Genetic diversity of siderophore-producing bacteria of tobacco rhizosphere / Diversidade genética de bactérias de rizosfera de tabaco produtoras de sideróforos

ABSTRACT

The genetic diversity of siderophore-producing bacteria of tobacco rhizosphere was studied by amplifiedribosomal DNA restriction analysis (ARDRA), 16S rRNA sequence homology and phylogenetics analysis methods. Studies demonstrated that 85% of the total 354 isolates produced siderophores in iron limited liquid medium. A total of 28 ARDRA patterns were identified among the 299 siderophore-producing bacterial isolates.The 28 ARDRA patterns represented bacteria of 14 different genera belonging to six bacterial divisions, namely β-, γ-, α-Proteobacteria, Sphingobacteria, Bacilli, and Actinobacteria. Especially, γ- Proteobacteria consisting of Pseudomonas, Enterobacter, Serratia, Pantoea, Erwinia and Stenotrophomonas genus encountered 18 different ARDRA groups. Results also showed a greater siderophore-producing bacterial diversity than previous researches. For example, Sphingobacterium (isolates G-2-21-1 and G-2-27-2), Pseudomonas poae (isolate G-2-1-1), Enterobacter endosymbiont (isolates G-2-10-2 and N-5-10), Delftia acidovorans (isolate G-1-15), and Achromobacter xylosoxidans (isolates N-46-11HH and N-5-20) were reported to be able to produce siderophores under low-iron conditions for the first time. Gram-negative isolates were more frequently encountered, with more than 95% total frequency. For Gram-positive bacteria, the Bacillus and Rhodococcus were the only two genera, with 1.7% total frequency. Furthermore, the Pseudomonas and Enterobacter were dominant in this environment, with 44.5% and 24.7% total frequency, respectively. It was also found that 75 percent of the isolates that had the high percentages of siderophore units (% between 40 and 60) belonged to Pseudomonas. Pseudomonas sp. G-229-21 screened out in this study may have potential to apply to low-iron soil to prevent plant soil-borne fungal pathogen diseases.

RESUMO

A diversidade genética de bactérias de rizosfera de tabaco produtoras de sideróforos foi estudada por meio da técnica de análise de restrição do DNA ribossomal amplificado (ARDRA), homologia de seqüência de 16s rRNA e métodos de análise filogenética. Observou-se que 85% do total de 354 isolados produziram sideróforos em meio liquido com restrição de ferro.Entre os 299 isolados produtores de sideróforos identificou-se 28 padrões ARDRA, que representaram 14 gêneros bacterianos diferentes, pertencentes a seis divisões bacterianas β-, γ-, α-Proteobacteria, Sphingobacteria, Bacilli e Actinobacteria. γ- Proteobacteria, consistindo de Pseudomonas, Enterobacter, Serratia, Pantoea, Erwinia e Stenotrophomonas, pertenceram a 18 grupos ARDRA. Os resultados também mostraram uma diversidade maior de bactérias produtoras de sideróforos doque a relatada em outros estudos. Por exemplo, Sphingobacterium (isolados G-2-21-1 e G-2-27-2), Pseudomonaspoae (isolado G-2-1-1), Enterobacter endosymbiont (isolados G-2-10-2 e N-5-10), Delftia acidovorans (isolado G-1-15) e Achromobacter xylosoxidans (isolados N-46-1HH e N-5-20), capazes de produzir sideróforos em condições de baixa disponibilidade de ferro, foram relatados pela primeira vez. Isolados Gram negativos foram encontrados com maior freqüência, correspondendo a mais de 95% da freqüência total. Entre as bactérias Gram positivas, foram encontrados apenas os gêneros Bacillus e Rhodococcus, com 1,7% da freqüência total. Além disso, neste ambiente houve predominância de Pseudomonas e Enterobacter, com 44,5% e 24,7% da freqüência total, respectivamente. Verificou-se também que 75% dos isolados com alta porcentagem de unidades de sideróforos (% entre 40 e 60) pertenceram a Pseudomonas. Pseudomonas sp. G- 229-21, selecionado neste estudo, apresenta potencial de aplicação em solos com baixo teor de ferro para prevenção dedoenças fúngicas em plantas.