Symbiotic efficiency and genetic characteristics of Bradyrhizobium sp. strain UFSM LA 1.3 isolated from Lupinus albescens (H. et Arn)

ABSTRACT

Legume species belonging to the genus Lupinus are annual herb plants. The majority of them are indigenous to the Americas. They are known for nitrogen-fixing symbioses with soil bacteria collectively called rhizobia. The aim of this study was to characterize a rhizobium strain isolated from Lupinus albescens using phenotypic, symbiotic and molecular approaches. Strain UFSM LA 1.3 was tested in vitro according to several parameters colony size, color and growing rate; acid or alkaline reaction in yeast mannitol media supplemented with bromothymol blue; gum production. Molecular characterization was evaluated by PCR technique using primers BOX A1-R and sequence analysis of the 16S-23S rDNA intergenic region (ITS). ITS sequencing fragments showed genetic similarity with Bradyrhizobium sp. The polymorphism observed by BOX-PCR have shown that strain differs from the reference strain SEMIA 928 and SEMIA 938. The symbiotic efficiency under axenic conditions of UFSM LA 1.3 was 94.6%, without statistical differences compared to the mineral nitrogen fertilized control, to which was applied solution of 400 mg of ammonium nitrate.

RESUMO

Espécies de leguminosas pertencentes ao gênero Lupinus são plantas herbáceas anuais. A maioria é originária das Américas. Estas plantas estabelecem simbioses com bactérias do solo que realizam fixação biológica de nitrogênio coletivamente chamada de rizóbios. Caracterizou-se uma estirpe isolada de Lupinus albescens por meio de características fenotípicas, simbióticas e moleculares. A estirpe UFSM LA 1.3 foi testada in vitro de acordo com os parâmetros tamanho de colônia; cor e taxa de crescimento; reação ácida ou básica em meio levedura manitol suplementado com azul de bromotimol; produção de goma. A caracterização molecular foi feita pela técnica de PCR usando os oligonucleotídeos BOX A1-R e seqüenciamento da região ITS. A análise da seqüência dos fragmentos da região intergênica (ITS) 16S-26S rDNA mostrou similaridade genética com Bradyrhizobium sp. O polimorfismo observado por BOX-PCR demonstrou que a estirpe difere das estirpes referência SEMIA 928 e SEMIA 938. A eficiência simbiótica de UFSM LA 1.3 foi de 94,6%, sem diferenças estatísticas comparada com o controle com fertilizante nitrogenado mineral que recebeu 400 mg de nitrato de amônio.