Assessment of zinc solubilization potential of zinc-resistant Pseudomonas oleovorans strain ZSB13 isolated from contaminated soil

Abstract Zinc is an essential micronutrient that is required for optimum plant growth. It is present in soil in insoluble forms. Bacterial solubilization of soil unavailable form of Zn into available form, is an emerging approach to alleviate the Zn deficiency for plants and human beings. Zinc solubilizing bacteria (ZSB) could be a substitute for chemical Zn fertilizer. The present study aimed to isolate and characterize bacterial species from the contaminated soil and evaluate their Zn solubilizing potential. Zn resistant bacteria were isolated and evaluated for their MIC against Zn. Among the 13 isolated bacterial strains ZSB13 showed maximum MIC value upto 30mM/L. The bacterial strain with the highest resistance against Zn was selected for further analysis. Molecular characterization of ZSB13 was performed by 16S rRNA gene amplification which confirmed it as Pseudomonas oleovorans. Zn solubilization was determined through plate assay and broth medium. Four insoluble salts (zinc oxide (ZnO), zinc carbonate (ZnCO3), zinc sulphite (ZnS) and zinc phosphate (Zn3(PO4)2) were used for solubilization assay. Our results shows 11 mm clear halo zone on agar plates amended with ZnO. Likewise, ZSB13 showed significant release of Zn in broth amended with ZnCO3 (17 and 16.8 ppm) and ZnO (18.2 ppm). Furthermore, Zn resistance genes czcD was also enriched in ZSB13. In our study, bacterial strain comprising Zn solubilization potential has been isolated that could be further used for the growth enhancement of crops.

Resumo O zinco é um micronutriente essencial necessário para o crescimento ideal das plantas. Ele está presente no solo em formas insolúveis. A solubilização bacteriana da forma indisponível de Zn no solo para a forma disponível é uma abordagem emergente para aliviar a deficiência de Zn em plantas e seres humanos. Bactérias solubilizadoras de zinco (ZSB) podem ser um substituto para fertilizantes químicos de Zn. O presente estudo teve como objetivo isolar e caracterizar espécies bacterianas de solo contaminado e avaliar seu potencial de solubilização de Zn. Bactérias resistentes ao Zn foram isoladas e avaliadas quanto ao seu MIC contra o Zn. Entre as 13 cepas bacterianas isoladas, ZSB13 apresentou valor máximo de MIC de até 30 mM/L. A cepa bacteriana com maior resistência ao Zn foi selecionada para análise posterior. A caracterização molecular de ZSB13 foi realizada por amplificação do gene 16S rRNA que o confirmou como Pseudomonas oleovorans. A solubilização do Zn foi determinada através de ensaio em placa e meio caldo. Quatro sais insolúveis (óxido de zinco (ZnO), carbonato de zinco (ZnCO3), sulfito de zinco (ZnS) e fosfato de zinco (Zn3 (PO4) 2) foram usados para o ensaio de solubilização. Nossos resultados mostram uma zona de halo clara de 11 mm em placas de ágar corrigidas com ZnO. Da mesma forma, ZSB13 mostrou liberação significativa de Zn em caldo alterado com ZnCO3 (17 e 16,8 ppm) e ZnO (18,2 ppm). Além disso, os genes de resistência ao Zn czcD também foram enriquecidos em ZSB13. Em nosso estudo, a cepa bacteriana compreendendo potencial de solubilização de Zn foi isolada e poderia ser usada posteriormente para o aumento do crescimento de safras.

Assessment of zinc solubilization potential of zinc-resistant Pseudomonas oleovorans strain ZSB13 isolated from contaminated soil / Avaliação do potencial de solubilização do zinco da cepa ZSB13 de Pseudomonas oleovorans resistente ao zinco isolada de solo contaminado

Zinc is an essential micronutrient that is required for optimum plant growth. It is present in soil in insoluble forms. Bacterial solubilization of soil unavailable form of Zn into available form, is an emerging approach to alleviate the Zn deficiency for plants and human beings. Zinc solubilizing bacteria (ZSB) could be a substitute for chemical Zn fertilizer. The present study aimed to isolate and characterize bacterial species from the contaminated soil and evaluate their Zn solubilizing potential. Zn resistant bacteria were isolated and evaluated for their MIC against Zn. Among the 13 isolated bacterial strains ZSB13 showed maximum MIC value upto 30mM/L. The bacterial strain with the highest resistance against Zn was selected for further analysis. Molecular characterization of ZSB13 was performed by 16S rRNA gene amplification which confirmed it as Pseudomonas oleovorans. Zn solubilization was determined through plate assay and broth medium. Four insoluble salts (zinc oxide (ZnO), zinc carbonate (ZnCO3), zinc sulphite (ZnS) and zinc phosphate (Zn3(PO4)2) were used for solubilization assay. Our results shows 11 mm clear halo zone on agar plates amended with ZnO. Likewise, ZSB13 showed significant release of Zn in broth amended with ZnCO3 (17 and 16.8 ppm) and ZnO (18.2 ppm). Furthermore, Zn resistance genes czcD was also enriched in ZSB13. In our study, bacterial strain comprising Zn solubilization potential has been isolated that could be further used for the growth enhancement of crops.

O zinco é um micronutriente essencial necessário para o crescimento ideal das plantas. Ele está presente no solo em formas insolúveis. A solubilização bacteriana da forma indisponível de Zn no solo para a forma disponível é uma abordagem emergente para aliviar a deficiência de Zn em plantas e seres humanos. Bactérias solubilizadoras de zinco (ZSB) podem ser um substituto para fertilizantes químicos de Zn. O presente estudo teve como objetivo isolar e caracterizar espécies bacterianas de solo contaminado e avaliar seu potencial de solubilização de Zn. Bactérias resistentes ao Zn foram isoladas e avaliadas quanto ao seu MIC contra o Zn. Entre as 13 cepas bacterianas isoladas, ZSB13 apresentou valor máximo de MIC de até 30 mM/L. A cepa bacteriana com maior resistência ao Zn foi selecionada para análise posterior. A caracterização molecular de ZSB13 foi realizada por amplificação do gene 16S rRNA que o confirmou como Pseudomonas oleovorans. A solubilização do Zn foi determinada através de ensaio em placa e meio caldo. Quatro sais insolúveis (óxido de zinco (ZnO), carbonato de zinco (ZnCO3), sulfito de zinco (ZnS) e fosfato de zinco (Zn3 (PO4) 2) foram usados para o ensaio de solubilização. Nossos resultados mostram uma zona de halo clara de 11 mm em placas de ágar corrigidas com ZnO. Da mesma forma, ZSB13 mostrou liberação significativa de Zn em caldo alterado com ZnCO3 (17 e 16,8 ppm) e ZnO (18,2 ppm). Além disso, os genes de resistência ao Zn czcD também foram enriquecidos em ZSB13. Em nosso estudo, a cepa bacteriana compreendendo potencial de solubilização de Zn foi isolada e poderia ser usada posteriormente para o aumento do crescimento de safras.

Assessment of zinc solubilization potential of zinc-resistant Pseudomonas oleovorans strain ZSB13 isolated from contaminated soil / Avaliação do potencial de solubilização do zinco da cepa ZSB13 de Pseudomonas oleovorans resistente ao zinco isolada de solo contaminado

Zinc is an essential micronutrient that is required for optimum plant growth. It is present in soil in insoluble forms. Bacterial solubilization of soil unavailable form of Zn into available form, is an emerging approach to alleviate the Zn deficiency for plants and human beings. Zinc solubilizing bacteria (ZSB) could be a substitute for chemical Zn fertilizer. The present study aimed to isolate and characterize bacterial species from the contaminated soil and evaluate their Zn solubilizing potential. Zn resistant bacteria were isolated and evaluated for their MIC against Zn. Among the 13 isolated bacterial strains ZSB13 showed maximum MIC value upto 30mM/L. The bacterial strain with the highest resistance against Zn was selected for further analysis. Molecular characterization of ZSB13 was performed by 16S rRNA gene amplification which confirmed it as Pseudomonas oleovorans. Zn solubilization was determined through plate assay and broth medium. Four insoluble salts (zinc oxide (ZnO), zinc carbonate (ZnCO3), zinc sulphite (ZnS) and zinc phosphate (Zn3(PO4)2) were used for solubilization assay. Our results shows 11 mm clear halo zone on agar plates amended with ZnO. Likewise, ZSB13 showed significant release of Zn in broth amended with ZnCO3 (17 and 16.8 ppm) and ZnO (18.2 ppm). Furthermore, Zn resistance genes czcD was also enriched in ZSB13. In our study, bacterial strain comprising Zn solubilization potential has been isolated that could be further used for the growth enhancement of crops.(AU)

O zinco é um micronutriente essencial necessário para o crescimento ideal das plantas. Ele está presente no solo em formas insolúveis. A solubilização bacteriana da forma indisponível de Zn no solo para a forma disponível é uma abordagem emergente para aliviar a deficiência de Zn em plantas e seres humanos. Bactérias solubilizadoras de zinco (ZSB) podem ser um substituto para fertilizantes químicos de Zn. O presente estudo teve como objetivo isolar e caracterizar espécies bacterianas de solo contaminado e avaliar seu potencial de solubilização de Zn. Bactérias resistentes ao Zn foram isoladas e avaliadas quanto ao seu MIC contra o Zn. Entre as 13 cepas bacterianas isoladas, ZSB13 apresentou valor máximo de MIC de até 30 mM/L. A cepa bacteriana com maior resistência ao Zn foi selecionada para análise posterior. A caracterização molecular de ZSB13 foi realizada por amplificação do gene 16S rRNA que o confirmou como Pseudomonas oleovorans. A solubilização do Zn foi determinada através de ensaio em placa e meio caldo. Quatro sais insolúveis (óxido de zinco (ZnO), carbonato de zinco (ZnCO3), sulfito de zinco (ZnS) e fosfato de zinco (Zn3 (PO4) 2) foram usados para o ensaio de solubilização. Nossos resultados mostram uma zona de halo clara de 11 mm em placas de ágar corrigidas com ZnO. Da mesma forma, ZSB13 mostrou liberação significativa de Zn em caldo alterado com ZnCO3 (17 e 16,8 ppm) e ZnO (18,2 ppm). Além disso, os genes de resistência ao Zn czcD também foram enriquecidos em ZSB13. Em nosso estudo, a cepa bacteriana compreendendo potencial de solubilização de Zn foi isolada e poderia ser usada posteriormente para o aumento do crescimento de safras.(AU)

Assessment of zinc solubilization potential of zinc-resistant Pseudomonas oleovorans strain ZSB13 isolated from contaminated soil / Avaliação do potencial de solubilização do zinco da cepa ZSB13 de Pseudomonas oleovorans resistente ao zinco isolada de solo contaminado

Abstract Zinc is an essential micronutrient that is required for optimum plant growth. It is present in soil in insoluble forms. Bacterial solubilization of soil unavailable form of Zn into available form, is an emerging approach to alleviate the Zn deficiency for plants and human beings. Zinc solubilizing bacteria (ZSB) could be a substitute for chemical Zn fertilizer. The present study aimed to isolate and characterize bacterial species from the contaminated soil and evaluate their Zn solubilizing potential. Zn resistant bacteria were isolated and evaluated for their MIC against Zn. Among the 13 isolated bacterial strains ZSB13 showed maximum MIC value upto 30mM/L. The bacterial strain with the highest resistance against Zn was selected for further analysis. Molecular characterization of ZSB13 was performed by 16S rRNA gene amplification which confirmed it as Pseudomonas oleovorans. Zn solubilization was determined through plate assay and broth medium. Four insoluble salts (zinc oxide (ZnO), zinc carbonate (ZnCO3), zinc sulphite (ZnS) and zinc phosphate (Zn3(PO4)2) were used for solubilization assay. Our results shows 11 mm clear halo zone on agar plates amended with ZnO. Likewise, ZSB13 showed significant release of Zn in broth amended with ZnCO3 (17 and 16.8 ppm) and ZnO (18.2 ppm). Furthermore, Zn resistance genes czcD was also enriched in ZSB13. In our study, bacterial strain comprising Zn solubilization potential has been isolated that could be further used for the growth enhancement of crops.

Resumo O zinco é um micronutriente essencial necessário para o crescimento ideal das plantas. Ele está presente no solo em formas insolúveis. A solubilização bacteriana da forma indisponível de Zn no solo para a forma disponível é uma abordagem emergente para aliviar a deficiência de Zn em plantas e seres humanos. Bactérias solubilizadoras de zinco (ZSB) podem ser um substituto para fertilizantes químicos de Zn. O presente estudo teve como objetivo isolar e caracterizar espécies bacterianas de solo contaminado e avaliar seu potencial de solubilização de Zn. Bactérias resistentes ao Zn foram isoladas e avaliadas quanto ao seu MIC contra o Zn. Entre as 13 cepas bacterianas isoladas, ZSB13 apresentou valor máximo de MIC de até 30 mM/L. A cepa bacteriana com maior resistência ao Zn foi selecionada para análise posterior. A caracterização molecular de ZSB13 foi realizada por amplificação do gene 16S rRNA que o confirmou como Pseudomonas oleovorans. A solubilização do Zn foi determinada através de ensaio em placa e meio caldo. Quatro sais insolúveis (óxido de zinco (ZnO), carbonato de zinco (ZnCO3), sulfito de zinco (ZnS) e fosfato de zinco (Zn3 (PO4) 2) foram usados ​​para o ensaio de solubilização. Nossos resultados mostram uma zona de halo clara de 11 mm em placas de ágar corrigidas com ZnO. Da mesma forma, ZSB13 mostrou liberação significativa de Zn em caldo alterado com ZnCO3 (17 e 16,8 ppm) e ZnO (18,2 ppm). Além disso, os genes de resistência ao Zn czcD também foram enriquecidos em ZSB13. Em nosso estudo, a cepa bacteriana compreendendo potencial de solubilização de Zn foi isolada e poderia ser usada posteriormente para o aumento do crescimento de safras.

Isolation and characterization of Klebsiella oxytoca from the rhizosphere of Lotus corniculatus and its biostimulating features / Isolamento e caracterização de Klebsiella oxytoca da rizosfera de Lotus corniculatus e suas características bioestimulantes

Significant food resource shortages are occurring worldwide. Plant growth-promoting rhizobacteria (PGPR) represent an ecofriendly and efficient approach for increasing soil fertility and plant productivity. The current study explored biostimulating traits of PGPR from the rhizosphere of Lotus corniculatus growing in the Al-Ahsa region. A bacterial isolate (LCK121) was obtained, characterized for phenotypic, and identified by 16S rRNA gene sequencing. In addition, its growth-stimulating effects on barley were investigated. The strain identity was confirmed via comparative analysis of the 16S rDNA sequences with Klebsiella oxytoca (99.3% similarity level). LCK121 exhibited multiple plant growth-promoting features, including indole-3-acetic acid (IAA) production (16.34 µg mL-1), 1-aminocyclopropane-1-carboxylic acid (ACC) deaminase activity (1.35±0.02 µmol α-ketobutyrate mg−1 h−1), phosphate solubilization, and nitrogen fixation. Furthermore, in vitro inoculation of barley with LCK121 significantly increased the root and shoot dry weights. The results highlight the potential of LCK121 for developing green fertilizers for sustainable agriculture.

A escassez significativa de recursos alimentares está ocorrendo em todo o mundo. As rizobactérias promotoras de crescimento de plantas (PGPR) representam uma abordagem ecologicamente correta e eficiente para aumentar a fertilidade do solo e a produtividade das plantas. O presente estudo explorou características bioestimulantes de PGPR da rizosfera de Lotus corniculatus crescendo na região de Al-Ahsa. Um isolado bacteriano (LCK121) foi obtido, caracterizado quanto ao fenotípico, e identificado por sequenciamento do gene 16S rRNA. Além disso, seus efeitos estimulantes do crescimento na cevada foram investigados. A identidade da cepa foi confirmada por meio de análise comparativa das sequências de 16S rDNA com Klebsiella oxytoca (nível de similaridade de 99,3%). LCK121 exibiu várias características de promoção do crescimento de plantas, incluindo produção de ácido indol-3-acético (IAA) (16,34 µg mL-1), atividade de desaminase de ácido 1-aminociclopropano-1-carboxílico (ACC) (1,35±0,02 µmol α-cetobutirato mg −1 h−1), solubilização de fosfato e fixação de nitrogênio. Além disso, a inoculação in vitro da cevada com LCK121 aumentou significativamente os pesos secos da raiz e da parte aérea. Os resultados destacam o potencial do LCK121 para o desenvolvimento de fertilizantes verdes para a agricultura sustentável.

Screening of plant growth-promoting bacteria isolated from sugarcane / Seleção de bactérias promotoras de crescimento de plantas isoladas de cana-de-açúcar

Plant growth-promoting bacteria (PGPB) are known to establish positive relationships with plants. They act in favoring plant nutrition, production of phytohormones, control of pathogens and enhancement of stress tolerance. Thus, this study aimed to isolate bacteria from soil, rhizosphere, and root endosphere from sugarcane cultivated in the Southeastern of Brazil, to prospect strains with potential for plant growth promotion. The samples were plated in Nutrient Agar medium, and the morphologically distinct colonies were isolated and analyzed about indoleacetic acid production, phosphate solubilization and the growth control of the phytopathogenic fungus Fusarium verticillioides. A total of 219 isolates were obtained, of which 86 from soil, 67 from rhizosphere and 66 from sugarcane root endosphere. The strains that presented more than one mechanism of plant growth promotion were identified by the sequencing of 16S gene. Most species belonged to the genus Bacillus, which has strains already used in various biological products for the control of diseases in agriculture. Some Bacillus species isolated in our study have never been isolated from sugarcane, and others have been studied for the first time as plant growth promoters. The isolated strains constitute an important microbial bank to be explored to compose innovative products for agriculture.(AU)

Bactérias promotoras de crescimento de plantas são conhecidas por estabelecer relações positivas com as plantas. Atuam no favorecimento da nutrição das plantas, produção de fitohormônios, controle de patógenos e aumento da tolerância ao estresse. Desta forma, este estudo teve como objetivo isolar bactérias do solo, rizosfera e endosfera radicular de cana-de-açúcar, cultivada na região Sudeste do Brasil, para prospectar cepas com potencial para promoção de crescimento vegetal. As amostras foram semeadas em meio Ágar Nutriente, e as colônias morfologicamente distintas foram isoladas e analisadas quanto à produção de ácido indolacético, solubilização de fosfato e controle de crescimento do fungo fitopatogênico Fusarium verticillioides. Foram obtidos 219 isolados, sendo 86 do solo, 67 da rizosfera e 66 da endosfera da raiz da cana-de-açúcar. As cepas que apresentaram mais de um mecanismo de promoção do crescimento vegetal foram identificadas pelo sequenciamento do gene 16S. A maioria das espécies pertence ao gênero Bacillus, que possui linhagens utilizadas em diversos produtos biológicos para o controle de doenças na agricultura. Algumas espécies de Bacillus nunca foram isoladas da cana-deaçúcar e outras foram estudadas pela primeira vez como promotoras de crescimento de plantas. As cepas isoladas constituem um importante banco microbiano a ser explorado para a composição de produtos inovadores para a agricultura.(AU)

Response of Rhizobacterial strains and organic amendments on chickpea growth / Resposta de cepas de rizobactérias e alterações orgânicas no crescimento do grão-de-bico

Plant Growth Promoting Rhizobacteria (PGPR) are beneficial bacteria that colonize plant roots and promote plant growth through a variety of mechanisms such as phosphate solubilization, phytohormones production, antifungal activity and also improve plant growth and yield. Field experiment was carried out to investigate the residual effect of organic amendments plus soil microbes along with integrated nutrient management. (PGPR) are important soil organism that promotes plant growth and yield root colonization is an example of a direct and indirect mechanism. The treatments included control, (inorganic fertilizer and no organic fertilization).Five bacterial strains were identified morphologically and biochemically screened from the rhizospheres of chickpea, lentil, barseem, mungbean, and sesame. The experiment was conducted at the Arid Zone Research Center in D.I.Khan (Pakistan). The majority of isolates resulted in significant increase in shoot length, root length, and dry matter production of Cicer arietinum seedlings' shoot and root. The experiment represented that isolates treated plots with rhizobium strain inoculation resulted in greater plant height (35.000 cm) and nodule count (38.00) No of pods per plant-1 (44.66) when compared to the control treatment, While (Mesorhizobium cicero) along with organic amendments showed significant response the greater root length (50 cm) was observed in T4 treatment. The Performance of rhizobial strains on chickpea germination in an arid environment was found to significantly increase crop germination percentage. This combination thus increases nitrogen and phosphorus uptake in inoculation treated plots. The study found that plots with inoculation treatments yielded significantly higher than non-treated plots Treatment with Mesorhizobium Cicero and compost resulted in a higher grain yield (8%) as compared to the control. The greater grain yield was observed in Treatment T4 (183.67).The result showed that use of PGPR have the potential to increase nutrient absorption from soil while improved growth of chickpea.(AU)

As rizobactérias promotoras de crescimento de plantas (PGPR) são bactérias benéficas que colonizam as raízes das plantas e promovem o crescimento das plantas através de uma variedade de mecanismos, como solubilização de fosfato, produção de fito-hormônios, atividade antifúngica e também melhoram o crescimento e o rendimento das plantas. O experimento de campo foi realizado para investigar o efeito residual de corretivos orgânicos mais micróbios do solo, juntamente com o manejo integrado de nutrientes. PGPR são importantes organismos do solo que promovem o crescimento das plantas e produzem a colonização de raízes, que é um exemplo de mecanismo direto e indireto. Os tratamentos incluíram controle (fertilizante inorgânico e sem adubação orgânica). Cinco cepas bacterianas foram identificadas morfologicamente e bioquimicamente selecionadas das rizosferas de grão-de-bico, lentilha, barseem, feijão-mungo e gergelim. O experimento foi conduzido no Arid Zone Research Center em D.I.Khan (Paquistão). A maioria dos isolados resultou em aumento significativo no comprimento da parte aérea, comprimento da raiz e produção de matéria seca da parte aérea e raiz das plântulas de Cicer arietinum. O experimento demonstrou que isolados de parcelas tratadas com inoculação de cepa de rizóbio resultaram em maior altura de planta (35.000 cm) e contagem de nódulos (38,00) n.º de vagens por planta-1 (44,66), quando comparado ao tratamento controle, enquanto (Mesorhizobium cicero), juntamente com as alterações orgânicas, apresentaram resposta significativa quanto maior o comprimento da raiz (50 cm) observado no Tratamento T4. O desempenho de linhagens de rizóbios na germinação do grão-de-bico em ambiente árido aumentou significativamente a porcentagem de germinação da cultura. Esta combinação aumenta assim a absorção de nitrogênio e fósforo nas parcelas tratadas com inoculação. O estudo constatou que as parcelas com tratamentos de inoculação produziram significativamente mais do que as parcelas não tratadas. O tratamento com Mesorhizobium cicero e composto resultou em maior produtividade de grãos (8%) em comparação com o controle. A maior produtividade de grãos foi observada no Tratamento T4 (183,67). O resultado mostrou que o uso de PGPR tem potencial para aumentar a absorção de nutrientes do solo enquanto melhora o crescimento do grão-de-bico.(AU)

Characterization of Pseudomonas bacteria of Piper tuberculatum regarding the production of potentially bio-stimulating compounds for plant growth / Caracterização de bactérias Pseudomonas de Piper tuberculatum quanto à produção de compostos potencialmente bioestimulantes para o crescimento de plantas

Despite advances in the identification and characterization of endophytic bacteria in various plant species worldwide, little is known about such microorganisms in plants from the Amazon region. Previous studies reported that Piper tuberculatum endophytic Pseudomonas (isolates Pt12 and Pt13, identified as Pseudomonas putida and Pseudomonas sp., respectively) were able to inhibit the in vitro growth of Fusarium solani f. sp. piperis, which causes root rot in black pepper (Piper nigrum), and that Pt13 promoted the growth of P. nigrum. Therefore, the aim here was to characterize these bacteria regarding their ability to produce plant growth-promoting substances [siderophores, indol acetic acid (IAA) and soluble phosphate]. Chrome azurol S assays were performed for the detection of siderophores. For qualitative and quantitative assays of IAA production and phosphate solubilization, Salkowski´s reagent and NBRIP medium with molybdenum blue reagent, respectively, were used. Results revealed that Pt12 and Pt13 were able to synthesize IAA, mainly under a high concentration of L-tryptophan, indicating that they are IAA-producing bacteria, probably through a tryptophan-dependent biosynthesis pathway. The presence of P. nigrum extract positively influenced the IAA production by Pt12 and Pt13, with highest values of 125 and 90 µg mL-1, respectively. In addition, Pt12 was positive for the production of siderophores and produced 56.56 µg mL-1 of soluble phosphate. In contrast, Pt13 showed no ability to produce siderophores or to solubilize phosphate. Besides their potential in controlling plant diseases, Pt12 and Pt13 have potential as biofertilizers, favoring sustainable agriculture.(AU)

Apesar dos avanços na identificação e caracterização de bactérias endofíticas em espécies vegetais em todo o mundo, pouco se sabe sobre esses microrganismos em plantas da região amazônica. Estudos anteriores mostraram que Pseudomonas de Piper tuberculatum (isolados Pt12 e Pt13, identificados como Pseudomonas putida e Pseudomonas sp., respectivamente) são capazes de inibir Fusarium solani f. sp. piperis, que causa a podridão das raízes da pimenteira-do-reino (Piper nigrum), e que Pt13 promoveu o crescimento de P. nigrum. Portanto, o objetivo do presente trabalho foi caracterizar essas bactérias quanto à capacidade de produzir substâncias potencialmente bioestimulantes para o crescimento vegetal [sideróforos, ácido indol acético (AIA) e fosfato solúvel]. Ensaios de Cromo Azurol S foram realizados para detecção de sideróforos. Para os ensaios qualitativos e quantitativos de produção de AIA e solubilização de fosfato, foram utilizados o reagente de Salkowski e o meio NBRIP com azul de molibdênio, respectivamente. Os resultados revelaram que Pt12 e Pt13 sintetizaram AIA, principalmente sob alta concentração de L-triptofano, indicando que provavelmente utilizam uma via de biossíntese dependente deste aminoácido. A presença do extrato de P. nigrum influenciou positivamente a produção de AIA por Pt12 e Pt13, com valores máximos de 125 e 90 µg mL-1, respectivamente. Além disso, Pt12 foi positiva para produção de sideróforos e produziu 56.56 µg.mL-1 de fosfato solúvel. Em contraste, Pt13 não produziu sideróforos, nem solubilizou fosfato. Além do potencial de controle de doenças de plantas, Pt12 e Pt13 têm potencial como biofertilizantes, favorecendo a agricultura sustentável.(AU)

Diversity of bacterial strains in biochar-enhanced Amazon soil and their potential for growth promotion and biological disease control in tomato / Diversidade de isolados bacterianos em solo amazônico enriquecido com biocarvão e seu potencial para a promoção de crescimento e controle biológico de doenças em tomate

The use of bacteria in growth promotion and biological control of plant diseases can minimize environmental contamination caused by the indiscriminate use of pesticides and chemical fertilizers. We aimed to evaluate growth promotion and biological control of Corynespora cassiicola in tomato seedlings mediated by beneficial bacteria isolated from a non-rhizospheric Amazon soil containing different amounts of biochar, and to identify to which groups of bacteria the strains belong. We obtained 200 strains of bacteria from experimental plots containing biochar doses of 0, 40, 80 and 120 t ha-1. Of these, 53 strains were selected by root colonization tests. Based on growth promotion parameters, 25 strains were screened, identified by molecular characterization and evaluated for indoleacetic acid (IAA) production, phosphate solubilization and biological control. The best dose of biochar for colony formation was 40 t ha-1, and a regression model indicated 34 t ha-1 as the optimal dose. The production of IAA was observed in 18 (75%) strains, and two (8%) strains were able to solubilize phosphate. The efficiency in root growth promotion was up to 125%, and the percentage of plant protection ranged from 50 to 59%. Molecular characterization showed that the bacteria used in this study belong to the genera Bacillus and Lysinibacillus.(AU)

O uso de bactérias na promoção do crescimento e no controle biológico de doenças em plantas pode minimizar a contaminação ambiental causada pela aplicação indiscriminada de pesticidas e fertilizantes químicos. Objetivamos avaliar a promoção do crescimento e o controle biológico de Corynespora cassiicola em mudas de tomate mediadas por bactérias benéficas isoladas de solo amazônico não-rizosférico contendo diferentes dosagens de biocarvão, e identificar a quais grupos de bactérias os isolados pertencem. Obtivemos 200 isolados de parcelas experimentais contendo doses de biocarvão de 0, 40, 80 e 120 t ha-1. Destes, 53 foram selecionados por testes de colonização radicular. Com base nos parâmetros de promoção do crescimento, 25 isolados foram selecionados, identificados através de análise molecular e avaliados para produção de ácido indolacético (AIA), solubilização de fosfato e controle biológico. A melhor dose de biocarvão para a formação de colônias foi 40 t ha-1, e um modelo de regressão indicou 34 t ha-1como dose ótima. A produção de AIA foi observada em 18 (75%) isolados e dois (8%) isolados foram capazes de solubilizar fosfato. A eficiência na promoção do crescimento das raízes foi de até 125%, e a porcentagem de proteção das plantas variou de 50,3 a 59,0%. A caracterização molecular indicou que as bactérias utilizadas nesse estudo pertencem aos gêneros Bacillus e Lysinibacillus.(AU)

Impact of phosphate solubilizing bacteria on wheat (Triticum aestivum ) in the presence of pesticides / Impacto das bactérias solubilizantes de fosfato no trigo (Triticum aestivum ) na presença de pesticidas

Three phosphate solubilizing bacteria were isolated and identified by 16S rRNA sequencing as Pseudomonas putida, Pseudomonas sp and Pseudomonas fulva . The strains were subjected to plant biochemical testing and all the PGPR attributes were checked in the presence of pesticides (chlorpyrifos and pyriproxyfen). The phosphate solubilizing index of strain Ros2 was highest in NBRIP medium i.e 2.23 mm. All the strains showed acidic pH (ranges from 2.5-5) on both medium i.e PVK and NBRIP. Strain Ros2 was highly positive for ammonia production as well as siderophore production while strain Rad2 was positive for HCN production. The results obtained by the strains Rad1, Rad2 and Ros2 for auxin production were 33.1, 30.67 and 15.38 µg ml-1, respectively. Strain Rad1 showed 16% increase in percentage germination in comparison to control in the presence of pesticide stress. Most promising results for chlorophyll content estimation were obtained in the presence of carotenoids upto 6 mgg-1 without stress by both strains Rad1 and Rad2. Study suggests that especially strain Ros2 can enhance plant growth parameters in the pesticide stress.(AU)

Três bactérias solubilizantes de fosfato foram isoladas e identificadas por seqüenciamento de rRNA 16S como Pseudomonas putida, Pseudomonas sp e Pseudomonas fulva. As estirpes foram submetidas a testes bioquímicos de plantas e todos os atributos PGPR foram verificados na presença de pesticidas (clorpirifos e piriproxifeno). O índice de solubilização de fosfato da estirpe Ros2 foi mais elevado no meio NBRIP, isto é, 2,23 mm. Todas as estirpes apresentaram um pH ácido (varia de 2,5-5) em ambos os meios, isto é PVK e NBRIP. A estirpe Ros2 foi altamente positiva para a produção de amoníaco, bem como a produção de sideróforos enquanto a estirpe Rad2 foi positiva para a produção de HCN. Os resultados obtidos pelas estirpes Rad1, Rad2 e Ros2 para a produção de auxina foram 33,1, 30,67 e 15,38 g ml-1 , respectivamente. A deformação Rad1 mostrou aumento de 16% na germinação percentual em comparação com o controlo na presença de stress de pesticida. Os resultados mais promissores para a estimativa do teor de clorofila foram obtidos na presença de carotenóides até 6 mgg-1 sem estresse por ambas as cepas Rad1 e Rad2. Estudo sugere que especialmente a estirpe Ros2 pode melhorar parâmetros de crescimento de plantas no estresse de pesticidas.(AU)

Characterization of bacterial endophytes from the roots of native and cultivated Brazil nut trees (Bertholletia excelsa) / Caracterização de bactérias endofíticas de raízes de castanha-do-Brasil (Bertholletia excelsa) em habitats nativos e cultivados

Brazil nut is a very important nontimber forest product in the Amazon region. Propagation of this tree still represents a challenge due to slow and uneven seed germination. In this context, plant growth-promoting bacteria can facilitate the process of propagation. The aims of this study were to isolate and characterize endophytic bacteria from the roots of Brazil nut trees in native terra firme forest and cultivation areas in northern Brazil, and to identify mechanisms by which bacteria act in plant growth promotion. Overall, 90 bacterial isolates were obtained from the roots of Brazil nut trees in monoculture, agroforestry and native forest areas by using different semisolid media. The isolates were characterized by sequencing the 16S rRNA gene. Plant growth-promoting characteristics were evaluated by the presence of the nifH gene, aluminum phosphate solubilization and the production of indole compounds. The isolates were affiliated with 18 genera belonging to 5 different classes (α-Proteobacteria, β-Proteobacteria, γ-Proteobacteria, Bacilli and Actinobacteria). The genus Bacillus was predominant in the forest and monoculture areas. Fourteen isolates presented the nifH gene. Most of the bacteria were able to solubilize aluminum phosphate and synthetize indole compounds. The results indicated high diversity of endophytic bacteria present among the roots of Brazil nut trees, mainly in the agroforestry area, which could be related to soil attributes. Among the 90 isolates, the 22 that presented the best results regarding plant growth promotion traits were good candidates for testing in seedling production of Brazil nut trees.(AU)

A castanha-do-brasil é um produto florestal não madeireiro muito importante na região amazônica. A propagação desta árvore ainda representa um desafio, devido ao lento e irregular processo de germinação das sementes. Neste contexto, bactérias promotoras do crescimento vegetal podem facilitar o processo de propagação. O objetivo deste estudo foi isolar e caracterizar bactérias endofíticas em raízes de castanha-do-Brasil em floresta de terra firme e em áreas cultivadas no norte do Brasil, e identificar alguns mecanismos de promoção do crescimento vegetal executados por essas bactérias. No total, 90 isolados bacterianos foram obtidos de raízes de castanha-do-Brasil em monocultura, agrofloresta e floresta nativa, usando diferentes meios de cultivo semi-sólidos. Os isolados foram caracterizados pelo sequenciamento do gene 16S rRNA. As características de promoção do crescimento vegetal foram avaliadas através da presença do gene nifH, solubilização de fosfato de alumínio e produção de compostos indólicos. Os isolados foram afiliados a 18 gêneros, pertencentes a cinco diferentes classes (α-Proteobacteria, β-Proteobacteria, γ-Proteobacteria, Bacilli e Actinobacteria). O gênero Bacillus foi predominante, principalmente nas áreas de floresta e monocultura. Quatorze isolados apresentaram o gene nifH. A maioria dos isolados foi capaz de solubilizar fosfato de alumínio e sintetizar compostos indólicos. Os resultados indicam uma elevada diversidade de bactérias endofíticas presente em raízes de castanha-do-Brasil, principalmente em área de agrofloresta, que pode estar relacionado aos atributos do solo. Entre os 90 isolados, 22 apresentaram os melhores resultados relacionados às características de promoção do crescimento vegetal, e são bons candidatos para testes em produção de mudas de castanha-do-Brasil.(AU)

Functional diversity of bacteria isolated from rhizosphere and non-rhizosphere soils under maize cultivation / Diversidade funcional de bactérias isoladas de solos rizosférico e não rizosférico em cultura de milho

This study evaluated the hydrolytic and phosphate-solubilizing potentials of soil bacteria isolated from a red latosol (oxisol) under maize cultivation. Rhizosphere soil (SR) and non-rhizosphere soil (NR) were collected and, subsequently, distinct bacterial colonies were isolated in pure cultures. Solid culture media were employed to evaluate production of hydrolases and phosphate solubilization by the isolates. From SR and NR, 30 and 19 distinct colonial types were isolated, respectively. From 29 SR isolates, 68.9%, 65.5%, 20.7% and 24.1% displayed proteolytic, cellulolytic, amylolytic, and phosphate-solubilizing activities, respectively. From the NR isolates, 57.9% produced cellulase, 42.1% protease, 57.9% amylase and 21.0% solubilized phosphate; however, 31.6% of these isolates did not display any activity. Diverse bacteria presented combined activities, representing about 58% of the SR and NR isolates. In addition to environmental and agricultural relevance, the microbial ability to secrete enzymes related to carbon and nitrogen cycles and phosphate solubilization might be important from a biotechnological perspective.

Este estudo avaliou os potenciais hidrolítico e de solubilização de fosfato de bactérias isoladas de Latossolo Vermelho cultivado com milho. A coleta de solo rizosférico (SR) e solo não rizosférico (NR) foi realizada, sendo procedido o isolamento de colônias bacterianas em culturas puras. Meios de cultura sólidos foram utilizados na avaliação da produção de hidrolases e solubilização de fosfato pelos isolados. A partir de SR e NR foram isolados 30 e 19 tipos coloniais distintos, respectivamente. De 29 isolados de SR, 68,9%, 65,5%, 20,7% e 24,1% apresentaram atividade proteolítica, celulolítica, amilolítica e solubilização de fosfato, respectivamente. Dos isolados de NR, 57,9% produziram celulase, 42,1% protease, 57,9% amilase e 21,0% solubilizaram fosfato; contudo, 31,6% destes isolados não demonstraram qualquer atividade. Diversas bactérias apresentaram atividades combinadas, representado aproximadamente 58% dos isolados de SR e NR. Além da relevância ambiental e agrícola, a habilidade microbiana em secretar enzimas relacionadas ao ciclo do carbono e nitrogênio e a solubilização de fosfato podem ser importantes na perspectiva biotecnológica.

Functional diversity of bacteria isolated from rhizosphere and non-rhizosphere soils under maize cultivation / Diversidade funcional de bactérias isoladas de solos rizosférico e não rizosférico em cultura de milho

This study evaluated the hydrolytic and phosphate-solubilizing potentials of soil bacteria isolated from a red latosol (oxisol) under maize cultivation. Rhizosphere soil (SR) and non-rhizosphere soil (NR) were collected and, subsequently, distinct bacterial colonies were isolated in pure cultures. Solid culture media were employed to evaluate production of hydrolases and phosphate solubilization by the isolates. From SR and NR, 30 and 19 distinct colonial types were isolated, respectively. From 29 SR isolates, 68.9%, 65.5%, 20.7% and 24.1% displayed proteolytic, cellulolytic, amylolytic, and phosphate-solubilizing activities, respectively. From the NR isolates, 57.9% produced cellulase, 42.1% protease, 57.9% amylase and 21.0% solubilized phosphate; however, 31.6% of these isolates did not display any activity. Diverse bacteria presented combined activities, representing about 58% of the SR and NR isolates. In addition to environmental and agricultural relevance, the microbial ability to secrete enzymes related to carbon and nitrogen cycles and phosphate solubilization might be important from a biotechnological perspective.(AU)

Este estudo avaliou os potenciais hidrolítico e de solubilização de fosfato de bactérias isoladas de Latossolo Vermelho cultivado com milho. A coleta de solo rizosférico (SR) e solo não rizosférico (NR) foi realizada, sendo procedido o isolamento de colônias bacterianas em culturas puras. Meios de cultura sólidos foram utilizados na avaliação da produção de hidrolases e solubilização de fosfato pelos isolados. A partir de SR e NR foram isolados 30 e 19 tipos coloniais distintos, respectivamente. De 29 isolados de SR, 68,9%, 65,5%, 20,7% e 24,1% apresentaram atividade proteolítica, celulolítica, amilolítica e solubilização de fosfato, respectivamente. Dos isolados de NR, 57,9% produziram celulase, 42,1% protease, 57,9% amilase e 21,0% solubilizaram fosfato; contudo, 31,6% destes isolados não demonstraram qualquer atividade. Diversas bactérias apresentaram atividades combinadas, representado aproximadamente 58% dos isolados de SR e NR. Além da relevância ambiental e agrícola, a habilidade microbiana em secretar enzimas relacionadas ao ciclo do carbono e nitrogênio e a solubilização de fosfato podem ser importantes na perspectiva biotecnológica.(AU)

Use of Gafsa rock phosphate and poultry litter in organic system of potato production / Uso de fosfato natural Gafsa e cama de aviário em sistema orgânico de produção de batata

This work was carried out in São Joaquim, Santa Catarina, Brazil, during the 2009/2010 crop cycle, in order to evaluate the use of Gafsa rock phosphate combined with poultry litter on tuber yield and leaf mineral composition of organically grown potatoes. The experimental design was a completely randomized block with five replications testing four rates of Gafsa rock phosphate (0; 1.333; 2.666 and 4,000 kg ha-1) combined with the single application of 8 t ha-1 of poultry litter. Regardless of rate applied, the tuber production was not affected by rock phosphate fertilization. Even with the maximum rate of Gafsa rock phosphate, tuber yield was similar to the control with just poultry litter, indicating that the rock phosphate solubility was low during a single crop cycle. Except for P and Ca contents, the poultry litter rate of 8 t ha-1 promoted adequate concentrations for the other nutrients evaluated in the leaves. Due the low P content in the leaves, it was inferred that P was the main limiting nutrient for potato tuber yield in our study.

O trabalho foi realizado no município de São Joaquim, Santa Catarina, durante o ciclo de cultivo 2009/2010, com o objetivo de avaliar a utilização fosfato natural Gafsa combinado com cama de aviário sobre a produtividade de tubérculos e a composição mineral das folhas em um sistema orgânico de produção de batata consumo. O delineamento experimental foi o de blocos ao acaso com cinco repetições e foram testadas quatro doses de fosfato natural Gafsa (0, 1333, 2666 e 4000 kg ha-1) combinadas à dose única de 8 t ha-1 de cama de aviário. Independentemente da dose utilizada, não houve incremento na produção de tubérculos de batata com a adição de fosfato natural Gafsa. A produtividade obtida mesmo com a dose máxima do fosfato natural foi igual em relação a quando se adubou somente com cama de aviário, indicando que a solubilização do fosfato natural Gafsa foi baixa durante um único ciclo de produção da batata. A dose de 8 t ha-1 de cama de aviário propiciou concentrações adequadas dos nutrientes nas folhas, exceto para P e Ca. Devido à baixa concentração de P encontrada nas folhas, presume-se que este nutriente foi o que mais limitou o rendimento de tubérculos.

Use of Gafsa rock phosphate and poultry litter in organic system of potato production / Uso de fosfato natural Gafsa e cama de aviário em sistema orgânico de produção de batata

This work was carried out in São Joaquim, Santa Catarina, Brazil, during the 2009/2010 crop cycle, in order to evaluate the use of Gafsa rock phosphate combined with poultry litter on tuber yield and leaf mineral composition of organically grown potatoes. The experimental design was a completely randomized block with five replications testing four rates of Gafsa rock phosphate (0; 1.333; 2.666 and 4,000 kg ha-1) combined with the single application of 8 t ha-1 of poultry litter. Regardless of rate applied, the tuber production was not affected by rock phosphate fertilization. Even with the maximum rate of Gafsa rock phosphate, tuber yield was similar to the control with just poultry litter, indicating that the rock phosphate solubility was low during a single crop cycle. Except for P and Ca contents, the poultry litter rate of 8 t ha-1 promoted adequate concentrations for the other nutrients evaluated in the leaves. Due the low P content in the leaves, it was inferred that P was the main limiting nutrient for potato tuber yield in our study.(AU)

O trabalho foi realizado no município de São Joaquim, Santa Catarina, durante o ciclo de cultivo 2009/2010, com o objetivo de avaliar a utilização fosfato natural Gafsa combinado com cama de aviário sobre a produtividade de tubérculos e a composição mineral das folhas em um sistema orgânico de produção de batata consumo. O delineamento experimental foi o de blocos ao acaso com cinco repetições e foram testadas quatro doses de fosfato natural Gafsa (0, 1333, 2666 e 4000 kg ha-1) combinadas à dose única de 8 t ha-1 de cama de aviário. Independentemente da dose utilizada, não houve incremento na produção de tubérculos de batata com a adição de fosfato natural Gafsa. A produtividade obtida mesmo com a dose máxima do fosfato natural foi igual em relação a quando se adubou somente com cama de aviário, indicando que a solubilização do fosfato natural Gafsa foi baixa durante um único ciclo de produção da batata. A dose de 8 t ha-1 de cama de aviário propiciou concentrações adequadas dos nutrientes nas folhas, exceto para P e Ca. Devido à baixa concentração de P encontrada nas folhas, presume-se que este nutriente foi o que mais limitou o rendimento de tubérculos.(AU)

ADUBAÇÃO FOSFATADA NO DIFERIMENTO E REBROTA DO CAPIM MARANDU

Objetivou-se avaliar o potencial da adubação fosfatada como estratégia para produzir um pasto diferido e verificar o potencial de efeito residual desta adubação para a rebrota do capim Marandu na próxima estação de chuvas. O delineamento experimental utilizado foi em blocos casualizados com os tratamentos dispostos em um fatorial 2 x 5 + 1, sendo duas fontes de fósforo (superfosfato simples e fosfato natural reativo de Arad) e cinco doses de fósforo (0, 25, 50, 75 e 100 kg ha-1 de P2O5), com quatro repetições e mais um tratamento adicional sem qualquer tipo de adubação (testemunha). As variáveis avaliadas foram: altura, densidade populacional de perfilhos, massa seca de forragem, massa seca total, massa seca de raízes, relação folha:colmo, porcentagem de material morto e porcentagem de cobertura do solo. O crescimento e a produção do capim Marandu no diferimento foram beneficiados pela adubação e principalmente pela inclusão do fósforo junto ao nitrogênio e potássio (N e K2O). A fonte superfosfato simples se mostrou superior ao Arad para beneficiar o desenvolvimento da forrageira no diferimento. A adubação fosfatada favoreceu o acúmulo de biomassa pelo capim Marandu, contribuindo para a recuperação da pastagem degradada. A adubação do capim marandu no diferimento apresentou efeito residual sobre a altura, perfilhamento e produção de forragem na rebrota. O capim Marandu apresentou respostas positivas em relação as fontes de fósforo. O fosfato natural de Arad pode ser uma alternativa a longo prazo para o uso conjunto com fonte solúvel a fim de complementar o fornecimento de P2O5. O adiantamento da adubação com Arad melhora sua solubilização e o desempenho da forrageira na próxima estação das chuvas.

The objective was to evaluate the potential of phosphate fertilization as a strategy to produce a deferred pasture and to verify the potential residual effect of this fertilization for the regrowth of Marandu grass in the next rainy season. The experimental design used was a randomized block design with treatments arranged in a 2 x 5 + 1 factorial, with two phosphorus sources (simple superphosphate and Arad reactive natural phosphate) and five phosphorus doses (0, 25, 50, 75 and 100 kg ha-1 of P2O5), with four repetitions and one additional treatment without any type of fertilization (control). The variables evaluated were: height, tiller population density, forage dry mass, total dry mass, root dry mass, leaf: stem ratio, percentage of dead material and percentage of soil cover. The growth and production of Marandu grass in the deferral were benefited by fertilization and mainly by the inclusion of phosphorus together with nitrogen and potassium (N and K2O). The single superphosphate source was shown to be superior to Arad in benefiting forage development at deferral. Phosphate fertilization favored the accumulation of biomass by Marandu grass, contributing to the recovery of degraded pasture. Fertilization of Marandu grass at deferral had a residual effect on height, tillering and forage production at regrowth. Marandu grass showed positive responses in relation to phosphorus sources. Arad rock phosphate can be a long-term alternative for use in conjunction with a soluble source to supplement the supply of P2O5. Advance fertilization with Arad improves its solubilization and forage performance in the next rainy season.

Determinação da concentração de diferentes sistemas de solventes na solubilização de proteínas de análogo de carne / Determination of the concentration of different solvents systems in the protein solubilization of meat analogue

O uso de solventes específicos para extração de proteínas determina o tipo de reação química que ocorre entre os componentes proteicos, principalmente quando estes foram submetidos a tratamentos térmicos como a extrusão termoplástica, uma tecnologia de alta versatilidade, baixo custo, alta produtividade e que não gera efluentes. No entanto, é necessário o uso de concentrações adequadas dos solventes para maximizar a extração das proteínas. Neste trabalho foi avaliada a solubilização de proteínas de análogo de carne a base de isolado proteico de soja e glúten vital, submetidos ao processo de extrusão termoplástica a baixa (23%) e alta (60%) umidade. Os solventes utilizados foram: tampão fosfato (pH 7,5) de 10, 20, 40, 60, 80 e 100mM, dodecil sulfato de sódio de 1, 2, 3, 4 e 5%, -mercaptoetanol de 1, 2, 3 e 4%, Triton X-100 de 1, 2, 3 e 4% e ureia de 6, 7, 8, 9 e 10M. Todos os reagentes foram dissolvidos ou solubilizados em tampão fosfato 40mM (pH 7,5). Os resultados mostraram que as maiores extrações proteicas foram obtidas com o uso de 40mM de tampão fosfato, 2% de dodecil sulfato de sódio, 2% de -mercaptoetanol, 3% de Triton X-100 e 7M de ureia.(AU)

The use of specific solvents for protein extraction determines the type of chemical reaction, which occurs between the protein components, mainly when the protein was submitted to thermal treatment, such as thermoplastic extrusion, a technology with high versatility, low cost and high throughput and without effluent generation. However, it is necessary to use adequate solvents concentration in order to maximize the protein extraction. The aim of this research was to evaluate the protein solubilization of meat analogue based on isolate soy protein and vital gluten submitted to thermoplastic extrusion process at low moisture content (23%) and high moisture content (60%). The solvents used were: phosphate buffer (pH 7.5) at 10, 20, 40, 60, 80 and 100mM, sodium dodecyl sulphate at 1, 2, 3, 4 and 5%, -mercaptoethanol at 1, 2, 3 and 4%, Triton X-100 at 1, 2, 3 and 4% and urea at 6, 7, 8, 9 and 10M. All the chemical reagents were dissolved or solubilized in phosphate buffer 40mM (pH 7.5). The results showed that the highest protein extraction were obtained when phosphate buffer 40mM, sodium dodecil sulphate 2%, -mercaptoethanol 2%, Triton X-100 3% and urea 7M were used.(AU)

Neoformação óssea e osteointegração de biomateriais micro e nanoestruturados em ovinos / Bone formation and osteointegration of micro and nanostructured biomaterial in sheep

A substituição de parte do tecido ósseo se faz necessária muitas vezes na rotina cirúrgica, seja em função de fraturas, neoplasias ósseas ou enfermidades ortopédicas que acarretem em perda óssea. Neste sentido, têm se buscado biomateriais capazes de promover esta substituição, evitando o uso de enxertos ou transplantes ósseos. O objetivo deste trabalho foi avaliar a capacidade osteoregenerativa de biomateriais em diferentes composições, em tíbias de ovinos. Foram utilizadas oito ovelhas mestiças texel, com 12 meses de idade e peso médio de 28,5±7,4kg. Após adequada preparação anestésica e cirúrgica, foram produzidos três defeitos ósseos na diáfise das tíbias em sua face medial, totalizando seis defeitos de 6mm cada, sendo que quatro foram preenchidos por biomateriais, e dois por fragmentos ósseos retirados do próprio animal (autocontrole). Os materiais implantados foram: hidroxiapatita (HA), tricálcio fosfato- (TCP-), hidroxiapatita/tricálcio fosfato-b 60/40 (HA/TCP-b 60/40) e o nanocompósito hidroxiapatita/alumina a 5% (HA/Al2O3 a 5%). Os animais foram alocados em dois grupos: Grupo 60 (n=04), em que os animais foram eutanasiados após 60 dias da colocação dos implantes e Grupo 90 (n=04), em que a eutanásia ocorreu 90 dias após a colocação dos implantes. Foram realizadas radiografias nos períodos pré-operatório, imediatamente após o procedimento e aos 30, 60 e 90 dias de pós-operatório, a fim de excluir qualquer alteração prévia ou complicação pós-operatória, capaz de comprometer o estudo. Após a eutanásia, foram coletadas as tíbias para avaliação macro e microscópica, por meio de microscopia eletrônica de varredura (MEV) e microscopia óptica. Os resultados encontrados mostraram uma boa capacidade de neoformação óssea e uma lenta absorção da HA. O TCP- foi rapidamente absorvido e apresentou boa capacidade osteoindutiva e osteocondutiva, sendo observada neoformação óssea no interior dos grânulos deste biomaterial. O composto bifásico HA/TCP- (60/40) apresentou o melhor resultado a longo prazo, devido ao melhor controle na solubilização e liberação dos íons cálcio e fosfatos para o meio biológico durante o processo de neoformação óssea. O biomaterial nanocompósito HA/Al2O3 a 5% não apresentou resultados promissores neste estudo, e sugerem-se novas pesquisas a fim de investigar melhor o potencial e aplicabilidade deste novo biomaterial. Conclui-se que a hidroxiapatita, o tricálcio fosfato- e a associação HA/TCP- (60/40) apresentam excelente capacidade de reparação óssea, podendo ser utilizados como substitutos ósseos, a associação HA/TCP- (60/40) é o melhor dentre os biomateriais estudados, pois apresenta velocidade de absorção intermediária em relação à HA e ao TCP- isolados, fornecendo ainda uma sustentação adequada ao tecido neoformado, o biomaterial HA/Al2O3 5% se mostrou incompatível, provocando reação de rejeição por parte do hospedeiro e com insignificante formação de tecido ósseo, sugerindo novas pesquisas acerca deste material.(AU)

Bone replacement is often required in veterinary clinics and hospitals routine, even because fractures, bone tumors or any orthopedic disease that entail in bone loss. In this sense, biomaterials capable of promoting this substitution, avoiding the use of bone grafts or transplants have been searched. The aim of this study was evaluated the osteoregenerative capacity of biomaterials in different compositions, implanted in sheep's tibia. Eight female, mongrel sheeps, 12 months old, weighting 28,5±7,4kg were obtained for this study. Three bone defects, 6mm each, in both tibias, a total of six bone defects, were produced, being four of them treated with four different types of biomaterials and two with autogenous bone grafts, as a control group. The biomaterials implanted were: hydroxyapatite (HA), beta-tricalcium phosphate (TCP-), hydroxyapatite/beta-tricalcium phosphate 60:40 (HA/TCP- 60:40) and the nanocomposite hydroxyapatite and alumina (HA/Al2O3 5%). The animals were allocated in two groups: Group 60 (n=04), in which the animals were euthanized sixty days after the implantation of the biomaterials and Group 90 (n=04), in which the animals were euthanized ninety days after the procedure. Were performed radiograph images on the preoperative period, immediate postoperative and at 30, 60 and 90 days of postoperative period, to excluded any previously disease or postoperative complications that could compromise this research. After euthanasia, the tibias were collected for macro and microscopic evaluation, which was accessed by scanning electron microscopy (SEM) and optic microscopy. The results suggest that HA, TCP- and HA/TCP- present a great osteoregenerative capacity. The last one seems to be better for a long-term outcome, due its best control in the solubilization and releasing of calcium and phosphates ions through the biological environment during bone formation. The nanocomposite HA/Al2O3 5% didn't show a good response on this study, and we suggest new researches to better evaluate the potential and applicability of this new biomaterial. We concluded that HA, TCP- and HA/TCP- 60:40 presented excellent capacity of bone repair, and could be used as bone substituts, the association HA/TCP- (60:40) is superior due his intermediary velocity of absortion comparing to HA and TCP- isolated, providing adequate supporting to the neoformed tissue, the HA/Al2O3 5% showed incompatibility, causing rejection reaction by the host and insignificant formation of bone tissue, suggesting further research on this material.(AU)

CAPIM-PIATÃ SUBMETIDO A FONTES DE FÓSFORO NA REGIÃO DE TRANSIÇÃO CERRADOPANTANAL

Objetivou-se com esse trabalho estudar o desenvolvimento do capim-piatã (Brachiaria brizantha cv. BRS Piatã syn. Urochloa brizantha cv. BRS Piatã) em resposta à adubação com fontes de fósforo de diferentes solubilidades em água, durante quatro estações das águas de 5 anos consecutivos após sua implantação. O experimento foi conduzido na Universidade Estadual de Mato Grosso do Sul, Unidade Universitária de Aquidauana, numa área de oito hectares, dividida em 16 piquetes. As avaliações foram feitas durante quatro estações das águas dos anos de 2012 a 2016. Os tratamentos avaliados foram: Controle (sem aplicação de adubo), Fosfato Natural Reativo (FNR, fonte de solubilização lenta), Superfosfato Simples (SS, fonte prontamente disponível) e FH (FH Pastagem®, fonte mista de solubilização). As plantas foram mensuradas com intervalo de sete dias para determinação das características estruturais e morfogênicas. O delineamento experimental utilizado foi de blocos casualizados e nível de significância de 5% foi adotado. As médias foram comparadas utilizando-se o teste de Dunnett (comparar cada fonte de P ao tratamento) e o teste T (comparar as fontes de P entre si). Utilizou-se o pacote estatístico SAS University (SAS Institute Inc., Cary, CA, EUA). Foi observado efeito significativo (P<0,05) das fontes de fósforo no filocrono, sendo o FNR a fonte que apresentou maior valor (P<0,05), semelhante ao SS. Na estação das águas foi observado efeito significativo (P<0,05) em todas as características avaliadas, com exceção da taxa de aparecimento foliar. Não se observou efeito significativo (P>0,05) da interação entre as fontes de fósforo e estações das águas. De acordo com período experimental, conclui-se que as fontes FNR e SS influenciaram o filocrono, assim como, os fatores climáticos (precipitação e temperatura), promovendo melhor desenvolvimento do capim-piatã.

The objective was to evaluate the development of the Piata grass fertilized with phosphorus sources of different water solubilities. The experiment was conducted at the State University of Mato Grosso do Sul, University Unit of Aquidauana, in an area of eight hectares, divided into 16 paddocks. Evaluations were made for four seasons the waters of the years 2012 to 2016. The treatments evaluated were: Control (without fertilizer application), Natural Reactive Phosphate (FNR), Simple Superphosphate (SS, readily available source) and FH (FH Pastagem®, mixed source of solubilization). The plants were measured with interval of seven days to determine the structural and morphogenic characteristics. The experimental design was a randomized complete block and significance level of 5% was adopted. The means were compared using the Dunnett test (compare each source of P to the treatment) and the T test (compare the sources of P with each other). Statistical package SAS University (SAS Institute Inc., Cary, CA, USA) was used. A significant effect (P<0,05) was observed on phyllochron sources, with FNR being the source with the highest value (P<0,05), similar to SS. At the water station, a significant effect (P<0,05) was observed in all evaluated characteristics, except for the leaf appearance rate. There was no significant effect (P>0,05) on the interaction between phosphorus sources and water stations. According to the experimental period, it was concluded that the FNR and SS sources influenced the phyllochron, as well as the climatic factors (precipitation and temperature), promoting better development of the Piata grass

Rizóbios isolados de leguminosas forrageiras do semiárido: Biodiversidade e Eficiência Simbiótica

A fixação biológica de nitrogênio é um processo natural que ocorre entre associações de plantas e bactérias diazotróficas. A maioria das fabáceas forrageiras encontradas na Caatinga possuem alto valor econômico, podendo ser usadas para aumentar o aporte de nitrogênio e matéria orgânica no solo, através da fixação biológica de nitrogênio e ciclagem de nutrientes. Assim o objetivo deste trabalho foi caracterizar morfofisiologicamente isolados de rizóbios nativos das espécies forrageiras Desmanthus pernambucanus (L.) Thellung., Mimosa caesalpiniifolia Benth. e Mimosa tenuiflora (Wild) Poir. Avaliar a resistência ao estresse salino, acidez, toxidade por alumínio e capacidade de solubilização do fosfato de cálcio in vitro, bem como testar a aficiencia simbiótica dos isolados. Autenticar os isolados de rizóbios nativos através da amplificação simultânea de fragmentos dos genes nifH e nodC por meio da técnica duplex PCR. Determinar a diversidade genética dos isolados pela técnica de análise de restrição do DNA ribossomal amplificado (PCR-RFLP) utilizando as endonucleases HhaI, MspI e HinfI e quantificar a produção de compostos indólicos in vitro. O solo usado como substrato para o cultivo das fabáceas foi coletado em pontos específicos dos municípios de Boa Vista, São Sebastião de Lagoa de Roça e Pocinhos no estado da Paraíba. Os nódulos foram obtidos do cultivo de planta isca em casa de vegetação. As bactérias, provenientes dos nódulos, foram isoladas e purificadas em laboratório e após o protocolo de isolamento as bactérias foram avaliadas culturalmente e submetidas aos testes de: Tolerância ao baixo pH + Al3+, diferentes meios salinos e solubilização do fosfato de cálcio in vitro. Em seguida foi realizado um experimento para a avaliação da enficiencia simbiótica dos isolados, inoculados em Vigna unguigulata (L.) Walp. sob condições estéries em casa de vegetação. Após o isolamento e purificação dos isolados, o DNA bacteriano foi extraído e submetido à amplificação dos fragmentos dos genes simbióticos nifH e nodC para posterior avaliação da diversidade genética acessada por PCR-RFLP. Para tal, o gene 16S rRNA foi amplificado, empregando os iniciadores universais 27F (AGAGTTTGATCMTGGCTCAG) e 1492R (TACGGYTACCTTGT TACGACTT). As reações de restrição foram realizadas utilizando as endonucleases HhaI, MspI e HinfI. O produto da digestão foi submetido à eletroforese horizontal em gel de agarose a 3%, em tampão TAE 1% por 80 min a 100 Volts. Para a quantificação dos Compostos Indólicos foi utilizado o método colorimétrico na avaliação das colônias acrescidas com L-triptofano (3,5 mg) e sem L-triptofano em meio de cultira YM. Todos os isolados foram avaliados como bactérias acidificantes de crescimento rápido com principais características morfológicas de colônias irregulares com elevação umbiculada, superfície lisa e produção de exopolissacarídeos moderada. Os isolados DPBV41 e DPBV53 não tiveram crescimento visível, na placa de petri, quando submetidos a um pH 4,5 com e sem alumínio, caracterizando-se como isolados não tolerantes. Os isolados mais afetados pela variação do pH do meio de cultura e toxidade por alumínio foram as bactérias isoladas da fabácea Desmanthus pernambucanus. As colônias de rizóbios que tiveram maiores probabilidades de tolerar os meios de cultura com alto teor de salinidade foram: MTBV77, MTP72, MTP37, DPBV42 e DPBV53 com crescimento máximo em todas as zonas de repicagem da placa de petri. Nas xv avaliações de amplificação simultânea dos genes simbióticos, dentre os 80 isolados de rizóbios testados, 16 amplificaram apenas o gene nifH e cinco isolados amplificaram ambos os genes nifH+nodC simultaneamente. O padrão de bandeamento dos 21 isolados de rizóbios variou de acordo com cada enzima de restrição (HinfI, HhaI e MspI) e resultou em diferentes perfis de restrição transformados em dados binários e avaliados através de matriz de dissimilaridade genética pelo complemento do coeficiente de Jaccard. A partir da matriz de dissimilaridade foi construído um dendrograma pelo método de Ward, com o número de grupos definido pelo método de Mojena, resultando em IV grupos. Em média, a distância entre os pares de genótipos foi de 0,56. Destacaram-se como os pares mais divergentes os isolados DPP1 e MTP44, com distancia de 0,89 e os mais similares MTP72 e MTBV77 com distância de 0,10. A produção de Compostos Indólicos foi maior nas amostras onde houve acréscimo de L-triptofano, precursor do ácido-indol-acético, pelas bactérias MTBV12, MTBV77, MTP78 e MTP37. Os isolados de rizóbios nativos, avaliados nesse estudo, tem alta diversidade genética e se agrupam com base na planta isca da qual são isolados. A produção de Compostos indólicos é variável entre os isolados selecionados e é potencializada na presença do precursor L-Triptofano. Os isolados nativos de Mimosa tenuiflora são mais tolerantes ao estresse salino, acidez, e toxidade por alumínio, em comparação as demais bactérias nativas isoladas de Desmanthus pernambucanus e Mimosa caesalpinifollia. A maioria dos isolados de rizóbios nativos, avaliados neste trabalho, tem baixa capacidade de solubilização do complexo fosfato de cálcio. Todas as bactérias isoladas foram capazes de nodular a espécie Vigna unguigulata.

Biological nitrogen fixation is a natural process that occurs in associations of plants with diazotrophic bacteria. Most of the fodder fabaceae found in the Caatinga have high economic value and can be used to increase the nitrogen and organic matter input in the soil through biological nitrogen fixation and nutrient cycling. Thus the objective of this work was to characterize morphophysiologically isolated of rhizobia native to the forage species Desmanthus pernambucanus (L.) Thellung., Mimosa caesalpiniifolia Benth. and Mimosa tenuiflora (Wild) Poir. To evaluate the resistance to saline stress, acidity, aluminum toxicity and solubilization capacity of calcium phosphate, as well as to test the symbiotic affectivity of the isolates. Authenticate the native rhizobia isolates through the simultaneous amplification of fragments of the nifH and nodC genes by means of the duplex PCR technique. To determine the genetic diversity of the isolates by the amplified ribosomal ADN restriction analysis (PCR-RFLP) technique using the HhaI, MspI and HinfI endonucleases and quantify the production of in vitro indole compounds. The soil used as substrate for the cultivation of the fabaceae was collected at specific points in the municipalities of Pocinhos, São Sebastião de Lagoa de Roça and Boa Vista in the state of Paraíba. The nodules were obtained from the cultivation of a bait plant in a greenhouse. Bacteria from the nodules were isolated and purified in the laboratory and after the isolation protocol the bacteria were culturally evaluated and submitted to the tests of: Tolerance to low pH + Al3+, different saline media and solubilization of calcium phosphate in vitro. An experiment was then carried out to evaluate the symbiotic efficiency of the isolates inoculated in Vigna unguigulata (L.) Walp. under sterile conditions in a greenhouse. After isolation and purification of the isolates, ADN was extracted and subjected to the amplification of the fragments of symbiotic genes nifH and nodC for further evaluation of the genetic diversity accessed by PCR-RFLP. For this, the 16S rRNA gene was amplified using the 27F universal primers (AGAGTTTGATCMTGGCTCAG) and 1492R (TACGGYTACCTTGT TACGACTT). Restriction reactions were performed using the HhaI, MspI and HinfI endonucleases. The digestion product was subjected to horizontal electrophoresis in 3% agarose gel in 1% TAE buffer for 80 min at 100 Volts. For the quantification of Indolic Compounds, the colorimetric method was used to evaluate the colonies added with L-tryptophan (3.5 mg) and without L-tryptophan in YM culture medium. All isolates were evaluated as fast growing acidifying bacteria with the main morphological characteristics of irregular colonies with umbiculate elevation, smooth surface and moderate exopolysaccharide production. The DPBV41 and DPBV53 isolates did not show visible growth in the petri dish when submitted to pH 4.5 with and without aluminum, characterizing as non-tolerant isolates. The isolates most affected by the pH variation of the culture medium and aluminum toxicity were the bacteria isolated from the Desmanthus pernambucanus. The rhizobia colonies that were most likely to tolerate high salinity culture media were: MTBV77, MTP72, MTP37, DPBV42 and DPBV53 with maximum growth in all of the petri dishes. In the simultaneous amplification evaluations of symbiotic genes, among the 80 rhizobia isolates tested, 16 amplified only the nifH gene and five isolates amplified both nifH + nodC genes simultaneously. The xvii genetic variability of the 21 rhizobia isolates varied according to each restriction enzyme (HinfI, HhaI and MspI) and resulted in different restriction profiles transformed into binary data and evaluated through genetic dissimilarity matrix by the complement of the Jaccard coefficient. From the dissimilarity matrix a dendrogram was constructed by the Ward method, with the number of groups defined by the Mojena method, resulting in IV groups. On average, the distance between pairs of genotypes was 0.56. The most divergent pairs were the DPP1 and MTP44 isolates, with a distance of 0.89 and the most similar MTP72 and MTBV77 with a distance of 0.10. The production of Indole Compounds was higher in the samples where there was an increase of L-tryptophan, precursor of indole-acetic acid, by bacteria MTBV12, MTBV77, MTP78 and MTP37. The isolates of native rhizobia have high genetic diversity and are grouped based on the bait plant from which they are isolated. The production of Indole Compounds is variable among the selected isolates and is potentiated in the presence of the L-Tryptophan precursor. The native isolates of Mimosa tenuiflora are more tolerant to saline stress, acidity, and aluminum toxicity compared to other native bacteria isolated from Desmanthus pernambucanus and Mimosa caesalpinifollia. Most of the native rhizobia isolates, evaluated in this work, have low solubilization capacity of the calcium phosphate complex. All the bacteria isolated were able to nodulate the species Vigna unguigulata.