Diversity and capacity to promote maize growth of bacteria isolated from the Amazon region / Diversidade e capacidade de promoção de crescimento de milho de bactérias isoladas da região Amazônica

ABSTRACT

Maize plants can establish beneficial associations with plant growth-promoting bacteria. However, few studies have been conducted on the characterization and inoculation of these bacteria in the Amazon region. This study aimed to characterize endophytic bacteria isolated from maize in the Amazon region and to assess their capacity to promote plant growth. Fifty-five bacterial isolates were obtained from maize grown in two types of ecosystems, i.e., a cerrado (savanna) and a forest area. The isolates were characterized by the presence of the nifH gene, their ability to synthesize indole-3-acetic acid (IAA) and solubilize calcium phosphate (CaHPO4), and 16S rRNA partial gene sequencing. Twenty-four bacteria contained the nifH gene, of which seven were isolated from maize plants cultivated in a cerrado area and seventeen from a forest area. Fourteen samples showed the capacity to synthesize IAA and only four solubilized calcium phosphate. The following genera were found among these isolates Pseudomonas; Acinetobacter; Enterobacter; Pantoea; Burkholderia and Bacillus. In addition, eight isolates with plant growth-promoting capacity were selected for a glasshouse experiment involving the inoculation of two maize genotypes (a hybrid and a variety) grown in pots containing soil. Inoculation promoted the development of the maize plants but no significant interaction between maize cultivar and bacterial inoculation was found. A high diversity of endophytic bacteria is present in the Amazon region and these bacteria have potential to promote the development of maize plants.

RESUMO

Plantas de milho podem estabelecer associações benéficas com bactérias promotoras do crescimento vegetal. No entanto, poucos estudos de caracterização e inoculação com essas bactérias foram realizados na região Amazônica. O objetivo deste estudo foi caracterizar bactérias endofíticas isoladas de milho na região Amazônica e avaliar sua capacidade de promover o crescimento. Cinquenta e cinco isolados bacterianos foram obtidos de plantas de milho cultivadas em diferentes tipos de ecossistemas, cerrado (savana) e área de floresta. Estes foram caracterizados pela presença do gene nifH, capacidade de sintetizar ácido indol-3-acético (AIA), solubilizar fosfato de cálcio (CaHPO4) e sequenciamento parcial do gene 16S rRNA. Vinte e quatro bactérias apresentaram o gene nifH. Destas, sete são oriundas de plantas cultivadas em uma área de cerrado e 17 em área de floresta. Quatorze bactérias demonstraram a capacidade de solubilizar AIA e quatro de solubilizar fosfato de cálcio. Entre estas bactérias, foram encontrados os seguintes gêneros Pseudomonas; Acinetobacter; Enterobacter; Pantoea; Burkholderia e Bacillus. Oito isolados com capacidade de promoção do crescimento vegetal foram selecionados para experimento em casa de vegetação com a inoculação em dois diferentes genótipos de milho (um híbrido e uma variedade) em vasos com solo. Quanto à promoção de crescimento vegetal, a inoculação promoveu o desenvolvimento de plantas de milho, mas não foi encontrada interação significativa entre a cultivar de milho e a inoculação bacteriana. Na região Amazônica há uma diversidade de bactérias endofíticas e estas possuem potencial para promover o desenvolvimento de plantas de milho.