Bacillus subtilis AND Bacillus amyloliquefaciens DISTINCTLY SUPPRESS Pratylenchus spp. AND SHAPE RHIZOSPHERE MICROBIAL COMMUNITIES IN LIMA BEAN GENOTYPES

Abstract

RESUMO: As espécies do gênero Bacillus são conhecidas por controlar eficientemente nematoides em raízes de plantas, especialmente aqueles que causam lesões radiculares, como Pratylenchus spp. No entanto, a eficácia desse controle pode variar entre as diferentes espécies de Bacillus. Além disso, essas bactérias podem influenciar as comunidades microbianas da rizosfera, contribuindo ainda mais para o controle de nematoides. Neste estudo, avaliamos os efeitos de B. subtilis e B. amyloliquefaciens, tanto individualmente quanto em co-inoculação, na supressão de Pratylenchus spp. e nas mudanças nas comunidades microbianas da rizosfera de genótipos de feijão-fava (Phaseolus lunatus), incluindo variedades crioulas e melhoradas. Especificamente, avaliamos as situações de Pratylenchus spp. em amostras de solo e raízes após a aplicação das bactérias. Além disso, analisamos as possíveis alterações nas comunidades microbianas da rizosfera desses genótipos. Nossos resultados revelaram que a inoculação com ambas as espécies de Bacillus reduz as populações de Pratylenchus nas raízes, sendo que B. subtilis apresentou maiores efeitos de supressão, particularmente no genótipo crioulo de feijão-fava. A co-inoculação aumentou a riqueza e a diversidade microbiana na rizosfera. O microbioma da rizosfera foi dominado por Actinobacteria, Proteobacteria e Firmicutes, com B. subtilis e B. amyloliquefaciens influenciando a abundância de gêneros bacterianos específicos. A inoculação também alterou funções preditas relacionadas ao ciclo do nitrogênio e à manipulação de matéria orgânica, revelando respostas microbianas específicas para cada genótipo. Este estudo demonstra que ambas as espécies de Bacillus podem suprimir eficazmente Pratylenchus nas raízes do feijão- fava e moldar distintamente as comunidades microbianas da rizosfera. ABSTRACT: Bacillus species are well known for their ability to efficiently control root nematodes in plants, particularly those causing root lesions, such as Pratylenchus spp. However, the effectiveness of this control can vary among different Bacillus species. Additionally, these bacteria can influence rhizosphere microbial communities, further contributing to nematode suppression. In this study, we evaluated the effects of B. subtilis and B. amyloliquefaciens, both individually and in co-inoculation, on the suppression of Pratylenchus spp. and on shifts in the rhizosphere microbial communities of lima bean (Phaseolus lunatus) genotypes, including landraces and improved lines. Specifically, we assessed Pratylenchus spp. populations in soil and root samples following bacterial application. Moreover, we analyzed potential changes in the rhizosphere microbial communities of these genotypes. Our results revealed that inoculation with both Bacillus species reduces Pratylenchus populations in the roots, with B. subtilis showing stronger suppression effects, particularly in the landrace lima bean genotype. Co-inoculation increased microbial richness and diversity in the rhizosphere. The rhizosphere microbiome was dominated by Actinobacteria, Proteobacteria, and Firmicutes, with B. subtilis and B. amyloliquefaciens influencing the abundance of specific bacterial genera. Inoculation also altered predicted functions related to nitrogen cycling and organic matter processing, revealing genotype-specific microbial responses. This study demonstrates that both Bacillus species can effectively suppress Pratylenchus in lima bean roots and distinctly shape rhizosphere microbial communities.