Cultivable bacterial diversity associated with bromeliad roots from ironstone outcrops in central Brazil

ABSTRACT

Abstract Studies on the bacterial diversity associated with wild plants are rare, especially on those that grow in association with bromeliads. In the present study, we isolated and identified epiphytic and endophytic bacteria from the roots of the bromeliads Dyckia excelsa, Dyckia leptostachya and Deuterocohnia meziana occurring in the cangas in the Pantanal from Mato Grosso do Sul State, Brazil. The epiphytic bacteria were isolated from washed roots, while the endophytic bacteria were isolated from surface disinfested roots. Bacterial representatives corresponding to each BOX-PCR fingerprint, as well as those that did not result in amplicons, were selected for 16S rDNA gene sequence analysis. The BOX-PCR data showed intrageneric and intraspecific diversity and could discriminate strains and identify their phenotypic characteristics. The 16S rDNA gene sequence and phylogeny analysis showed a higher occurrence of strains belonging to the genus Bacillus than Mycobacterium and Brevibacterium, which were found in lower numbers. Species from the Bacillus genus are well known for their sporulation capacity and longer survival in arid locations, such as the cangas. This study clearly showed that the bromeliad species represent a vast reservoir of bacterial community diversity, and the cultivable strains represent a new source for biotechnological prospecting.

RESUMO

Resumo Estudos sobre a diversidade bacteriana associada a plantas silvestres são raros, especialmente naqueles que crescem em associação com bromélias. No presente estudo, isolamos e identificamos bactérias epífitas e endofíticas das raízes das bromélias Dyckia excelsa, D. leptostachya e Deuterocohnia meziana ocorrentes nas cangas no Pantanal do Mato Grosso do Sul, Brasil. As bactérias epifíticas foram isoladas de raízes lavadas, enquanto as bactérias endofíticas foram isoladas de raízes desinfestadas na superfície. Representantes bacterianos correspondentes a cada perfil do BOX-PCR, bem como aqueles que não resultaram em amplificações, foram selecionados para o sequenciamento do gene 16S rDNA. Os dados da BOX-PCR mostraram diversidade intragênica e intraespecífica e puderam discriminar cepas e identificar suas características fenotípicas. A seqüência do gene 16S rDNA e a análise filogenética mostraram uma maior ocorrência de cepas pertencentes ao gênero Bacillus do que as bactérias Mycobacterium e Brevibacterium, encontradas em menor número. Espécies do gênero Bacillus são bem conhecidas por sua capacidade de esporulação e maior sobrevida em locais áridos, como as cangas. Este estudo mostrou claramente que as espécies de bromélias representam um vasto reservatório de diversidade de comunidades bacterianas, e as linhagens cultiváveis podem representar uma nova fonte para a prospecção biotecnológica.