Diversidade de Bradyrhizobium elkanii e B. japonicum que nodulam soja em solos do Rio Grande do Sul

Abstract

Rizóbios são bactérias aeróbias, Gram-negativas, que fixam nitrogênio atmosférico quando associadas a leguminosas. O gênero Bradyrhizobium é de grande importância na agricultura, pois essas bactérias fixam nitrogênio em simbiose com soja [Glycine max (L.) Merrill]. A caracterização dos rizóbios é fundamental para estudos relacionados à diversidade e à distribuição ecológica desses microrganismos. Três estudos foram conduzidos nesse trabalho: i) uma estratégia baseada em amplificação por PCR para diferenciar Bradyrhizobium japonicum de B. elkanii, utilizando-se seqüências 16S rDNA; ii) a caracterização da variabilidade genética de uma população de bradirrizóbios isolada de um campo experimental, trinta anos após a inoculação de estirpes padrão; iii) a avaliação da variabilidade genética de bradirrizóbios isolados de cinco regiões produtoras de soja no Estado do Rio Grande do Sul (RS) e dos possíveis fatores ambientais que poderiam ser os responsáveis por tal diversidade. Técnicas de biologia molecular foram utilizadas na identificação, ocorrência, distribuição e estudo populacional dos rizóbios, especialmente a amplificação do gene 16S rRNA por PCR, rep-PCR e AFLP.Essas duas últimas técnicas quando combinadas permitiram uma análise mais precisa da variabilidade genética das populações estudadas. O índice de diversidade de Shannon foi utilizado para comparar o grau de diversidade observado nas diferentes populações. Também foi observada uma correlação direta entre o grau de diversidade e o pH do solo. Os resultados obtidos permitiram concluir que as populações de bradirrizóbios que nodulam as lavouras de soja do RS são altamente variáveis, podem persistir nos solos, mesmo na ausência da planta hospedeira, e sofrem influência de fatores bióticos e abióticos.

Rhizobia are Gram-negative aerobic bacteria that fix atmospheric nitrogen in symbiosis with leguminous plants. Bacteria belonging to the Bradyrhizobium genus are very important because they are able to nodulate and fix nitrogen in symbiosis with soybean [Glycine max (L.) Merrill]. Characterization of rhizobia is fundamental in studies concerning the diversity and ecological distribution of these microorganisms. Three studies have been conducted in this work: i) a strategy based on amplification by PCR to differentiate Bradyrhizobium japonicum and B. elkanii using 16S rDNA sequences; ii) the genetic variability assessment of a bradyrhizobial population isolated from an experimental field thirty years after the inoculation with reference strains; iii) the genetic variability characterization of bradyrhizobia isolated from five soybean fields in different regions in Rio Grande do Sul (RS) State and the environmental factors that can influence such diversity. Molecular biology techniques were used for the identification, occurrence, distribution, and studies of rhizobia population, specially the 16S rRNA gene amplification by PCR, rep-PCR and AFLP. When combined, these last two techniques provided an accurate analysis of the genetic diversity of the analyzed populations. Shannon diversity index was used to compare the diversity among different populations.A direct correlation was observed between diversity degree and soil pH. The results obtained have shown that bradyrhizobia nodulating soybean in RS are highly variable and were able to persist in soil even when the host legume was lacking. Besides they have shown to be influenced by abiotic and biotic parameters.