BIOPROSPECÇÃO DE BACTÉRIAS PROMOTORAS DE CRESCIMENTO DE PLANTAS EM NÓDULOS DE FEIJÃO CAUPI DAS MESORREGIÕES PERNAMBUCANAS

Abstract

RESUMO: O feijão-caupi (Vigna unguiculata L Walp.) é uma leguminosa que tem a capacidade de se associar com uma grande diversidade de bactérias rizobianas e não rizobianas. Essas bactérias habitam as raízes formando estruturas denominadas nódulos, onde são responsáveis pela fixação biológica de nitrogênio e consequente promoção do crescimento vegetal. Objetivou-se realizar a avaliação metagenômica e a caracterização polifásica de isolados nativos de nódulos do Vigna unguiculata L. em três regiões edafoclimáticas de Pernambuco. O genótipo de feijão-caupi “IPA 206” foi utilizado como planta isca para captura dos isolados, em amostras de solos coletadas de localidades de três regiões distintas de Pernambuco, Brasil: Zona da Mata, Agreste e Sertão. Para análise de metagenômica dez nódulos intactos, ativos e não danificados, por planta, de seis localidades foram selecionados aleatoriamente para extração de DNA. Em seguida as amostras de DNA foram submetidas ao sequenciamento de terceira geração. Para a caracterização polifásica foram obtidas e identificadas 173 bactérias de nove localidades, das quais 111 após coloração de Gram foram identificadas como bastonetes e submetidas a caracterização morfológica, fisiológica e bioquímica e 42 ao processo de sequenciamento genético. Na análise metagenômica, observou-se uma maior variedade de comunidades bacterianas no solo em relação aos nódulos onde neste houve uma predominância de Proteobactérias, que representaram 99,8% das sequências totais. Uma pequena proporção das sequências foi associada a Actinobacteria, Acidobacteria, Firmicutes, entre outros. Os resultados das análises polifásicas evidenciam a diversidade morfológica, fisiológica e bioquímica entre as bactérias de nódulos do feijão-caupi entre as regiões avaliadas. Os resultados demonstram que há uma menor riqueza e diversidade bacteriana dentro dos nódulos quando comparados com solos a granel e que as análises filogenéticas foram eficientes na diferenciação dos isolados nde nódulos de feijão-caupi encontrados em solos das três mesorregiões Pernambucanas.

ABSTRACT: Cowpea (Vigna unguiculata L Walp.) is a legume that has the ability to associate with a wide range of rhizobian and non-rhizobial bacteria. These bacteria inhabit the roots forming structures called nodules, where they are responsible for biological nitrogen fixation and consequent promotion of plant growth. The objective was to perform a metagenomic evaluation and polyphasic characterization of native isolates of Vigna unguiculata L. nodules in three edaphoclimatic regions of Pernambuco. The cowpea genotype “IPA 206” was used as a bait plant to capture the isolates, in soil samples collected from locations in three different regions of Pernambuco, Brazil: Zona da Mata, Agreste and Sertão. For metagenomic analysis ten intact, active and undamaged nodules per plant from six locations were randomly selected for DNA extraction. Then the DNA samples were submitted to third-generation sequencing. For the polyphasic characterization, 173 bacteria from nine locations were obtained and identified, of which 111 after Gram staining were identified as rods and subjected to morphological, physiological and biochemical characterization and 42 to the genetic sequencing process. In the metagenomic analysis, a greater variety of bacterial communities was observed in the soil in relation to the nodules, where there was a predominance of Proteobacteria, which represented 99.8% of the total sequences. A small proportion of the sequences were associated with Actinobacteria, Acidobacteria, Firmicutes, among others. The results of the polyphasic analyzes show the morphological, physiological and biochemical diversity among the bacteria in cowpea nodules between the evaluated regions. The results demonstrate that there is less bacterial richness and diversity within the nodules when compared to bulk soils and that the phylogenetic analyzes were efficient in differentiating isolates from cowpea nodules found in soils of the three mesoregions of Pernambuco.