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Aumento da eficiência nutricional de tomateiros inoculados com bactérias endofíticas promotoras de crescimento

Increased nutritional efficiency of tomato plants inoculated with growth-promoting endophytic bacteria

Resumos

Bactérias endofíticas promotoras de crescimento podem aumentar a eficiência nutricional das plantas, favorecendo sua produção. O objetivo deste trabalho foi avaliar a influência de 10 isolados de bactérias endofíticas, previamente selecionados como agentes promotores do crescimento de plantas, sobre a eficiência de absorção, utilização e translocação de nutrientes em plantas de tomateiros em casa de vegetação. Para a introdução das bactérias endofíticas em plântulas de tomateiro cv. Santa Clara, utilizou-se o corte do hipocótilo. Cinqüenta e cinco dias após o transplantio das seções de parte área, as plantas foram coletadas para a determinação da matéria seca da parte aérea e dos teores de macro e micronutrientes. Os teores de N, P, K, Ca, Mg, Cu e Zn na parte aérea e os de N, P, Mg e Mn nas raízes das plantas inoculadas diferiram da testemunha sem inoculação. As bactérias endofíticas Micrococcus sp. (UFLA 11-LS) e Brevundimonas sp. (UFV-E49), identificadas por meio do seqüenciamento do gene 16S do DNA ribossômico, propiciaram a maior eficiência de absorção de P em relação à testemunha. A bactéria endofítica Micrococcus sp. apresentou maior eficiência na utilização de N, P, K, Ca, Mg, S, Cu, Fe e Zn. Os maiores teores de N, P, K, Mg e Zn foram encontrados na parte aérea das plantas inoculadas com Brevundimonas sp. Os resultados deste trabalho indicam que estes isolados de bactérias endofíticas podem aumentar a eficiência nutricional de plantas de tomate.

Solanum lycopersicum; endófitas; nutrição mineral; eficiência de absorção; eficiência de translocação; eficiência de utilização


Plant growth-promoting endophytic bacteria can increase plant nutritional efficiency thus favouring its yield. With the purpose of evaluating the influence of 10 previously selected isolates of growth-promoting endophytic bacteria on the uptake, utilization and transport of nutrients by tomato plants, greenhouse experiments were installed. The hypocotyl was cut in order to apply the endophytic bacteria to tomato seedlings cultivar Santa Clara. Fifty five days after transplanting the upper portion of the cut seedlings, the plants were collected to determine the dry matter of the aerial parts and concentration of macro and micro nutrients. The concentration of N, P, K, Ca, Mg, Cu and Zn in the shoot and N, P, Mg and Mn in roots of inoculated plants differed from non-inoculated controls. Endophytic bacteria Micrococcus sp. (UFLA 11-LS) and Brevundimonas sp. (UFV-E49) were identified by sequencing of the 16S ribosomal DNA. The P uptake in plants inoculated with these isolates was higher than in the non-inoculated controls. Plants treated with the first isolate were more efficient in the use of N, P, K, Ca, Mg, S, Cu, Fe, and Zn. The highest concentration of N, P, K, Mg, and Zn were found in the shoot of plants inoculated with Brevundimonas sp. The results of this study indicate that these endophytic bacteria isolates may be employed to increase the nutritional efficiency of tomato plants.

Solanum lycopersicum; endophytes; mineral nutrition; absorption efficiency; translocation efficiency; use efficiency


SEÇÃO IV - FERTILIDADE DO SOLO E NUTRIÇÃO DE PLANTAS

Aumento da eficiência nutricional de tomateiros inoculados com bactérias endofíticas promotoras de crescimento1 1 Parte da Tese de Doutorado apresentada pela primeira autora à Universidade Federal de Lavras – UFLA.

Increased nutritional efficiency of tomato plants inoculated with growth-promoting endophytic bacteria

Patrícia Baston BarrettiI; Ricardo Magela de SouzaII; Adélia Aziz Alexandre PozzaIII; Edson Ampélio PozzaII; Janice Guedes de CarvalhoIV; Jorge Teodoro de SouzaV

IPós-Doutorado PRODOC/DCR, Centro de Ciências Agrárias, Ambientais e Biológicas, Universidade Federal do Recôncavo da Bahia - CCAAB/UFRB, CEP 44380-000 Cruz das Almas (BA). Bolsista FAPESB. E-mail: patriciabaston@hotmail.com

IIProfessores Associados, Departamento de Fitopatologia, Universidade Federal de Lavras – DFP/UFLA. Caixa Postal 3037, CEP 37200-000 Lavras (MG). E-mails: rmagelas@ufla.br; eapozza@ufla.br

IIIPós-Doutorado, Departamento de Ciência do Solo, DCS/UFLA. Bolsista PDJ CNPq. E-mail: alana@ufla.br

IVProfessora Titular, Departamento de Ciência do SoloDCS/UFLA. E-mail: jgcarvalho@ufla.br

VProfessor Adjunto, Centro de Ciências Agrárias, Ambientais e Biológicas, Universidade Federal do Recôncavo da Bahia – CCAAB/UFRB. CEP 44380-000 Cruz das Almas (BA). E-mail: jorgetdes@yahoo.com.br

RESUMO

Bactérias endofíticas promotoras de crescimento podem aumentar a eficiência nutricional das plantas, favorecendo sua produção. O objetivo deste trabalho foi avaliar a influência de 10 isolados de bactérias endofíticas, previamente selecionados como agentes promotores do crescimento de plantas, sobre a eficiência de absorção, utilização e translocação de nutrientes em plantas de tomateiros em casa de vegetação. Para a introdução das bactérias endofíticas em plântulas de tomateiro cv. Santa Clara, utilizou-se o corte do hipocótilo. Cinqüenta e cinco dias após o transplantio das seções de parte área, as plantas foram coletadas para a determinação da matéria seca da parte aérea e dos teores de macro e micronutrientes. Os teores de N, P, K, Ca, Mg, Cu e Zn na parte aérea e os de N, P, Mg e Mn nas raízes das plantas inoculadas diferiram da testemunha sem inoculação. As bactérias endofíticas Micrococcus sp. (UFLA 11-LS) e Brevundimonas sp. (UFV-E49), identificadas por meio do seqüenciamento do gene 16S do DNA ribossômico, propiciaram a maior eficiência de absorção de P em relação à testemunha. A bactéria endofítica Micrococcus sp. apresentou maior eficiência na utilização de N, P, K, Ca, Mg, S, Cu, Fe e Zn. Os maiores teores de N, P, K, Mg e Zn foram encontrados na parte aérea das plantas inoculadas com Brevundimonas sp. Os resultados deste trabalho indicam que estes isolados de bactérias endofíticas podem aumentar a eficiência nutricional de plantas de tomate.

Termos de indexação:Solanum lycopersicum, endófitas, nutrição mineral, eficiência de absorção, eficiência de translocação, eficiência de utilização.

SUMMARY

Plant growth-promoting endophytic bacteria can increase plant nutritional efficiency thus favouring its yield. With the purpose of evaluating the influence of 10 previously selected isolates of growth-promoting endophytic bacteria on the uptake, utilization and transport of nutrients by tomato plants, greenhouse experiments were installed. The hypocotyl was cut in order to apply the endophytic bacteria to tomato seedlings cultivar Santa Clara. Fifty five days after transplanting the upper portion of the cut seedlings, the plants were collected to determine the dry matter of the aerial parts and concentration of macro and micro nutrients. The concentration of N, P, K, Ca, Mg, Cu and Zn in the shoot and N, P, Mg and Mn in roots of inoculated plants differed from non-inoculated controls. Endophytic bacteria Micrococcus sp. (UFLA 11-LS) and Brevundimonas sp. (UFV-E49) were identified by sequencing of the 16S ribosomal DNA. The P uptake in plants inoculated with these isolates was higher than in the non-inoculated controls. Plants treated with the first isolate were more efficient in the use of N, P, K, Ca, Mg, S, Cu, Fe, and Zn. The highest concentration of N, P, K, Mg, and Zn were found in the shoot of plants inoculated with Brevundimonas sp. The results of this study indicate that these endophytic bacteria isolates may be employed to increase the nutritional efficiency of tomato plants.

Index terms: Solanum lycopersicum, endophytes, mineral nutrition, absorption efficiency, translocation efficiency, use efficiency.

INTRODUÇÃO

Os mecanismos envolvidos na promoção do crescimento de plantas por bactérias endofíticas podem ser divididos em diretos e indiretos. Quando o estímulo do crescimento das plantas é direto, o microrganismo produz fitormônios ou substâncias análogas destes reguladores de crescimento capazes de estimular o crescimento e desenvolvimento da planta (Bashan & Holguin, 1997). Quando o efeito é indireto, o crescimento é estimulado pela redução da população de microrganismos deletérios ou patogênicos às plantas, ou seja, pelo controle biológico de fitopatógenos (Hallmann et al., 1997). Outro fator que contribui para o crescimento das plantas é a capacidade de algumas bactérias endofíticas de aumentar a absorção de nutrientes minerais e água e melhorar a disponibilização destes nutrientes (Hallmann et al., 1997; Lazarovits & Nowak, 1997). Como exemplo, cita-se o gênero Azospirillum, que, além de ser diazotrófico, isto é, capaz de fixar o N2 atmosférico, também secreta fitormônios, principalmente auxinas, e promove o aumento da absorção de nutrientes e água, com conseqüente crescimento da planta (Schloter & Hartmann, 1998).

O conceito de eficiência na utilização de um nutriente inclui processos nos quais as plantas absorvem, translocam, acumulam e utilizam melhor esse nutriente para a produção de matéria seca ou grãos, em condições normais ou adversas (Martinez et al., 1993; Pozza, 2004). Vários mecanismos relacionados às características morfológicas e fisiológicas das plantas contribuem para o uso eficiente de nutrientes, como sistema radicular extensivo, alta relação entre raízes e parte aérea, maior eficiência de absorção ou de utilização de nutrientes e capacidade de manter o metabolismo normal mesmo com baixo teor de nutrientes nos tecidos (Fageria & Baligar, 1993).

O tomate (Solanum lycopersicum L.) é considerado a mais importante hortaliça produzida no Brasil, sendo utilizada na dieta alimentar como fonte de vitaminas e minerais. Entretanto, é também uma das plantas mais exigentes em termos nutricionais.

Dessa forma, o objetivo deste trabalho foi avaliar os efeitos de 10 isolados de bactérias endofíticas, previamente selecionados como agentes promotores do crescimento de plantas, na eficiência de absorção, utilização e translocação de nutrientes em plantas de tomateiro.

MATERIAL E MÉTODOS

Origem, cultivo e preservação dos isolados de bactérias endofíticas

Parte dos isolados de bactérias endofíticas foi obtida no Laboratório de Bacteriologia de Plantas e Controle Biológico da Universidade Federal de Viçosa (UFV) e parte no Laboratório de Bacteriologia Vegetal da Universidade Federal de Lavras (UFLA).

Os isolados de bactérias endofíticas UFV-E17, UFV-E22, UFV-E25, UFV-E26, UFV-E27, UFV-E29, UFV-E49, UFLA 06-LS, UFLA 08-LS e UFLA 11-LS, previamente selecionados como potenciais promotores de crescimento de plantas (Barretti et al., 2008), foram obtidos de plantas de tomateiro sadias provenientes de diferentes localidades dos municípios de Viçosa e Lavras, no Estado de Minas Gerais, e preservados em peptona-glicerol a -80 ºC. Para o uso experimental, esses isolados foram transferidos para placas de Petri contendo meio 523 citado por Kado & Heskett (1970) e incubados a 28 ºC em câmara de crescimento. Após 48 h, foram preparadas as suspensões bacterianas, adicionando-se água de torneira e homogeneizando-se com a alça de Drigalsky.

Introdução das bactérias endofíticas em plantas de tomateiro

Utilizou-se a técnica descrita por Kijima et al. (1995), na qual plântulas de tomateiro da cultivar Santa Clara, produzidas em bandejas de isopor que continham o substrato comercial (Plantmax®), foram seccionadas na região do hipocótilo quando apresentavam o segundo par de folhas definitivas. Logo depois, o sistema radicular foi descartado e o restante da planta foi imerso por 6 h em suspensão de células de cada bactéria endofítica ajustada ao espectrofotômetro para A540 = 0,2 (aproximadamente 109 ufc mL-1). As secções de parte aérea foram plantadas em vasos com capacidade para 3 kg de substrato, contendo a mistura na proporção 2:1:1 de solo (retirado do subsolo de um Latossolo Vermelho distroférrico), areia e esterco curtido, previamente fumigada com brometo de metila, até o enraizamento. Utilizou-se o mesmo procedimento para as plantas-testemunha; no entanto, a parte aérea foi imersa em água destilada esterilizada. As plantas permaneceram em casa de vegetação por 55 dias.

O experimento foi instalado em blocos casualizados, com quatro blocos de duas parcelas. Cada parcela foi constituída pela média de duas plantas/vaso, sendo considerada uma repetição. Os tratamentos consistiram, portanto, de 10 isolados de bactérias endofíticas mais a testemunha não inoculada, totalizando 88 vasos (11 tratamentos x 4 blocos x 2 repetições) e 176 plantas de tomateiro.

Análise nutricional das plantas de tomateiro

A parte aérea e as raízes das plantas de tomateiro foram cuidadosamente lavadas em água corrente e em água destilada, acondicionadas separadamente em sacos de papel e secas em estufa (70 ºC) até atingirem peso constante. Em seguida, procedeu-se à pesagem e à moagem do material, tanto da parte aérea quanto das raízes, separadamente. Os teores de N, P, K, Ca, Mg, S, Cu, Fe, Mn e Zn foram determinados segundo método descrito por Malavolta et al. (1997).

O teor de N foi determinado pelo método Kjedahl. As amostras foram submetidas à digestão nitroperclórica em bloco digestor, para determinar os teores de macro e micronutrientes. Nesse extrato, os teores de Ca, Mg, Cu, Fe e Zn foram determinados por espectrofotometria de absorção atômica, o de K, por fotometria de chama, e o de S, por turbidimetria.

Para o estudo da eficiência nutricional dos isolados endofíticos, as eficiências de absorção, translocação e utilização dos macro e micronutrientes foram calculadas conforme os modelos propostos por Siddiqi & Glass (1981), Swiader et al. (1994) e Li et al. (1991), respectivamente.

Identificação dos isolados mais eficientes

Os isolados foram identificados pelo seqüenciamento do gene 16S do DNA ribossômico. O DNA genômico foi extraído pelo método do CTAB modificado, como descrito por Souza et al. (2003). O gene 16S rDNA foi amplificado via PCR, utilizando-se os primers 8fn (5'-AGA GTT TGA TCC TGG CTC AG-3') e 1429r (5'- ACG GCT ACC DTT GTT ACG ACT T- 3') (Esikova et al., 2002). As reações de PCR foram feitas como descrito por Souza et al. (2003). Os produtos amplificados foram separados em géis de agarose, de acordo com métodos descritos por Sambrook & Russel (2001). O seqüenciamento direto foi efetuado com um kit que continha terminadores marcados com fluorescência em um seqüenciador de DNA automático modelo ABI 3100, de acordo com as recomendações do fabricante (Applied Biosystems do Brasil, São Paulo, SP). As seqüências foram montadas no programa Sequencing Analysis versão 5.1.1 (Applied Biosystems do Brasil). Alinhamentos das seqüências obtidas foram feitos com o programa CLUSTAL W versão 1.8 (Thompson et al., 1994). Buscas com o programa BLASTN foram efetuadas nos bancos de dados públicos (Altschul et al., 1997). As seqüências dos genes foram depositadas no GenBank e receberam os seguintes números de acesso: EF114345 (UFV-E25), EF114346 (UFV-E26), EF194087 (UFV-E29), EF194089 (UFV-E49) e EF194088 (UFLA 11-LS).

Análise estatística

Os dados dos teores de nutrientes, tanto da parte aérea quanto da raiz das plantas, e os valores das eficiências de absorção, de translocação e de utilização dos macro e micronutrientes foram submetidos à análise de variância pelo teste F, no programa SISVAR. As variáveis cujas médias foram significativas a 5 % foram comparadas pelo teste de Scott-Knott.

RESULTADOS E DISCUSSÃO

Identificação dos isolados mais eficientes

Para identificação dos isolados selecionados, as seqüências obtidas foram comparadas com seqüências dos bancos de dados públicos.

Um fragmento de 1.297 pb foi seqüenciado para o isolado UFV-E25, que foi mais próximo e apresentou 99,9 % de identidade, quando comparado com seqüências do gene 16S rDNA dos isolados HI-B13, J1 e BK1 de Sinorhizobium sp., encontradas nos bancos de dados sob os números de acesso DQ196475, DQ294628 e AJ012210, respectivamente. Para o isolado UFV-E26, foi seqüenciado um fragmento de 1.455 pb, que foi mais próximo e apresentou 99,9 % de identidade, quando comparado com seqüências do mesmo gene dos isolados 2-37-4-1 (DQ267829), AC46B1 (AJ717381), MO31 (AY553118) e MPF-906 (DQ660362) de Bacillus megaterium. O fragmento de 1.420 pb seqüenciado para o isolado UFV-E29 apresentou 99,9 % de identidade, quando comparado com as seqüências dos isolados TAII (AB284820) e ch2 (DQ122123) de Bacillus cereus. O fragmento de 1.435 pb obtido para o isolado UFLA 11-LS apresentou 99,9 % de identidade, quando comparado com os isolados Ballarat (AJ409096) e CV44 (AJ717369) de Micrococcus sp. Para o isolado UFV-E49, o fragmento de 1.368 pb apresentou 100 e 99,9 % de identidade, quando comparado com Brevundimonas sp. LSH-3 (DQ825665) e B. diminuta KACC 10306 (DQ979376), respectivamente.

Considerando-se a semelhança entre as seqüências dos isolados estudados e as seqüências encontradas nos bancos de dados, o isolado UFV-E25 foi classificado como Sinorhizobium sp, o UFV-E26 como Bacillus megaterium, o UFV-E29 como B. cereus, UFV-E49 como Brevundimonas sp. e o UFLA 11-LS como Micrococcus sp.

Teores de nutrientes nas plantas de tomateiro

Pelo resultado da análise química do solo utilizado como substrato de plantio, os teores dos nutrientes exigidos para a cultura do tomateiro foram considerados baixos para Ca (0,8 cmolc dm-3), Mg (0,2 cmolc dm-3), S (5,8 mg dm-3), K (11,0 mg dm-3) e Cu (0,5 mg dm-3), e muito baixos para P (0,4 mg dm-3), Zn (0,2 mg dm-3) e Mn (2,0 mg dm-3), de acordo com Ribeiro et al. (1999). Somente o Fe (34,4 mg dm-3) encontrava-se em teor considerado adequado para a cultura, segundo esses autores. Embora esse fato tenha sido observado, não houve complemento da adubação desse solo durante a condução do experimento, para evitar que os efeitos provenientes do crescimento induzido pelas bactérias endofíticas fossem mascarados pelo efeito do adubo.

Ao analisar o teor de nutrientes na parte aérea e nas raízes das plantas de tomateiro, observou-se que muitos foram influenciados positivamente pelos isolados endofíticos avaliados. Assim, as concentrações de N, P, K, Ca, Mg, Cu e Zn na parte aérea (Quadro 1) e de N, P, Mg e Mn nas raízes (Quadro 2) das plantas de tomateiro tratadas com bactérias endofíticas diferiram da testemunha. Observa-se que os teores de Fe no tecido foliar, justamente o elemento presente no substrato em quantidade considerada suficiente para o tomateiro, e os teores de Ca e Zn nas raízes não apresentaram diferenças entre os tratamentos. As plantas tratadas com Sinorhizobium sp., B. magaterium, B. cereus, Brevundimonas sp., Micrococcus sp. e com os isolados UFV-E22, UFV-E27, UFLA 06-LS e UFLA 08-LS apresentaram teores de S e Mn na parte aérea (Quadro 1) e de K, S, Cu e Fe nas raízes (Quadro 2) inferiores aos da testemunha.



A concentração dos nutrientes no tecido foliar encontrou-se abaixo do valor considerado ideal por Martinez et al. (1999), exceto Cu, Fe, Mn e Zn. No entanto, os valores propostos por esses autores referem-se às folhas, e os valores obtidos neste trabalho referem-se às folhas e caules, explicando um possível efeito de diluição da concentração final. Em sorgo, a introdução da endofítica diazotrófica Gluconacetobacter diazotrophicus proporcionou aumento do teor de N nas plantas e interferiu no tamanho das raízes, tornando-as mais longas e ramificadas (Isopi et al., 1995), porém, em trigo, essa bactéria influenciou negativamente o teor de N (Sala, 2002). Assim, tanto o microrganismo envolvido quanto o hospedeiro podem influenciar os teores dos nutrientes.

Eficiência nutricional de plantas de tomateiro inoculadas com bactérias endofíticas

Foram observadas diferenças significativas entre as plantas tratadas com os vários isolados de bactérias endofíticas quanto à matéria seca da parte aérea (MSPA), eficiência de utilização (EU), absorção (EA) e translocação (ET) de macro e micronutrientes (Quadro 3).


A endófita Brevundimonas sp. possibilitou maior aumento (61,6 %) no peso da matéria seca da parte aérea, seguida de Micrococcus sp. (40,9 %), comparadas à testemunha sem inoculação de bactérias promotoras de crescimento. Micrococcus sp. propiciou maior EU de N, P, K, Ca, Mg, S, Cu, Fe e Zn, não diferindo de Brevundimonas sp. quanto aos nutrientes Ca, S, Cu e Fe, indicando maior capacidade de produzir matéria seca total por unidade absorvida desses nutrientes. As maiores EU de Mn foram obtidas com as endófitas Brevundimonas sp. e Bacillus cereus. Embora a EU de Mn nas plantas inoculadas com Micrococcus sp. (0,15 mg2µg-1 ) tenha sido menor do que a propiciada por Brevundimonas sp. e por B. cereus (0,16 e 0,17 mg2µg-1, respectivamente), foi maior do que na testemunha (0,10 mg2µg-1 ). Em plantas de trigo, a introdução de bactérias endofíticas diazotróficas por Sala (2002) reduziu tanto o teor de N quanto a EU desse nutriente e não teve efeito significativo sobre o teor nem sobre a EU do P, comparada à testemunha sem inoculação.

A bactéria Micrococcus sp., responsável pelas maiores EU de N e P, proporcionou aumento na área foliar e no peso de matéria seca da parte aérea de plantas de tomateiro no trabalho desenvolvido por Barretti et al. (2008). Nesse trabalho, apesar de esse isolado não ter proporcionado aumento no crescimento das plantas, ele apresentou diferenças significativas quando comparado à testemunha. Em outros estudos, as maiores produções de matéria seca da parte aérea de plantas de arroz e trigo também foram associadas às maiores EU de N e P (Furlani et al., 1986; Abichequer & Bohnen, 1998). Segundo Epstein & Bloom (2006), o desempenho da planta, seja sua aptidão, produção, eficiência nutricional ou suscetibilidade a estresse biológico ou ambiental, geralmente depende de sua habilidade em obter NH4+ ou NO3-.

É provável que o comportamento dos nutrientes nas plantas tratadas com Brevundimonas sp. se deva ao efeito de diluição (Malavolta, 2006), uma vez que as plantas responderam com incremento na produção de matéria seca. Quando se realiza a análise química da parte aérea, a mesma quantidade de material seco é pesada em todas as amostras e dela extraem-se os nutrientes. Em plantas de maior porte, os nutrientes encontram-se menos concentrados devido à maior área, por isso podem ocorrer menores teores de nutrientes em plantas maiores.

Em cafeeiro, a maior EU de S foi associada ao maior crescimento do sistema radicular das plantas (Souza, 1999). No entanto, essa informação contrapõe-se aos resultados verificados por Barretti et al. (2008), pois o sistema radicular de plantas tratadas com a endófita Micrococcus sp., responsável pela maior eficiência de utilização do mineral, não diferiu significativamente do sistema radicular da testemunha. A endófita Brevundimonas sp. promoveu aumentos de 100 e 225 % no peso de matéria fresca e seca de raízes de tomateiro, respectivamente.

As endófitas Micrococcus sp. e Brevundimonas sp. destacaram-se das demais com as maiores EA de P, um nutriente pouco móvel no solo. Não houve diferença na EA para N, K, Mg, Cu, Mn e Zn entre os isolados de bactérias endofíticas e a testemunha. A eficiência de absorção de algumas bactérias endofíticas foi menor que a da testemunha para o Ca, S e Fe (Quadro 3). Provavelmente, o maior crescimento do sistema radicular de tomateiro promovido por Brevundimonas sp. proporcionou melhor absorção do P.

A forte afinidade entre P, Fe e Mn faz com que a combinação desses nutrientes resulte em uma forma inativa do P, diminuindo sua absorção pelas plantas (Malavolta, 1980). Outra hipótese para explicar a maior EA de P das endófitas Micrococcus sp. e Brevundimonas sp. é atribuir a esses procariotas melhorias na relação entre esses minerais, o que favoreceria a absorção do P pelas plantas.

Não houve diferença entre os isolados endofíticos e a testemunha para eficiência de translocação (ET), exceto para o isolado UFV-E22, que apresentou a menor ET de todos os nutrientes (Quadro 3). Observaram-se maiores valores de ET quando comparados aos da literatura. Esse fato deve-se ao método de introdução dos isolados endofíticos, em que o corte na região do hipocótilo, destituindo as plântulas de suas raízes e aguardando novo enraizamento, formou raízes mais finas, que foram responsáveis por altos valores de ET.

Relação do acúmulo de nutrientes entre a parte aérea e as raízes

A relação do acúmulo de nutrientes entre a parte aérea (PA) e as raízes (R) das plantas de tomateiro tratadas com isolados de bactérias endofíticas variou de acordo com o nutriente analisado (Quadro 4).


O isolado UFLA 06-LS destacou-se dos demais, apresentando a maior relação PA/R para o P, K, Mg, Cu e Mn. Não houve diferença significativa entre os tratamentos para a relação PA/R de S e Fe.

Vários mecanismos relacionados às características morfológicas e fisiológicas das plantas contribuem para o uso eficiente de nutrientes, entre eles a alta relação entre a parte aérea e as raízes. Dessa forma, pode-se ter correlação direta para este atributo, ou seja, quanto maior a relação parte aérea/raízes, maior a eficiência de translocação das plantas (Pozza, 2004). Geralmente, plantas mais aptas a translocar nutrientes para a arte aérea podem sobressair em termos de produção e crescimento.

Analisando-se a relação entre o teor de Si na parte aérea e na raiz de eucalipto, Carvalho et al. (2003) observaram a retenção desse elemento nas raízes, pois a relação PA/R começou a reduzir-se a partir de 60 dias após o sua transplantio, indicando diminuição da eficiência de sua translocação com o aumento da idade das plantas. De maneira semelhante, Pozza (2004) verificou que a cultivar de café Mundo Novo apresentou maior relação PA/R para N, P, K, Ca, Mg, S, B, Mn e Si, justificando a maior capacidade de translocar esses nutrientes das raízes para a parte aérea.

Dentro desse contexto, observou-se que a endófita Micrococcus sp., responsável pela maior eficiência de absorção e utilização de P, não foi eficiente em translocar este mineral (Quadro 3). No entanto, a alta relação PA/R explicou a sua distribuição das raízes para a parte aérea das plantas (Quadro 4).

CONCLUSÕES

1. As bactérias endofíticas promotoras de crescimento aumentaram a eficiência nutricional do tomateiro.

2. A endófita Micrococcus sp. promoveu o crescimento das plantas pela melhoria da eficiência de utilização dos nutrientes.

3. Os teores de N, P, K, Ca, Mg, Cu e Zn na parte aérea e de N, P, Mg e Mn nas raízes das plantas de tomateiro foram influenciados pelas bactérias endofíticas Brevundimonas sp. e Micrococcus sp.

4. A maior eficiência de absorção de P foi obtida por Micrococcus sp. e Brevundimonas sp.

AGRADECIMENTOS

Ao CNPq, pela concessão da bolsa de estudos.

LITERATURA CITADA

Recebido para publicação em janeiro de 2007 e aprovado em maio de 2008.

  • ABICHEQUER, A.D. & BOHNEN, H. Eficiência de absorção, translocação e utilização de fósforo por variedades de trigo. R. Bras. Ci. Solo, 22:21-26, 1998.
  • ALTSCHUL, S.F.; MADDEN, T.L.; SCHAFFER, A.A.; ZHANG, J.; MILLER, W. & LIPMAN, D.J. Gapped BLAST and PSI-BLAST: A new generation of protein database search programs. Nucleic Acids Res., 25:3389-3402, 1997.
  • BASHAN, Y. & HOLGUIN, G. Azospirillum-plant relationships: Environmental and physiological advances. Can. J. Microbiol., 43:103-121, 1997.
  • BARRETTI, P.B.; SOUZA, R.M. & POZZA, E.A. Bactérias endofíticas como agentes promotores do crescimento de plantas de tomateiro e de inibição in vitro de Ralstonia solanacearum. Ci. Agrotec., 32:731-739, 2008.
  • CARVALHO, R.; FURTINI NETO, A.E.; CURI, N. & RESENDE, A.V. Absorção e translocação de silício em mudas de eucalipto cultivadas em Latossolo e Cambissolo. Ci. Agrotec., 27:491-500, 2003.
  • EPSTEIN, E. & BLOOM, A. Nutrição mineral de plantas: Princípios e perspectivas. 2.ed. Londrina, Planta, 2006. 403p.
  • ESIKOVA, T.Z.; TEMIROV, Y.V.; SOKOLOV, S.L. & ALAKHOV, Y.B. Secondary antimicrobial metabolites produced by the thermophilic Bacillus strains VK2 and VK21. Appl. Biochem. Microbiol., 38:226-231, 2002.
  • FAGERIA, N.K. & BALIGAR, V.C. Screening crop genotypes for mineral streeses. In: WORKSHOP ON ADAPTATION OF PLANTS TO SOIL STRESSES, Lincoln, 1993. Proceedings. Lincoln, University of Nebraska, 1993. p.142-159.
  • FURLANI, A.M.C.; BATAGLIA, O.C. & AZZINI. L.E. Comportamento diferencial de linhagens de arroz na absorção e utilização de nitrogênio em solução nutritiva. R. Bras. Ci. Solo, 10:51-59, 1986.
  • HALLMANN, J.; QUADT-HALLMANN, A.; MAHAFFEE, W.F. & KLOEPPER, J.W. Bacterial endophytes in agricultural crops. Can. J. Microbiol., 43:895-914, 1997.
  • ISOPI, R.; FABRI, P.; DELGALLO, M. & PUPPI, G. Dual inoculation of Sorghum bicolor (L.) Moebch ssp. bicolor with VAM and A. diazotrophicus Symbiosis, 18:43-55, 1995.
  • KADO, C.I. & HESKETT, M.G. Selective media for isolation of Agrobacterium, Corynebacterium, Erwinia, Pseudomonas and Xanthomonas Phytopathology, 60:969-976, 1970.
  • KIJIMA, T.;YONAI, S.; OOHASHI, K. & AMAGAI, M. Process for biologically preventing dicotyledoneous plant diseases using symbiotical bacteria. 1995. 12p. USA Patent. No. 5.401.655 (03-28-1995).
  • LAZAROVITS, G. & NOWAK, J. Rhizobacteria for improvement of plant growth and establishment. Hortic. Sci., 32:188-192, 1997.
  • LI, B.; MCKEAND, S.E. & ALLEN, H.L. Genetic variation in nitrogen use efficiency of loblolly pine seedlings. For. Sci., 37:613-626, 1991.
  • MALAVOLTA, E. Elementos da nutrição mineral de plantas. São Paulo, Agronômica Ceres, 1980. 251p.
  • MALAVOLTA, E.; VITTI, G.C. & OLIVEIRA, S.A. Avaliação do estado nutricional das plantas: Princípios e aplicações. 2.ed. Piracicaba, POTAFOS, 1997. 319p.
  • MALAVOLTA, E. Manual de nutrição mineral de plantas. São Paulo, Agronômica Ceres, 2006. 638p.
  • MARTINEZ, H.E.P.; NOVAIS, R.F.; SACRAMENTO, L.V.S. & RODRIGUES, L.A. Comportamento de variedades de soja cultivadas sob diferentes níveis de fósforo: II. Translocação do fósforo absorvido e eficiência nutricional. R. Bras. Ci. Solo, 17:239-244, 1993.
  • MARTINEZ, H.E.P.; CARVALHO, J.G. & SOUZA, R.B. Diagnose foliar. In: RIBEIRO A.C.; GUIMARÃES, P.T.G. & ALVAREZ V., H.V., eds. Recomendações para o uso de corretivos e fertilizantes em Minas Gerais, 5Ş aproximação. Viçosa, MG, Universidade Federal de Viçosa, 1999. p.143-168.
  • POZZA, A.A.A. Silício em mudas de cafeeiro: efeito na nutrição mineral e na suscetibilidade à cercosporiose em três variedades. Lavras, Universidade Federal de Lavras, 2004. 89p. (Tese de Doutorado)
  • RIBEIRO, A.C.; GUIMARÃES, P.T.G. & ALVAREZ V., H.V. Recomendações para o uso de corretivos e fertilizantes em Minas Gerais, 5Ş aproximação. Viçosa, MG, Universidade Federal de Viçosa, 1999. 359p.
  • SALA, V.M.R. Atividade microbiana do solo e a interação de diazotróficos endofíticos e fungos micorrízicos arbusculares na cultura do trigo. Piracicaba, Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz, 2002. 124p. (Tese de Mestrado)
  • SAMBROOK, J. & RUSSELL, D.W. Molecular cloning: A laboratory manual. New York, Cold Spring Harbor Laboratory Press, 2001. 540p.
  • SCHLOTER, M. & HARTMANN, A. Endophytic and surface colonization of wheat roots (Triticum aestivum) by different Azospirillum brasilense strains studied with strain-specfic monoclonal antibodies. Symbiosis, 25:159-179, 1998.
  • SIDDIQI, M.Y. & GLASS, A.D.M. Utilization index: A modified approach to the estimation and comparision of nutrient utilization efficiency in plants. J. Plant Nutr., 4:289-302, 1981.
  • SOUZA, R.B. Níveis críticos de enxofre em solos e em folhas de cultivares de café. Viçosa, MG, Universidade Federal de Viçosa, 1999. 88p. (Tese de Doutorado)
  • SOUZA, J.T.; MAZZOLA, M. & RAAIJMAKERS, J.M. Conservation of the response regulator gene gacA in Pseudomonas species. Environ. Microbiol., 5:1328-1340, 2003.
  • SWIADER, J.M.; CHYAN, Y. & FREIJI, G.G. Genotipic differences in nitrate uptake and utilization efficiency in pumpkin hybrids. Plant Nutr.,17:1687-1699, 1994.
  • THOMPSON, J.D.; HIGGINS, D.G. & GIBSON, T.J. CLUSTAL W: Impoving the sensitivity of progressive multiple alignment through sequence weighting, positions-specific gap penalties and weight matrix choice. Nucleic Acids Res., 22:4673-4680, 1994.
  • 1
    Parte da Tese de Doutorado apresentada pela primeira autora à Universidade Federal de Lavras – UFLA.
  • Datas de Publicação

    • Publicação nesta coleção
      10 Out 2008
    • Data do Fascículo
      Ago 2008

    Histórico

    • Recebido
      Jan 2007
    • Aceito
      Maio 2008
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