Molecular analysis of endophytic bacteria from the genus Bacillus isolated from tropical maize (Zea mays L. ) / Análise molecular de bactérias endofíticas do gênero Bacillus isoladas de milho tropical (Zea mays L. )

Endophytic bacteria play an important role in agriculture by improving plant performance and adaptation against biotic and abiotic stresses. In the present study molecular methods were used for identifying Bacillus endophytic bacteria isolated from Brazilian sweet corn. SDS-PAGE of wholecell protein extract of fortytwo isolates revealed a high number of scrutinable bands. Twenty-four isolates were identified in nine different groups of duplicated bacteria and eighteen were identified as unique. Some high-accumulated polipeptides with variable length were observed in almost isolates. Partial sequencing of 16S ribosomal gene revealed that all isolates are Bacillus sp. and among thirteen isolates with similar protein profiles, two were different strains. Among the forty-two isolates identified by rDNA sequencing, Bacillus subitilis and B. pumilus were the most frequenty species (15 and 12 isolates, respectively) followed by B. licheniformes (7 isolates), B. cereus (5 isolates) and B. amiloliquefascens (3 isolates). According to present results, SDS-PAGE technique could be used as a fast and cheap first tool for identifying interspecific variation in maize endophytic bacterial collections while rDNA sequencing could be applied for analyzing intraspecific variation among isolates with similar protein profile as well as for taxonomic studies.

Bactérias endofíticas desempenham papel importante na agricultura, melhorando a performance e adaptação de plantas contra estresses bióticos e abióticos. No presente estudo, métodos moleculares foram empregados para identificar bactérias endofíticas do gênero Bacillus isoladas de cultivares de milho doce brasileiro. SDS-PAGE de extratos protéicos totais de quarenta e dois isolados revelaram elevado número de bandas escrutináveis. Vinte e quatro isolados formaram nove grupos diferentes de réplicas bactérianas e dezoito foram considerados como únicos. Entre os isolados, alguns polipeptídios, de tamanhos variados, foram altamente acumulados. Seqüenciamento parcial do gene ribosomal 16S revelou que todos os isolados pertencem ao gênero Bacillus e que, entre treze isolados com padrão protéico similar, dois eram linhagens diferentes. Entre os quarenta e dois isolados identificados por seqüenciamento de rDNA, Bacillus subtilis e B. pumilus foram mais frequentes (15 e 12 isolados, respectivamente), seguido por, B. licheniformes (7 isolados), B. cereus (5 isolados) e B. amiloliquefascens (3 isolados). Baseado nos resultados, conclui-se que a técnica de SDS-PAGE poderá ser usada como primeiro procedimento, rápido e barato, para identificar variação inter-específica em coleções de bactérias endofíticas isoladas do milho, enquanto o método de seqüenciamento de rDNA poderá ser aplicado para analisar variações intra-específica entre isolados com padões similares de proteínas e estudos de taxonomia.

Molecular characterization of nitrogen-fixing bacteria isolated from brazilian agricultural plants at São Paulo state / Caracterização molecular de bactérias fixadoras de nitrogênio isoladas de plantas brasileiras no estado de São Paulo

Fourteen strains of nitrogen-fixing bacteria were isolated from different agricultural plant species, including cassava, maize and sugarcane, using nitrogen-deprived selective isolation conditions. Ability to fix nitrogen was verified by the acetylene reduction assay. All potentially nitrogen-fixing strains tested showed positive hybridization signals with a nifH probe derived from Azospirillum brasilense. The strains were characterized by RAPD, ARDRA and 16S rDNA sequence analysis. RAPD analyses revealed 8 unique genotypes, the remaining 6 strains clustered into 3 RAPD groups, suggesting a clonal origin. ARDRA and 16S rDNA sequence analyses allowed the assignment of 13 strains to known groups of nitrogen-fixing bacteria, including organisms from the genera Azospirillum, Herbaspirillum, Pseudomonas and Enterobacteriaceae. Two strains were classified as Stenotrophomonas ssp. Molecular identification results from 16S rDNA analyses were also corroborated by morphological and biochemical data.

Quatorze linhagens de bactérias fixadoras de nitrogênio foram isoladas de diferentes espécies de plantas, incluindo cassava, milho e cana-de-açúcar, usando condições seletivas desprovidas de nitrogênio. A capacidade de fixar nitrogênio foi verificada por ensaio de redução de acetileno. Todas as linhagens fixadoras de nitrogênio testadas apresentaram hibridização positiva com sonda de gene nifH derivada de Azospirillum brasilense. As linhagens foram caracterizadas por RAPD, ARDRA e sequenciamento do gene 16S rDNA. As análises de RAPD revelaram 8 genótipos, as 6 linhagens restantes foram agrupadas em 3 grupos de RAPD, sugerindo uma origem clonal. ARDRA e seqüências de 16S rDNA foram alocadas em 13 grupos conhecidos de bactérias fixadoras de nitrogênio, incluindo organismos dos gêneros Azospirillum, Herbaspirillum, Pseudomonas e Enterobacteriaceae. Duas linhagens foram classificadas como Stenotrophomonas ssp. Os resultados da identificação molecular baseados em sequencias de 16S rDNA corroboram com dados obtidos em testes morfológicos e bioquímicos.