ABSTRACT This work aimed to isolate and characterize plant growth promoting rhizobacteria (PGPR) from 10 Paspalum genotypes and evaluate the effect of their inoculation on P. regnellii, P. atratum, and P. malacophyllum genotypes. The bacterial population ranged from undetectable to 107 bacterial cells per gram of fresh matter in the Paspalum genotypes. Initially, we isolated 164 bacteria from rhizospheric soil and roots of the Paspalum genotypes using media N-free LG agar plate, semi-solid NFb, and LGI. The isolates were characterized genetically and physiologically. The sequencing of 16S rRNA showed the presence of many genera, and some are new in association with Paspalum. The most common was Bacillus followed by Rhizobium, Paraburkholderia, Enterobacter, Cupriavidus, Pseudomonas, Dyadobacter and Acinetobacter. Thirty-eight per cent of isolates produced siderophores, 25 % produced solubilized phosphate, and only 9 % produced indolic compounds. Three greenhouse experiments were performed in randomized blocks with six replicates using representative bacterial strains isolated from P. regnellii, P. malacophyllum and P. atratum cv. Pojuca. We also included strain Sp245 (Azospirillum baldaniorum), uninoculated control, and nitrogen control (150 kg N ha−1). There was an increase of up to 53 % in shoot dry matter in P. regnellii inoculated with strain Sp245 and the shoots accumulated more N. In contrast, only small effects were observed for the other Paspalum genotypes inoculated with PGPR from the host genotypes. This study shows a high diversity of diazotrophic rhizosphere bacteria and suggests no strain specificity between the bacterial isolates and the Paspalum genotypes.

Abstract Paraburkholderia tropica (syn Burkholderia tropica) are nitrogen-fixing bacteria commonly found in sugarcane. The Paraburkholderia tropica strain Ppe8 is part of the sugarcane inoculant consortium that has a beneficial effect on yield. Here, we report a draft genome sequence of this strain elucidating the mechanisms involved in its interaction mainly with Poaceae. A genome size of approximately 8.75 Mb containing 7844 protein coding genes distributed in 526 subsystems was de novo assembled with ABySS and annotated by RAST. Genes related to the nitrogen fixation process, the secretion systems (I, II, III, IV, and VI), and related to a variety of metabolic traits, such as metabolism of carbohydrates, amino acids, vitamins, and proteins, were detected, suggesting a broad metabolic capacity and possible adaptation to plant association.

O aumento da eficiência produtiva da cana-de-açúcar com tecnologias que possibilitem aumentar seu balanço energético é uma necessidade do setor sucroenergético, por se tratar de uma cultura estratégica para o país. Entre as diversas alternativas atualmente estudadas, o inoculante com bactérias diazotróficas vem se evidenciando uma tecnologia com elevado potencial. Diante desse contexto, este estudo teve como objetivo avaliar a eficiência do inoculante bacteriano no desempenho agronômico e na nutrição nitrogenada da cana-de-açúcar. O ensaio foi realizado no campo experimental da Embrapa Agrobiologia, em Seropédica, RJ. O delineamento experimental foi em bloco ao acaso, em esquema fatorial 2 × 3 (duas variedades e três tratamentos), com quatro repetições, totalizando 24 parcelas. As variedades utilizadas foram a RB867515 e RB72454. Os tratamentos foram: inoculação com bactérias diazotróficas, controle nitrogenado com 120 kg ha-1 de N e controle absoluto (sem inoculação e sem N). O inoculante foi composto por cinco estirpes de cinco espécies de bactérias diazotróficas. As variáveis avaliadas foram a produtividade de colmos, o acúmulo de matéria seca e N total da parte aérea das plantas e a contribuição da fixação biológica de N (FBN), utilizando como referência a abundância natural de 15N da própria cana-de-açúcar não inoculada. O inoculante bacteriano aumentou a produtividade de colmos na variedade RB72454 de maneira similar à adubação com 120 kg ha-1 de N, nas colheitas de cana-planta e primeira soqueira; no entanto, não houve modificação na contribuição da FBN advinda da inoculação, dando evidências de que os benefícios do inoculante para a cana-de-açúcar podem ser provenientes do efeito da promoção de crescimento de plantas.

The sugarcane industry, a strategic crop in Brazil, requires technological improvements in production efficiency to increase the crop energy balance. Among the various currently studied alternatives, inoculation with diazotrophic bacteria proved to be a technology with great potential. In this context, the efficiency of a mixture of bacterial inoculant was evaluated with regard to the agronomic performance and N nutrition of sugarcane. The experiment was carried out on an experimental field of Embrapa Agrobiologia, in Seropédica, Rio de Janeiro, using a randomized block, 2 × 3 factorial design (two varieties and three treatments) with four replications, totaling 24 plots. The varieties RB867515 and RB72454 were tested in treatments consisting of: inoculation with diazotrophic bacteria, N-fertilized control with 120 kg ha-1 N and absolute control (no inoculation and no N fertilizer). The inoculum was composed of five strains of five diazotrophic species. The yield, dry matter accumulation, total N in the shoot dry matter and the contribution of N by biological fixation were evaluated, using the natural 15N abundance in non-inoculated sugarcane as reference. The bacterial inoculant increased the stalk yield of variety RB72454 similarly to fertilization with 120 kg ha-1 N in the harvests of plant-cane and first ratoon crops, however the contribution of biological N fixation was unchanged by inoculation, indicating that the benefits of the inoculant in sugarcane may have resulted from plant growth promotion.

O objetivo deste trabalho foi avaliar a eficiência da inoculação de bactérias diazotróficas e da adubação nitrogenada, em duas variedades de cana-de-açúcar, cultivadas nas mesmas condições edafoclimáticas. O experimento foi conduzido durante os anos agrícolas de 2006/2007 e 2008/2009, em delineamento experimental de blocos ao acaso, com quatro repetições, instalado em março de 2006 em área de cultivo comercial, no Município de Campos dos Goytacazes, RJ. Os tratamentos foram: inoculação com bactérias diazotróficas, adubação com 120 kg ha-1 de N, e o controle sem inoculação e sem adubação com nitrogênio. As variedades de cana-de-açúcar avaliadas foram RB72454 e RB867515. O inoculante continha estirpes de cinco espécies de bactérias diazotróficas. Foram feitas avaliações quanto à produtividade de colmos frescos, ao acúmulo de matéria seca total, ao N total da parte aérea e quanto à abundância natural de 15N do N disponível no solo e na cana-de-açúcar. As variedades apresentaram comportamentos distintos com os tratamentos, em que a RB867515 foi responsiva e a RB72454 não responsiva à inoculação e à adubação nitrogenada. Na variedade RB867515, o crescimento e o acúmulo de N total na parte aérea das plantas, promovidos pela inoculação, foram similares aos do tratamento com adubação nitrogenada.

The objective of this work was to evaluate the efficiency of inoculation with diazotrophic bacteria and nitrogen fertilization, in two varieties of sugarcane grown under the same edaphic and climatic conditions. The experiment was carried out during the agricultural years 2006/2007 and 2008/2009, in a randomized block design with four replicates, installed in March 2006 in an area of commercial cultivation in Campos dos Goytacazes city, in Rio de Janeiro state, Brazil. The treatments were: inoculation with diazotrophic bacteria, fertilization with 120 kg ha-1 N, and a control without inoculation and without nitrogen fertilization. The sugarcane varieties evaluated were RB72454 and RB867515. The inoculant was composed of five strains of diazotrophic bacteria. Evaluations were done for fresh stalk yield, total dry matter accumulation, total N of shoots, and 15N natural abundance from available N in the soil and in sugarcane. The varieties performed differently to treatments, in which RB867515 was responsive and RB72454 unresponsive to inoculation and nitrogen fertilization. In the variety RB867515, growth and accumulation of total N in the shoots, promoted by inoculation, were similar to the ones in the treatment with N fertilization.

Objetivou-se, neste trabalho, avaliar a germinação e o vigor das sementes de arroz inoculadas com bactérias diazotróficas. Foram instalados dois experimentos, sendo que no primeiro o delineamento experimental adotado foi o inteiramente casualizado em esquema fatorial, com dois lotes de sementes arroz da cultivar IC4440 x 10 tratamentos, com quatro repetições. Os tratamentos foram representados pela inoculação com oito estirpes de bactérias diazotróficas (AR1122, M130, BF1358, ZAE94, AR3122, AR2112, CD e BR2113), bem como pelo recobrimento das sementes com a turfa umedecida com o meio de cultivo esterilizado e pelas sementes não inoculadas. No segundo experimento, o delineamento experimental adotado foi o inteiramente casualizado, em esquema fatorial, com dois lotes de sementes recém-colhidas das cultivares IR42 e Zebu Branco x oito tratamentos, com quatro repetições. Os tratamentos foram representados pela inoculação das sementes com seis estirpes de bactérias diazotróficas (BF1358, AR3122, AR1122, ZAE94, M130 e AR2112), bem como pelo recobrimento das sementes com a turfa umedecida com o meio de cultivo esterilizado e pela não realização do procedimento de inoculação. As bactérias AR1122, M130, BF1358, ZAE94 e AR3112 podem ser selecionadas para formular inoculante para sementes de arroz. A inoculação com as bactérias diazotróficas aumenta a velocidade de germinação das sementes das cultivares IR42 e Zebu Branco, com menor contaminação por fungos.

The objective of this work was to evaluate the germination and vigour of rice seeds affected by inoculation with diazotrophic bacteria. Two experiments were conduced. In the first one, a completely randomized design with four replications arranged in a factorial scheme (2 lots x 10 treatments) was used. For this, rice seeds of cultivar IC4440 were inoculated with eight strains of diazotrophic (AR1122, M130, BF1358, ZAE94, AR3122, AR2112, CD e BR2113), submitted to coating with peat soil humidified with a sterile medium and not inoculated. In the second study, a completely randomized design with four replications arranged in a factorial scheme (2 lots x 6 treatments) was used. For this, recently harvested seeds of cultivars IR42 and Zebu Branco were inoculated with six strains (BF1358, AR3122, AR1122, ZAE94, M130 e AR2112), submitted to coating with peat soil humidified with a sterile medium and not inoculated. The bacteria AR1122, M130, BF1358, ZAE94 and AR3112 can be selected for inoculation of rice seeds. The inoculation of diazotrophic bacteria increases the speed of germination of rice seeds of cultivars IR42 e Zebu Branco, with low contamination by fungi.

O estudo consistiu em avaliar a sobrevivência e a eficiência das bactérias diazotróficas Herbaspirillum seropedicae, Burkholderia sp. e Azospirillum brasilense, inoculadas em dois tipos de turfas. A sobrevivência das bactérias foi determinada pelo método do Número Mais Provável (NMP), durante o armazenamento de até seis meses. A eficiência foi avaliada pela contribuição destas bactérias nos parâmetros agronômicos de acúmulo de massa seca e N-total dos grãos nas variedades de arroz IR42 e IAC4440. O experimento foi conduzido em vasos com solo, em delineamento inteiramente casualizado com três repetições, em arranjo fatorial 2 x 4. Os dados obtidos mostraram que o inoculante contendo a estirpe de Burkholderia sp. manteve o número de células viáveis em torno de 10(8) cel. g -1 de turfa no período testado, enquanto nos demais inoculantes este número ficou em torno de 10(6). Os ensaios de inoculação não mostraram diferenças significativas quanto à origem das turfas usadas como veículo sobre os parâmetros agronômicos e sobrevivência das bactérias. O tratamento que continha H. seropedicae manteve o acúmulo de massa seca e N-total dos grãos estatisticamente igual ao tratamento que recebeu 40 kg N ha-1, embora tenham sido observados aumentos de 13 e 19,4% nestes parâmetros na variedade IAC4440. Os resultados mostraram-se promissores quanto à utilização da prática de inoculação na cultura do arroz.

The study consisted of a comparison of two-peat materials (Brazil and Canada) containing different C-total content. The peats were inoculated with strains of Herbaspirillum seropedicae ZAE 94, Burkholderia sp. M130, and Azospirillum brasilense Sp109, and monitored during a period of six months in relation to variation on humidity and survival of bacteria in the inoculant. The quantification of viable cells in the inoculant was measured by the Most Probable Number (MPN) method. The rice seeds were pelleted with the respective inoculants, grown in pots containing soil and maintained outside a greenhouse. The dry mass accumulation, N percent, N-total and yield were determined during the plant cycle. The humidity content varied with storage period. The survival measurement showed that only Burkholderia sp. M130 maintained the number of viable cells around 10(8) g-1 of peat, while there was a reduction in population of other strains. An increase of yield and total N of 13 and 19.4%, respectively in comparison to treatment fertilized with 40 kg N ha-1 was observed for variety IAC4440, inoculated with strain ZAE94. There was no difference in yield of the IR42 inoculated with either ZAE94 or M130, as compared to N control treatment. No significant difference in development of both rice varieties was observed for both peat used. The results suggest that peat can be used as a carrier for production of an inoculant based on diazotrophic bacteria, since it allowed maintenance of a bacterial population up to 10(8) cells g-1 peat during the storage period of up to 100 days. The results obtained encourage the practice of inoculation of non-leguminous plants.

Abstract The use of diazotrophic bactéria in association with rice plants is a viable alternative to the agroecosystem sustentability. However, no results were found showing the quantification of environment services from the nitrogen fixation process. The objective of this work was to evaluate the economy generate by the use of FBN process in the rice field, using the center-south region of Brazil as a model. For the estimate value, the contribution of 40 Kg. ha-1 resulting from FBN was used, according the results obtained at Embrapa Agrobiologia with the rice culture. The inoculation process with the H. seropedicae strain 11417 can give an approximate economy of R$ 179,4 million per year, for the center-south region of Brazil.

Resumo O uso de bactérias diazotróficas na cultura do arroz é uma alternativa viável para garantir a sustentabilidade dos agroecossistemas. Contudo, ainda não existem trabalhos na literatura que quantifiquem o serviço ambiental prestado pelas bactérias fixadoras de nitrogênio e que possam ser utilizados no futuro para pagamentos de serviços ambientais. O objetivo deste trabalho foi quantificar a economia gerada pelo processo de fixação biológica de nitrogênio por bactérias associadas ao arroz, considerando a região Centro-Sul do Brasil como área modelo e estabelecer o valor do serviço ambiental prestado por esses microrganismos. Para estimar a economia, foi adotada uma contribuição mínima de 40 kg. ha-1 resultante do processo da FBN, com base nos principais resultados obtidos para a cultura do arroz na Embrapa Agrobiologia. A utilização da técnica de inoculação com a estirpe BR 11417 de H. seropedicae pode proporcionar uma economia de aproximadamente R$ 179,4 milhões por ano, para a região centro-sul do Brasil.

Diatraea saccharalis é o inseto-praga que provoca os maiores danos a cultura da cana-de-açúcar, e seu controle é limitado pela localização do ataque no interior do colmo das plantas. Como parte de um projeto a longo prazo com o objetivo de desenvolver uma alternativa eficiente para o controle da broca da cana utilizando as proteínas Cry de Bacillus thuringiensis, o presente trabalho descreve a seleção e caracterização de uma estirpe desta bactéria com atividade larvicida para D. saccharalis. A estirpe brasileira S76, foi selecionada pela alta atividade letal contra larvas da broca, dez vezes maior do que a estirpe comercial HD-1 de B. thuringiensis, com resultados da CL50 de 13.06 µg/L e 143.88 µg/L, respectivamente. Foram observados cristais bipiramidais e cuboides similares aos encontrados em outras estirpes de B. thuringiensis com atividade entomopatogenica para lepidópteros e dípteros. Adicionalmente, foram visualizadas pequenas inclusões cristalinas esféricas. O perfil plasmidial da estirpe S76 foi similar ao observado na estirpe HD-1. Amplificações por PCR confirmaram a presença dos genes cry1Aa,cry1Ab,cry1Ac,cry2Aa1 e cry2Ab2, porém não foram detectados os genes cry1Ad,cry2Ac e cry9 na estirpe S76. Não foi observada nenhuma diferença para explicar a maior atividade da estirpe S76 quando comparada a HD-1. Entretanto, os resultados indicam a estirpe S76 como fonte potencial de genes cry para controlar D. saccharalis, praga importante que afeta plantas de cana-de-açúcar, cultura esta que ocupa uma área plantada de 6 milhões ha no Brasil.

The control of the major sugarcane pest, Diatraea saccharalis, is limited by the stem location of the caterpillar. As part of a long-term project towards the development of an alternative and efficient delivery system of Cry proteins to control the sugarcane borer, the current work describes the selection and characterization of a Brazilian B. thuringiensis strain with prominent activity towards D. saccharalis. Strain S76 was eleven-fold more active than the HD-1 Lepidoptera-standard strain, as estimated by the LC50 of 13.06 µg/L and 143.88 µg/L, respectively. We observed bipiramidal and cuboidal crystals similar to those found in other B. thuringiensis strains with entomopathogenic activity against Lepidoptera and Diptera. In addition, smaller and spherical crystalline inclusions were also observed. The plasmid profile of strain S76 is similar to that of HD-1. PCR amplifications of S76 DNA using cry specific primers confirmed the presence of cry1Aa,cry1Ab,cry1Ac,cry2Aa1, and cry2Ab2, but not cry1Ad, cry2Ac and cry9 type genes. No differences that could explain the superior activity of S76 when compared to HD-1, the Lepidoptera standard strain, were observed. Nevertheless, its higher entomopathogenic activity has pointed this strain S76 as a potential source of cry genes to control sugarcane borer, an important pest that affects sugarcane, a crop that occupies a planted area of about 6 million ha in Brazil.

O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito da utilização de bactérias diazotróficas com ou sem molibdênio em duas cultivares de arroz com diferentes potenciais de fixação biológica de nitrogênio. Dois experimentos foram montados: o primeiro foi conduzido em condições gnotobióticas, com utilização das estirpes BR 11417 (ZAE94 - Herbaspirillum seropedicae) e BR 11340 (M130 - Burkholderia sp.), duas doses de molibdênio, 1,12 e 2,25 g, e duas fontes, molibdato de sódio e molibdato de amônio. As sementes foram peletizadas com inoculante turfoso com bactérias diazotróficas e o molibdênio. Em seguida as cultivares foram plantadas em tubos de ensaio com capacidade para 120 mL com 60 mL da solução de Hoagland sem nitrogênio por 30 dias. Foi avaliada a matéria seca das plantas. O segundo experimento foi conduzido em vasos em casa de vegetação, com as mesmas estirpes e dosagens de molibdênio. Foram avaliados a produção e o N total dos grãos. O delineamento estatístico foi inteiramente casualizado com quatro repetições e quatro plantas por vaso. Foram observados aumentos na produção de grãos nas cultivares IR42 e IAC4440 de 88 e 57%, respectivamente, com a adição ao inoculante turfoso, das estirpes ZAE94 e M130 com molibdênio.

The objective of this work was to evaluate the effect of the inoculation of diazotrophic bacteria associated with the molybdenum in two rice cultivars. Two experiments were performed: the first one was lead under gnotobiotics conditions, using Herbaspirillum seropedicae, strain BR 11417 and Burkholderia sp., strain BR 11340, two doses of molybdenum (1.12 and 2.25 g) and two different sources of Mo - sodium molybdate and ammonium molybdate. The seeds were pelleted with peat containing diazotrophic bacteria and molybdenum. After inoculations were seeds planted in to test tubes with capacity for 120 mL content 60 mL Hoagland solution without nitrogen. Seedlings were harvested after 30 days and plant dry weight was evaluated. The second experiment was held in greenhouse with the same strains, sources and amount of molybdenum. The production and the total N of the rice grains were evaluated. Statistical design was completely randomized with four replication and four plants per pot were planted. Grain production increased with the inoculation in the cultivars IR42 and IAC4440 up to 88 and 57%, respectively.

O objetivo deste trabalho foi avaliar a diversidade de bactérias diazotróficas endofíticas, dos gêneros Herbaspirillum e Burkholderia, em duas variedades de arroz, consideradas de alta (IR 42) e baixa (IAC 4440) eficiência de fixação biológica de nitrogênio. Foram realizados dois experimentos em casa de vegetação, em vasos com dois tipos de solos, provenientes dos Estados de Goiás e do Rio de Janeiro. Foi feita a contagem do número de bactérias e o isolamento em diferentes partes e estágios de desenvolvimento das plantas, mediante o uso de meios de cultivo JNFb e JMV. Os isolados bacterianos foram caracterizados a partir de aspectos morfológicos das colônias, com o crescimento em meios de cultivo, e de testes fisiológicos (uso de fontes de carbono e atividade de redução de acetileno). A contagem revelou grande número de bactérias diazotróficas (10(6) células g-1 matéria fresca), presentes em ambas as variedades de arroz, principalmente nas amostras radiculares. Os dados, obtidos na matriz de similaridade, mostram a presença de representantes da espécie Herbaspirillum seropedicae, bem como a diversidade entre isolados pertencentes ao gênero Burkholderia.

The objective of this work was to evaluate the diversity of endophytic diazotrophic bacteria of the genera Herbaspirillum and Burkholderia, in two rice varieties, considered of high (IR 42) and low (IAC 4440) contribution on BNF. Two experiments were conducted in greenhouse conditions, in order to study the association of endophytic diazotrophic bacteria with wetland rice varieties, which were planted in two types of soil: one from Rio de Janeiro State and another from Goiás State, Brazil. Bacterial population (in different parts) and physiological stages of the plants were evaluated, followed by the both genera strains isolation using culture media. The isolated bacteria were characterized based on morphological and physiological aspects. High bacterial counts were detected (10(6) cells g-1 fresh weight), especially in root samples of both rice varieties. The majority of the isolates were used for characterization, and the data obtained from the similarity matrix showed the presence of isolates belonging to Herbaspirillum seropedicae, while other isolates were clustered into the Burkholderia genus.

O objetivo deste trabalho foi o aprimoramento da técnica de imunocaptura para utilização em amostras de solo contendo altos teores de argila e sua aplicação no isolamento de estirpes de Gluconacetobacter diazotrophicus a partir de amostras de solo cultivado com cana-de-açúcar e café. A técnica de imunocaptura foi aplicada com sucesso no isolamento de bactérias de amostras de solo. A modificação do método de imunocaptura com Al2(SO4)3 permitiu a sua aplicação em amostras de solo argiloso pela floculação da argila em suspensão. Este método mostrou-se efetivo no isolamento de G. diazotrophicus inoculada em amostras de solo arenoso e argiloso aos cinco dias após a inoculação. A sensibilidade máxima do método em isolar células de G. diazotrophicus mediante cultura pura foi de 10³ células mL-1 . A modificação da técnica permitiu o isolamento de Gluconacetobacter spp. de amostras de solo colhidas a 50 cm das raízes de plantas de café, mas não de amostras de solo colhidas à mesma distância de plantas de cana-de-açúcar.

The objective of this work was to improve the immunocapture method for the application to soil samples containing high levels of clay particles and to utilize it for the isolation of Gluconacetobacter diazotrophicus strains from soil cultivated with sugarcane and coffee. The immunocapture technique was applied successfully for isolation of bacterium from soil samples. The modified immunocapture technique with Al2(SO4)3 allowed the application of the method using clayed soil samples by the flocculation of the suspended clay. It proved to be effective for isolation of G. diazotrophicus inoculated in sterile sandy and clay soils five days after inoculation. The maximum sensitivity of the method to isolate G. diazotrophicus cells, using pure culture, was 10³ cells mL-1. The modification of the technique allows the capture of Gluconacetobacter spp. from soil samples near the coffee plants but not from sugarcane soils.

Este trabalho teve por objetivo avaliar a ocorrência e a diversidade genética de bactérias fixadoras de N2 associadas às gramíneas nativas Elyonurus muticus (capim carona) e Axonopus purpusii (capim mimoso) e à gramínea exótica Brachiaria humidicola (braquiária) que formam as pastagens na região da Nhecolândia. As coletas das plantas e solo foram feitas nos períodos de seca e de cheia para determinar a população de bactérias diazotróficas. Identificaram-se Azospirillum brasilense, A. lipoferum, A. amazonense, Herbaspirillum spp., Burkholderia spp. em amostras de solo, raízes e folhas das três espécies forrageiras. As populações dessas bactérias foram menores na época da cheia em comparação com a época da seca. A diversidade genética das bactérias isoladas foi avaliada por meio da técnica de análise de restrição do DNA ribossomal amplificado (ARDRA). Os isolados foram divididos em cinco grupos genotípicos distintos. Os isolados de A. brasilense e A. lipoferum apresentaram cerca de 50 % de similaridade, enquanto A. amazonense formou um grupo a parte, com apenas 25 % de similaridade em relação ao grupo das espécies do gênero. As bactérias do gênero Herbaspirillum formaram um grupo isolado com apenas 25 % de similaridade em relação ao gênero Azospirillum. O quinto grupo foi formado por apenas um isolado com 25 % de similaridade em relação aos demais.

This study was carried out to verify the occurrence and genetic diversity of diazotrophic bacteria associated to the native graminaceus plants Elyonurus muticus (Carona grass) and Axonopus purpusii (Mimoso grass) and the exotic Brachiaria humidicola (Brachiaria) that form the pastures in the Nhecolândia region of the Pantanal in the state of Mato Grosso do Sul, Brazil. The plants were harvested in the dry and rainy seasons and the diazotrophic bacteria populations in the soil and on roots and leaves of the three grasses were determined. Strains belonging to the species Azospirillum brasilense, A. lipoferum, A. amazonense; Herbaspirillum spp., and Burkholderia spp. were isolated. The number of diazotrophic bacteria associated to the three forage grass species during the rainy season was smaller than in the dry season. Genetic diversity in the isolated bacteria was studied by amplified rDNA restriction analysis (ARDRA) using the amplified 16S rDNA region. The isolates were divided into five different genotype groups. A. brasilense and A. lipoferum presented 50 % similarity while A. amazonense was included in another group with 25 % similarity to other species of the genus. The bacteria of genus Herbaspirillum formed a separate group with only 25 % similarity to genus Azospirillum. The fifth group consisted of only one isolate with 25 % similarity to the other groups.

O objetivo deste trabalho foi avaliar a diversidade da população de Gluconacetobacter diazotrophicus oriunda de cultivares de cana-de-açúcar (Saccharum spp.) de diferentes regiões e bancos de germoplasma. O estudo foi realizado com 123 isolados, obtidos de folhas, colmos e raízes de 80 espécies e híbridos de cana-de-açúcar, procedentes de diferentes países e mantidos em coleções de germoplasma nos Estados da Bahia e Rio de Janeiro. Foram utilizados cinco isolados obtidos de plantas de café (Coffea arabica), dois de abacaxi (Ananas comosus) e um de Pennisetum purpureum e mais 10 estirpes com padrões eletroforéticos distintos, após o uso de enzimas comuns do metabolismo microbiano (MLEE). O agrupamento obtido por meio da técnica de imunoadsorção com enzima acoplada (ELISA) sugere que as variações expressas pelos isolados não estão relacionadas com a espécie de planta, a variedade de cana-de-açúcar, a origem geográfica, a parte da planta de onde os isolados foram obtidos e o tempo de amostragem. Altas doses de nitrogênio levaram à diminuição da diversidade de G. diazotrophicus.

The objective of this study was to evaluate the diversity of Gluconacetobacter diazotrophicus isolates from different sugarcane (Saccharum spp.) varieties. This study was developed using 123 strains from the internal tissues of stems and roots, isolated from 80 species and hybrids of sugarcane, originated from different countries and maintained in two germoplasm collections localized in Bahia and Rio de Janeiro States. Five isolates obtained from coffee plants (Coffea arabica), two from pineapple (Ananas comosus), one from Pennisetum purpureum and 10 strains, which present different electrophoretic patterns, were used in the comparison. Cluster analysis of enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) results suggested that variations were not correlated with the plant species, sugarcane variety, geographic origin, parts of plants nor with sampling time. High nitrogen doses lowered the diversity of G. diazotrophicus.

Experimentos anteriores estimaram que a cana-de-açúcar pode obter até 60% do N acumulado via fixação biológica de nitrogênio (FBN). Neste trabalho, os efeitos da inoculação da mistura de cinco espécies de bactérias diazotróficas endofíticas foram testados em duas variedades de cana-de-açúcar micropropagadas, sob condições de campo. Após 17 meses de crescimento, a produtividade e a FBN apresentaram influência do genótipo vegetal e da localidade de cultivo. As maiores contribuições via FBN foram observadas no solo de menor fertilidade, para ambas variedades de cana-de-açúcar. Pequenos aumentos de produtividade foram observados para a variedade SP 701143 nos solos de baixa e média fertilidade. Por outro lado, a inoculação na variedade SP 813250 apresentou decréscimo de produtividade nos três tipos de solo testados.

Previous studies estimated that sugarcane could obtain up to 60% of total nitrogen accumulated from BNF. Here a mixture of five endophytic diazotrophic strains was tested in a field trial, inoculated in two micropropagated sugarcane varieties and three locals, to determine the effects on commercial crop conditions. The sugarcane plantlets were inoculated in vitro, and after 17 months of growing in the field, the productivity and BNF contribution showed to be influenced by the plant genotype and soil type. The highest BNF contributions was observed in the poorest soil for both varieties. Smaller increases in productivity were observed for SP 701143 variety grown in soil with low or medium fertility. In contrast, a decrease in the stem productivity was observed in the SP 813250 variety grown in the three localities.

A técnica de inoculação com bactérias diazotróficas endofíticas na cana-de-açúcar apresenta-se como uma prática alternativa para promover o crescimento vegetal menos dependente da adubação nitrogenada. Este trabalho teve como objetivo avaliar a contribuição da fixação biológica de nitrogênio (FBN) por diferentes estirpes de Herbaspirillum seropedicae e Gluconacetobacter diazotrophicus inoculadas em plantas de cana-de-açúcar originadas de semente. As sementes foram plantadas em vasos com solo não estéril, inoculadas com as diferentes bactérias e mantidas por 10 meses ao ar livre. As maiores contribuições da FBN ocorreram com a inoculação de estirpes Herbaspirillum seropedicae, e dependeram da espécie vegetal utilizada como testemunha. As raízes apresentaram-se como o órgão vegetal preferencial para o estabelecimento das espécies inoculadas.

The inoculation technique with endophytic diazotrophic bacteria in sugarcane has been shown as an alternative practice to plant growth promotion. The aim of this work was to evaluate the biological nitrogen fixation (BNF) contribution by different strains of Herbaspirillum seropedicae and Gluconacetobacter diazotrophicus in sugarcane plant inoculated from seeds. The seeds were planted in pots filled with non-sterile soil, inoculated with the bacterial strains and grown 10 months outside of the greenhouse. The BNF contribution of the inoculated bacteria varied depending on the plant species used as a control. The highest BNF contribution as well as the highest populations of reisolated bacteria was observed with inoculation of H. seropedicae strains. The roots appeared to be the preferential tissues for the establishment of the inoculated species.