Uso da produção de melanina por estirpes de bradyrhizobium como bioindicador de colonização de tecidos vegetais

Abstract

Os rizóbios são microrganismos notórios por sua capacidade de formar nódulos radiculares em simbiose com leguminosas hospedeiras e, ali, fixar nitrogênio atmosférico, disponibilizando-o à planta. Muitos dos mecanismos deste processo simbiótico são amplamente conhecidos; no entanto, mais recentemente, estas bactérias foram identificadas colonizando tecidos e raízes de gramíneas, bem como atuando como promotores de crescimento nestas plantas. Este trabalho trata da análise investigatória de estirpes de Bradyrhizobium, especificamente capazes de colonizar e induzir a nodulação radicular em plantas de soja (Glycine max), quanto à sua capacidade de nodulação, produção de melanina e colonização de plantas de triticale (Triticosecale Wittmack). As estirpes estudadas foram submetidas a avaliações in vitro em inoculação tanto isolada quanto conjunta em plantas de soja, bem como em experimentos com a utilização de plantas de triticale. Com o uso de PCR, validou-se a presença de genes envolvidos na produção de melanina em três das estirpes estudadas. d. Os resultados demonstraram que, através de maceração das partes aéreas de plantas de triticale seguida de cultura drop-plate em placas de Petri, é possível rastrear a presença destes microrganismos colonizando os tecidos vegetais das amostras. A utilização de metodologia simples e de baixo custo permitiu, ainda, a visualização de células de Bradyrhizobium coradas pela própria produção de melanina, colonizando tecidos aéreos e radiculares de triticale, em microscopia óptica.

Rhizobia are well-known microorganisms recognized for their capability to form root nodules in symbiosis with host legumes, facilitating the fixation of atmospheric nitrogen and its subsequent availability to the plant. While many aspects of this symbiotic process are extensively documented, recent research has identified these bacteria colonizing grass tissues and roots, where they also function as growth promoters. This study focuses on the investigative analysis of Bradyrhizobium strains, particularly those proficient in colonizing and inducing root nodulation in soybean plants (Glycine max), with respect to their nodulation capacity, melanin production, and colonization ability in triticale plants (×Triticosecale Wittmack). The strains under investigation underwent in vitro evaluations, both in isolated conditions and through combined inoculation in soybean plants, as well as in experiments involving triticale plants. Using PCR, the presence of genes involved in melanin production was validated in three of the strains studied. . The findings revealed that by macerating the aerial parts of triticale plants followed by drop-plate culture in Petri dishes, the presence of these microorganisms colonizing the plant tissues in the samples could be tracked. Furthermore, the utilization of a straightforward and cost-effective methodology enabled the visualization of Bradyrhizobium cells stained by their melanin production, demonstrating colonization in both aerial and root tissues of triticale under optical microscopy.