nitrogen-fixing cyanobacteria are promising candidates for the prevention and control of some human diseases, and the mechanisms of nitrogen-fixing cyanobacteria to achieve health and disease prevention are gradually revealed. This paper reviewed the progress in research and its mechanism of nitrogen-fixing cyanobacteria in anti-oxidation, scavenging free radicals, antibiosis, antivirus, antitumor, antiinflammation, and anticoagulation in the past five years (2013-2017) at home and abroad. Moreover, the existing problems and the development directions in future were also discussed. We expect that it can provide reference for the further development of the related field in China.

Genetic and phenotypic diversity of Rhizobium isolates from Southern Ecuador / Diversidade genética e fenotípica de isolados de Rhizobium do sul do Equador

ABSTRACT Rhizobium-legume symbioses play relevant roles in agriculture but have not been well studied in Ecuador. The aim of this study was to characterize the genetic and phenotypic diversity of Rhizobium isolates associated with Phaseolus vulgaris from southern Ecuador. Morpho-cultural characterization, biochemical tests and physiological analyses were conducted to authenticate and determine the diversity of bacteria Rhizobium-like isolates. The genetic diversity of the isolates was determined by molecular techniques, which consisted of bacteria DNA extraction and amplification and sequencing of the 16S rRNA gene. The nodulation parameters and nitrogen fixation for P. vulgaris under greenhouse conditions were also assessed to determine the phenotypic diversity among isolates. Furthermore, bacteria indole-acetic-acid production was evaluated by the colorimetric method. Morpho-cultural and biochemical characteristic assessments demonstrated that Rhizobium-like bacteria was associated with the P. vulgaris nodules. The diversity among the isolates, as determined by physiological analyses, revealed the potential of several isolates to grow at different pH values, salinity conditions and temperatures. Partial sequencing of the 16S rRNA gene identified the Rhizobium genus in every sampling site. From a total of 20 aligned sequences, nine species of Rhizobium were identified. Nodule formation and biomass, as well as nitrogen fixation, showed an increase in plant phenotypic parameters, which could be influenced by IAA production, especially for the strains R. mesoamericanum NAM1 and R. leguminosarum bv. viciae COL6. These results demonstrated the efficiency of native symbiotic diazotrophic strains inoculants for legume production. This work can serve as the basis for additional studies of native Rhizobium strains and to help spread the use of biofertilizers in Ecuadorian fields.

RESUMO A simbiose Rhizobium-leguminosa desempenha um relevante papel na agricultura, entretanto não tem recebido suficiente atenção de estudos científicos no Equador. O objetivo deste artigo foi caracterizar a diversidade genética e fenotípica de isolados de Rhizobium associados com Phaseolus vulgaris do sul do Equador. A caracterização morfo-cultural, testes bioquímicos e análises fisiológicas foram realizados para autenticar e determinar a diversidade de isolados de bactérias Rhizobium. A diversidade genética foi determinada por por técnicas moleculares consistindo na extração de DNA genômico bacteriano, amplificação e sequenciamento parcial do gene 16SrRNA; e parâmetros de nodulação e fixação de nitrogênio de P. vulgaris sobre condições de estufa foram testados para determinar a diversidade fenotípica entre os isolados. Além disso, a produção de ácido indolacético foi avaliada por um método colorimétrico. A análise fisiológica da diversidade entre os isolados revelou o potencial de crescimento de diversos isolados em diferentes níveis de pH, salinidade e temperatura. O sequenciamento parcial do gene 16S rRNA mostrou o gênero Rhizobium em todas os locais de amostragem. De um total de 20 sequências alinhadas, 9 espécies de Rhizobium foram identificadas. A formação de nódulos e biomassa, bem como a fixação de nitrogênio mostraram um aumento nos parâmetros fenotípicos das plantas, os quais devem ser influenciados pela produção de IAA, especialmente pelas cepas R. mesoamericanum NAM1 e R. leguminosarum bv. viciae COL6. Estes resultados demonstram a eficiência de cepas diazotróficas simbióticas nativas para produção de inoculantes para leguminosas e fornece informações valiosas e uteis para a agricultura sustentável equatoriana. Neste sentido, este trabalho deve ser um elemento essencial para a realização de futuras pesquisas aplicadas relacionadas a cepas Rhizobium nativas e espalhar o uso de biofertizantes em campos equatorianos.

Initial growth in maize in compliance of Azospirillum brasilense inoculation and nitrogen rates / Crescimento inicial do milho em função da inoculação de Azospirillum brasilense e doses de nitrogênio

Investigate the effects of the interaction between nitrogen fertilization and inoculation with diazotrophic bacteria becomes important, especially for maize, highly exacting in N. Thus, the aim of this study was to evaluate the initial growth of maize in compliance A. brasilense inoculation and nitrogen rates. The experiment was conducted in a greenhouse, in Mato Grosso do Sul State University, Aquidauana University Unit, between the months of march and April of 2014. It was used completely randomized design in a 2x4 factorial arrangement with four replications. The treatments consisted of the absence and presence of inoculation with A. brasilense and four levels of nitrogen fertilization (0, 25, 50, 100 kg ha-1 N). At 40 days after sowing the following variables were evaluated: leaf area, plant height, stem diameter, dry mass of shoot and of root. There was interaction between doses of nitrogen and inoculation with A. brasilense for most of the evaluated variables. Inoculation with A. brasilense provides improvements in the establishment and initial development of maize. In the presence of inoculation with A. brasilense, the development of maize increases linearly the administration of the nitrogen doses.

Investigar os efeitos da interação entre adubação nitrogenada e inoculação com bactérias diazotróficas tornou-se importante, sobretudo para a cultura do milho, altamente exigente em N. Assim, o objetivo deste trabalho foi verificar o crescimento inicial do milho em função de inoculação A. brasilense e doses de nitrogênio. O experimento foi desenvolvido em estufa agrícola, na Universidade Estadual de Mato Grosso do Sul, Unidade Universitária de Aquidauana, entre os meses de março a abril de 2014. Utilizou-se delineamento experimental inteiramente casualizado em esquema fatorial 2x4, com quatro repetições. Os tratamentos constaram da combinação da ausência e presença de inoculação com A. brasilense e quatro níveis de adubação nitrogenada (0; 25; 50; 100 kg ha-1 de N). Aos 40 dias após a semeadura foram avaliadas as seguintes variáveis: área foliar, altura de plantas, diâmetro do colmo, massa seca da parte aérea e massa seca das raízes. Houve interação entre doses de nitrogênio e inoculação com A. brasilense para a maioria das variáveis avaliadas. A inoculação com A. brasilense proporciona melhorias no estabelecimento e no desenvolvimento inicial do milho. Na presença de inoculação com A. brasilense, o desenvolvimento de milho aumenta linearmente a função das doses de nitrogênio.

Tiller density and tillering on Brachiaria brizantha cv. Marandu pastures inoculated with Azospirillum brasilense / Densidade populacional e perfilhamento em pastagens de Brachiaria brizantha cv. Marandu inoculada com Azospirillum brasilense

The objective of this study is to verify the population density and the dynamics of tillering in the Marandu palisade grass sward subjected to nitrogen (N) fertilization strategies, characterized by the N supply via urea or bacterial inoculant (Azospirillum brasilense). The treatments comprised of four nitrogen fertilization strategies: (A) Without fertilization, (B) 80 kg N/ha, (C) inoculant (A. brasilense), and (D) 80 kg N/ha + inoculant, distributed in a randomized complete block design, with three replications. The nitrogen supply strategies were evaluated during six periods: October, November, and December (2012) as well as January, March, and April (2013). The nitrogen dose or inoculant had no effect on the tiller appearance rate (TAR), tiller mortality rate (TMR), tiller survival rate (TSR), or tiller population density (TPD). However, these variables were influenced by the season. The TAR and TSR were higher at the beginning of the experimental period (October) and lower towards the end of the period (March-April), whereas, TMR and TPD exhibited the opposite behavior, with lower values in October and higher from January onward. Neither the nitrogen nor the inoculant influenced the population dynamics of the tillers in Marandu palisade grass.(AU)

Objetivou-se com este estudo verificar a densidade populacional e a dinâmica do perfilhamento em dosséis de capim Marandu submetidos a estratégias de adubação nitrogenada, caracterizadas pelo fornecimento de N via ureia ou inoculante (Azospirillum brasilense). Os tratamentos foram quatro estratégias de adubação nitrogenada: sem fertilização, 80kg N/ha, inoculante (A. brasilense) e 80kg N/ha + inoculante, distribuídos em um delineamento de blocos completos ao acaso, com três repetições por tratamento. As estratégias de aporte nitrogenado foram avaliadas em seis épocas: outubro, novembro e dezembro de 2012; e janeiro, março e abril de 2013. Não foi verificada influência da dose de nitrogênio ou do inoculante sobre a taxa de aparecimento (TAP), a taxa de mortalidade (TMP), a taxa de sobrevivência (TSP) e a densidade populacional de perfilhos (DPP). No entanto, essas variáveis foram influenciadas pela época do ano. A TAP e a TSP apresentaram maiores valores no início do período experimental (outubro) e menor valor ao final do período (março a abril). A TMP e a DPP expressaram respostas opostas, com menores valores em outubro e maiores a partir de janeiro. Não houve influência do nitrogênio e do inoculante sobre a dinâmica populacional de perfilhos em capim Marandu.(AU)

Combination of inoculation methods of Azospirilum brasilense with broadcasting of nitrogen fertilizer increases corn yield / Combinação de métodos de inoculação de Azospirillum brasiliense com adubação nitrogenada de cobertura aumenta produtividade de milho

Nitrogen (N) is the most limiting nutrient for corn production. Thereby, the goal of the paper was to evaluate inoculation methods of Azospirillum brasilense in order to partially supply N required by the crop. The experiment was carried out in Guarapuava, PR, Brasil, in 2011/2012 growing season. Randomized blocks with factorial 3 inoculation methods (seed treatment, planting furrow and non-inoculated control) x 5 doses of nitrogen (0, 75, 150, 225 and 300kg ha-1) x 8 replications was used as the experimental design. Leaf are index, foliar nitrogen content, total chlorophyll, grains per ear and yield were evaluated. There was significant interaction between inoculation methods and nitrogen fertilization to leaf area index, but not for yield. Inoculation with the diazotrophic bacteria provided yield increase of 702kg ha-1 for inoculation in seeding furrow and 432kg ha-1 for inoculation in seed treatment compared to the control, but both treatments did not differ between each other. Furthermore, total chlorophyll, grains per ear and yield were positively affected, with quadratic response, by the nitrogen fertilization in broadcasting.

O nitrogênio (N) é o nutriente que mais limita a produtividade da cultura do milho. Dessa forma, o objetivo deste trabalho foi avaliar métodos de inoculação de Azospirillum brasilense para suprir em parte o nitrogênio requerido pela cultura. O experimento foi conduzido em Guarapuava, PR, Brasil, no ano agrícola de 2011/2012. Os tratamentos foram dispostos em delineamento de blocos ao acaso, em esquema fatorial 3 métodos de inoculação (tratamento de sementes, sulco de plantio e controle não inoculado) x 5 doses de nitrogênio (0, 75, 150, 225 e 300kg ha-1), com oito repetições. As variáveis analisadas foram: índice de área foliar (IAF), teor de N foliar, clorofila total, grãos por espiga e produtividade. Houve interação significativa entre os métodos de inoculação e a adubação nitrogenada para a variável IAF, mas não para a produtividade. Concluiu-se que a inoculação com a bactéria proporcionou incremento na produtividade de 702kg ha-1 para inoculação no sulco de semeadura e de 432kg ha-1 no tratamento de sementes, comparado com o controle, mas não houve diferença significativa entre esses dois tratamentos. Além disso, o teor de clorofila total, número de grãos por espiga e produtividade foram afetados positivamente, obtendo-se resposta quadrática, com aplicação da adubação nitrogenada.

Evaluación de rizobacterias promotoras del crecimiento bajo diferentes esquemas de fertilización en el cultivo de maíz variedad HIMECA-95 / Evaluation of growth promoting rhizobacteria under different fertilization schemes in maize variety HIMECA-95

Bacterias previamente aisladas, y caracterizadas como diazotróficas y disolventes de fosfatos inorgánicos se evaluaron en campo como promotoras del crecimiento vegetal en la producción de maíz variando las condiciones de fertilidad del suelo. Las cepas MF1b y MF5, en forma individual y en consorcio, se inocularon en semillas de maíz (HIMECA-95), y se sembraron bajo las siguientes condiciones de fertilización química: K, NK, PK, RK, NPK, y NRK (R: roca fosfórica). Al final del ensayo se determinó el peso seco total, y los contenidos de N y de P presentes en el grano para luego calcular el porcentaje de eficiencia agronómica relativa (%EAR). Los resultados obtenidos mostraron que la inoculación con la cepa MF5 en forma individual y en consorcio, con una fertilización quimica de NK, incrementaron la EAR del peso seco del grano en 130 y 403%, el contenido de N en 463 y 116%, y el de P en 152 y 376%, respectivamente, logrando un aumento en la producción del grano de maíz y su calidad. Asimismo, se observó una variabilidad en las respuestas de los parámetros evaluados, lo cual podría deberse a los bajos contenidos de N y P del suelo, a los cambios en la fertilidad del suelo por la adición de los fertilizantes de alta solubilidad, y a la interacción entre las comunidades microbianas autóctonas y las bacterias introducidas. Se concluye que la efectividad de los microorganismos con potencial como biofertilizante para la agricultura sea evaluada cuidadosamente bajo diversas condiciones de fertilidad de los suelos.

Bacteria previously isolated, characterized as diazotrophic and inorganic phosphate solubilizers were evaluated under field conditions as plant growth promoters on the maize production when soil fertility was changed. The strains MF1b and MF5, alone and in consortium, were inoculated on maize seeds (HIMECA-95), and these were sown under the following chemical fertility conditions: K, NK, PN, RK, NPK, and NRK (R: phosphate rock). Total dry weight, and N and P contents of the grain were determined at the end of the experiment; also, the % of relative agronomic efficiency (RAE) was calculated. Results showed that inoculation with the strain MF5 alone and in consortium, with the addition of NK fertilizer increased the % RAE in 130 and 403 for the dry weight, in 463 and 116 for the N content, and in 152 and 376 for the P content, respectively, allowing an increase in both production and grain quality. Moreover, it was observed variations among the evaluated parameters which could be related to the low N and P status of the soil, the soil fertility changes after the addition of the highly soluble chemical fertilizers, and the interaction between autochthonous microbial communities and the introduced bacteria. It is concluded that the affectivity of a potential microbial biofertilizer for agriculture should be carefully evaluated under different fertility conditions of soils.

Ryegrass and tall fescue responses to inoculation with azospirillum amazonense and Acaulospora scrobiculata / Respostas de azevém e festuca à inoculação com Azaspirillum amazonense e Acaulospora scrobiculata / Respuesta de raigrás y festuca a inoculación con Azaspirillum amazonense y Acaulospora scrobiculata

In the Southern Brazilian Plateau, farmers try to compensate the lack of forage from native grasslands cultivating gramineae such as ryegrass (Lolium multiflorum Lam.) and tall fescue (Festuca arundinacea). However, soil fertility often limits the productivity of these pastures. In this study, the authors investigated the effects of inoculating diazotrophic bacteria Azospirillum amazonense S22 and arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) Acaulospora scrobiculata SCR855 on the growth and nutrient uptake of ryegrass and tall fescue. Both AMF and Azospirilum did not increase the dry weight and the nutrient concentration of ryegrass. However, Azospirillum inoculation promoted the growth of tall fescue. Mycorrhizal colonization was not affected by AMF inoculation, but it was increased by Azospirillum inoculation.

No planalto do sul do Brasil, os produtores tentam compensar a falta de forragem das pastagens nativas cultivando gramíneas, como azevém (Lolium multiflorum Lam.) e festuca (Festuca arundinacea). Entretanto, a fertilidade do solo nessas áreas frequentemente limita a produtividade dessas pastagens. Neste estudo, foram investigados os efeitos da inoculação da bactéria diazotrófica Azospirillum amazonense S22 e do fungo micorrízico arbuscular (FMA) Acaulospora scorbiculata SCR855 no crescimento vegetal e absorção de nutrientes de azevém e festuca. Tanto FMA quanto Azospirillum não incrementaram a massa seca e as concentrações de nutrientes do azevém; porém, a inoculação de Azospirillum promoveu o crescimento da festuca. A colonização radicular micorrízica não foi afetada pela inoculação pelo AMF, mas foi aumentada pela inoculação com Azospirillum.

En el altiplano del sur de Brasil, los productores intentan compensar la falta de forraje en pastajes nativas cultivando gramíneas, como raigrás (Lolium multiflorum Lam) y festuca (Festuca arundinacea). Sin embargo, la fertilidad del suelo en esas áreas a menudo limita la productividad de esas pastajes. En este estudio, se investigó los efectos de la inoculación de la bacteria diazotrófica Azospirillum amazonense S22 y del hongo micorrízico arbuscular (HMA), Acaulospora scorbiculata SCR855 en el crecimiento vegetal y absorción de nutrientes de raigrás y festuca. Tanto HMA como Azospirillum no incrementaron la masa seca y las concentraciones de nutrientes del raigrás; pero, la inoculación de Azospirillum promovió el crecimiento de la festuca. La colonización radicular micorrízica no se vio afectada por la inoculación por HMA, pero aumentó por inoculación con Azospirillum.

Characterization of plant growth-promoting bacteria inhabiting Vriesea gigantea Gaud. and Tillandsia aeranthos (Loiseleur) L.B. Smith (Bromeliaceae) / Caracterização de bactérias promotoras de crescimento vegetal em Vriesea gigantea Gaud. e Tillandsia aeranthos (Loiseleur) L.B. Smith (Bromeliaceae)

Microorganisms that live inside and around a plant can supply it with essential substances, such as phytohormones and essential nutrients. The present investigation aimed to isolate and characterize the phyllosphere, the endophytic, and the water tank bacteria associated with Vriesea gigantea and Tillandsia aeranthos. The bacteria were tested for siderophore and indole-3-acetic acid (IAA) production, phosphate solubilization, and presence of the nif H gene. Genetic diversity of the bacterial isolates was evaluated by rep-PCR. Sixty-eight bacterial strains were isolated from 3 different microhabitats of V. gigantea and from 2 microhabitats of T. aeranthos bromeliad plants. Gram-positive, spore-forming bacilli comprised most bacterial isolates. All isolates produced IAA in vitro in presence of very low amounts of tryptophan. More than 70% of the evaluated bacteria presented the ability of siderophore production and phosphate solubilization, and possessed the nif H gene. It was not possible to distinguish well-defined groups of isolates based on the bromeliad species and microhabitat they inhabit using genetic characterization by rep-PCR. Water tanks presented the most abundant diversity compared with phyllosphere and endophytes, probably due to the high nutrient concentration, which promotes an ideal environment for complex microbial communities.

Microrganismos que habitam o interior e a superfície podem fornecer substancias essenciais ao crescimento das plantas, como fitormônios e nutrientes essenciais. O presente trabalho teve como objetivo isolar e caracterizar as bactérias da filosfera, do ambiente endofítico e a água de tanque associadas à Vriesea gigantea e Tillandsia aeranthos. As bactérias foram submetidas a testes de verificação de produção de sideróforos e de ácido indol acético (AIA), solubilização de fosfatos, e a presença do gene nif H. A diversidade genética dos isolados bacterianos foi analisada por rep-PCR. Sessenta e oito microrganismos foram isolados de 3 microambientes distintos de V. gigantea e de 2 microambientes de T. aeranthos. A maioria das bactérias isoladas foram bacilos formadores de esporos, gram-positivos. Todos os isolados produziram AIA in vitro na presença de quantidades pequenas de triptofano. Mais de 70% das bactérias analisadas produziram sideróforos, solubilizaram fosfatos e possuíam o gene nif H. Não foi possível distinguir grupos definidos de microrganismos baseados no microhabitat e na espécie de bromélia de onde foram isolados usando rep-PCR. A água do tanque apresentou maior diversidade microbiana quando comparada com a filosfera e o ambiente endofítico, provavelmente devido à alta concentração de nutrientes, que promove um ambiente favorável para o desenvolvimento de comunidades microbianas complexas.

Quantification of natural populations of Gluconacetobacter diazotrophicus and Herbaspirillum spp. in sugar cane (Saccharum spp) using differente polyclonal antibodies

The species Gluconacetobacter diazotrophicus, Herbaspirillum seropedicae and H. rubrisubalbicans are endophytic N2-fixing [diazotrophic] bacteria which colonise not only roots, but also the aerial tissue of sugar cane. However, the technique most commonly used to quantify the populations of these microbes in plants is by culturing serial dilutions of macerates of plant tissues in N free semi-solid media which are only semi-selective for the species/genera [the Most Probable Number (MPN) Technique] and each culture must be further subjected to several tests to identify the isolates at the species level. The use of species-specific polyclonal antibodies with the indirect ELISA (enzyme-linked immunosorbent assay) can be an alternative which is rapid and specific to quantify these populations of bacteria. This study was performed to investigate the viability of adapting the indirect ELISA technique to quantify individually the populations of these three species of diazotroph within the root and shoot tissues of sugarcane. The results showed that species-specific polyclonal antibodies could be obtained by purifying sera in protein-A columns which removed non-specific immuno-globulins. It was possible to quantify the three bacterial species in the Brazilian sugarcane variety SP 70-1143 in numbers above 10(5) cells per g fresh weight in roots, rhizomes and leaves. The numbers of the different bacterial species evaluated using the ELISA technique were found to be higher than when the same populations were evaluated using the MPN technique, reaching 1400 times greater for G. diazotrophicus and 225 times greater for Herbaspirillum spp. These results constitute the first quantification of Herbaspirillum using immunological techniques.

Efeito dos ácidos húmicos na inoculação de bactérias diazotróficas endofíticas em sementes de milho / Effect of the humic acids in endophytic diazotrophic bacteria inoculation in corn seeds

Os ácidos húmicos podem atuar no aumento da população de bactérias diazotróficas introduzidas no interior da planta e, consequentemente, no incremento dos efeitos benéficos sobre a planta hospedeira. Com este trabalho, objetivou-se avaliar o efeito dos ácidos húmicos na inoculação de bactérias diazotróficas endofíticas, em sementes de milho. Foi utilizada a estirpe Herbaspirillum seropedicae Z67 BR 11175. A inoculação das sementes com as bactérias e a adição de ácidos húmicos foram realizadas pelo recobrimento das sementes de milho UENF 506-8, com a mistura de calcário, meio de cultura semisólido, água e cimentante. As sementes recobertas foram semeadas em vasos Leonard. Aos 40 dias após a semeadura, as plântulas foram coletadas, e foi realizada a contagem de bactérias nas raízes pela técnica do Número Mais Provável. Os resultados deste trabalho mostram que os ácidos húmicos não interferem negativamente no crescimento das bactérias e estimulam a colonização da microbiota nativa. No entanto, nas condições avaliadas, a aplicação conjunta de bactérias + ácidos húmicos não estimulou o crescimento da população de bactérias inoculadas nas plântulas de milho.

The objective of this research was to evaluate the effect of the humic acids in the inoculation of endophytic diazotrophic bacteria in corn seeds. It was used the bacteria Herbaspirillum seropedicae Z67 BR 11175. The inoculation of the seeds with the bacteria and the addition of humic acids were accomplished by the coating of the corn seeds UENF 506-8. The coating was accomplished with a mixture of lime, semi-solid middle culture, water and cement. The seeds covered were sown in Leonard vases. Forty days after sowing the plants were collected and the bacteria couting was accomplished in the roots by the Most probable Number technique. The results showed that the humic acids doesn't interfere negatively in the bacteria growth of and they stimulate the colonization of the native microbiota. However, in the appraised conditions, the united application of bacteria + humic acids didn't stimulate the growth of the bacteria population inoculated in the corn seedling.

Germinação e vigor de sementes de milho recobertas e viabilidade do inóculo durante o armazenamento / Germination and vigor of covered corn seeds and viability of the inoculum during storage

Conduziu-se este trabalho com o objetivo de avaliar a qualidade fisiológica das sementes recobertas com diferentes misturas e armazenadas, assim como a sobrevivência das células bacterianas no recobrimento destas. Utilizou-se neste estudo a estirpe H. seropedicae Z67 BR 11175. O recobrimento das sementes de milho ‘UENF 506-8’ foi realizado com a mistura de calcário, meio de cultura semi-sólido, água e cimentante. As sementes foram acondicionadas durante três meses, em sacos de papel multifoliado e armazenadas em duas condições: ambiente de laboratório (temperatura média de 26,2 ºC e UR média de 61,5%) e câmara BOD. A cada30 dias de armazenamento, foram efetuadas determinações do teor de água, contagem de bactérias e avaliações da qualidade fisiológica das sementes. O recobrimento das sementes não altera a perda natural da qualidade fisiológica das sementes durante o armazenamento. Dentre as condições de armazenamento estudadas, a mais adequada para a manutenção das sementes foi a temperatura média de 26,4 ºC e UR média de 61,5 %. As células bacterianas foram observadas nas raízes das plântulas oriundas de sementes revestidas com bactéria, armazenadas por até 60 dias independente da condição de armazenamento.

The aim of this study was to evaluate the physiological quality of stored seeds covered with different mixtures and the period of survival of the bacterial cells in the seed coatings. H. seropedicae Z67 BR 11175 was used in this study. The ‘UENF 506-8’ corn seeds were coated with a mixture preparation consisting of lime, JNFb semi-solid medium, water and cement. The seeds were conditioned for three months in paper bags and stored under two conditions: laboratory (at a temperature of 26.2 ºC and 61.5% relative humidity) and BOD chamber. Every 30 days of storage determinations of the water content, counting of bacteria, and evaluations of the physiologic quality of the seeds were performed. The coating of the seeds did not modify the natural loss of physiological quality of the seeds during the storage. Among the storage conditions studied, the most appropriate for the maintenance of the seeds was the 26.2 ºC and 61.5% of relative humidity. Bacterial cells were detected in the roots of plants originated from coated seeds inoculated with bacterial and stored up to 60 days independently the of storage conditions.

Endophytic colonization of rice (Oryza sativa L.) by the diazotrophic bacterium Burkholderia kururiensis and its ability to enhance plant growth

Burkholderia kururiensis is a diazotrophic bacterium originally isolated from a polluted aquifer environment and presents a high level of similarity with the rice endophyte "B. brasilensis" species. This work assessed the ability of B. kururiensis to endophytically colonize rice plantlets by monitoring different tissues of root-inoculated plants for the presence of bacterial growth in different media, electron microscopy and by 16S rDNA analysis. Observations of roots, stems and leaves of inoculated rice plantlets by electron microscopy revealed B. kururiensis colonization predominantly on root hair zones, demonstrating endophytic colonization primarily through the endodermis, followed by spreading into xylem vessels, a possible pathway leading to aerial parts. Although indifferent for the bacterial growth itself, addition of a nitrogen source was a limiting factor for endophytic colonization. As endophytic colonization was directly associated to an enhanced plant development, production of phytohormone auxin/indole-3-acetic acid by B. kururiensis was assayed with transgenic rice plantlets containing an auxin-responsive reporter (DR5-GUS). Our findings suggest the ability of auxin production by plant-associated B. kururiensis which may have a stimulatory effect on plant development, as evidenced by activation of DR5-GUS. We hereby demonstrate, for the first time, the ability of B. kururiensis to endophytically colonize rice, promoting both plant growth and rice grain yield.

Burkholderia kururiensis é uma bactéria diazotrófica, originalmente isolada de um ambiente aquático poluído e apresenta alto nível de similaridade com a espécie endofítica "B. brasilensis" encontrada na planta de arroz. Este artigo demonstrou a habilidade de B. kururiensis colonizar endofiticamente plântulas de arroz, após esta bactéria ter sido inoculada na raiz das plantas. Esta capacidade foi confirmada pelo crescimento bacteriano em diferentes tecidos da planta, por microscopia eletrônica e pela análise do 16S rADN. Observação por microscopia eletrônica das raízes, caule e folhas das plântulas de arroz inoculadas, revelou predominância da colonização de B. kururiensis na zona pilífera da raiz, demonstrando que a colonização endofítica inicia-se na endoderme, espalha-se pelo xilema, sendo esta a possível via para a bactéria alcançar as partes aéreas. A adição de uma fonte de nitrogênio, embora não tenha influenciado no crescimento bacteriano, foi um fator limitante para a colonização endofítica. Como a colonização endofítica mostrou-se diretamente associada ao aumento no desenvolvimento da planta, a produção do fitohormônio auxina/ácido 3-indolacético pela B. kururiensis foi verificada utilizando uma plântula de arroz transgênica, contendo o repórter responsivo para auxina (DR5-GUS). Nossos resultados sugerem que a produção de auxina pela B. kururiensis é responsável pelo estímulo no desenvolvimento da planta verificado pela ativação do DR5-GUS. Neste trabalho demonstramos, pela primeira vez, a habilidade de B. kururiensis colonizar endofiticamente a planta de arroz, promovendo tanto o aumento no crescimento da planta como a produção de sementes de arroz.

Evaluation of the biological nitrogen fixation contribution in sugarcane plants originated from seeds and inoculated with nitrogen-fixing endophytes

The inoculation technique with endophytic diazotrophic bacteria in sugarcane has been shown as an alternative practice to plant growth promotion. The aim of this work was to evaluate the biological nitrogen fixation (BNF) contribution by different strains of Herbaspirillum seropedicae and Gluconacetobacter diazotrophicus in sugarcane plant inoculated from seeds. The seeds were planted in pots filled with non-sterile soil, inoculated with the bacterial strains and grown 10 months outside of the greenhouse. The BNF contribution of the inoculated bacteria varied depending on the plant species used as a control. The highest BNF contribution as well as the highest populations of reisolated bacteria was observed with inoculation of H. seropedicae strains. The roots appeared to be the preferential tissues for the establishment of the inoculated species.

A técnica de inoculação com bactérias diazotróficas endofíticas na cana-de-açúcar apresenta-se como uma prática alternativa para promover o crescimento vegetal menos dependente da adubação nitrogenada. Este trabalho teve como objetivo avaliar a contribuição da fixação biológica de nitrogênio (FBN) por diferentes estirpes de Herbaspirillum seropedicae e Gluconacetobacter diazotrophicus inoculadas em plantas de cana-de-açúcar originadas de semente. As sementes foram plantadas em vasos com solo não estéril, inoculadas com as diferentes bactérias e mantidas por 10 meses ao ar livre. As maiores contribuições da FBN ocorreram com a inoculação de estirpes Herbaspirillum seropedicae, e dependeram da espécie vegetal utilizada como testemunha. As raízes apresentaram-se como o órgão vegetal preferencial para o estabelecimento das espécies inoculadas.

Evaluation of the biological nitrogen fixation contribution in sugarcane plants originated from seeds and inoculated with nitrogen-fixing endophytes

The inoculation technique with endophytic diazotrophic bacteria in sugarcane has been shown as an alternative practice to plant growth promotion. The aim of this work was to evaluate the biological nitrogen fixation (BNF) contribution by different strains of Herbaspirillum seropedicae and Gluconacetobacter diazotrophicus in sugarcane plant inoculated from seeds. The seeds were planted in pots filled with non-sterile soil, inoculated with the bacterial strains and grown 10 months outside of the greenhouse. The BNF contribution of the inoculated bacteria varied depending on the plant species used as a control. The highest BNF contribution as well as the highest populations of reisolated bacteria was observed with inoculation of H. seropedicae strains. The roots appeared to be the preferential tissues for the establishment of the inoculated species.

A técnica de inoculação com bactérias diazotróficas endofíticas na cana-de-açúcar apresenta-se como uma prática alternativa para promover o crescimento vegetal menos dependente da adubação nitrogenada. Este trabalho teve como objetivo avaliar a contribuição da fixação biológica de nitrogênio (FBN) por diferentes estirpes de Herbaspirillum seropedicae e Gluconacetobacter diazotrophicus inoculadas em plantas de cana-de-açúcar originadas de semente. As sementes foram plantadas em vasos com solo não estéril, inoculadas com as diferentes bactérias e mantidas por 10 meses ao ar livre. As maiores contribuições da FBN ocorreram com a inoculação de estirpes Herbaspirillum seropedicae, e dependeram da espécie vegetal utilizada como testemunha. As raízes apresentaram-se como o órgão vegetal preferencial para o estabelecimento das espécies inoculadas.