Seleção de rizobactérias como promotoras de crescimento e indutoras de resistência sistêmica em feijoeiro

Abstract

Duzentas rizobactérias, isoladas de amostras de solos de rizosfera e de rizoplano, de plantas de feijoeiro sadias e, ou que apresentavam baixa intensidade de doenças, foram investigadas quanto à capacidade de promover o crescimento em plantas de feijoeiro, aumentar a sua produção e atuar no biocontrole contra diferentes patógenos da parte aérea da cultura. Nos ensaios de promoção de crescimento, sementes de feijoeiro Ouro Negro foram microbiolizadas e plantadas, procedendo-se à seleção massal das rizobactérias, em condições de casa-de-vegetação. Paralelamente, os isolados foram avaliados quanto à habilidade em solubilizar fosfatos e, para os isolados selecionados, realizou-se à quantificação de enzimas fosfatases. O isolado UFV-RP 28 solubilizou o fosfato em meio de cultura, porém, o isolado UFV-RP 31 foi superior ao isolado UFV-RP 28, obtendo maiores médias na quantificação das fosfatases. Avaliou-se a capacidade das rizobactérias em colonizar o sistema radicular de plantas de feijoeiro in vitro , semeando-se sementes microbiolizadas em meio ágar-água semi-sólido (0,8%), e procedendo-se inspeções visuais diárias. Oito rizobactérias colonizaram o sistema radicular, entretanto, as rizobactérias selecionadas não demonstraram tal habilidade. Baseados nos ensaios in vitro e in vivo , dois isolados (UFV-RP 28 e UFV-RP 31) foram selecionados como promissores em promover o crescimento das plantas e, levados ao campo para os ensaios de produtividade. O potencial antagonístico das rizobactérias foi verificado por meio de testes de antibiose in vitro , a fim de observar possíveis efeitos tóxicos diretos dos antagonistas sobre o patógeno desafiante Xanthomonas axonopodis pv. phaseoli e sobre outros patógenos da parte aérea da cultura. Quatro isolados apresentaram antibiose direta sobre o patógeno desafiante e, os três isolados selecionados não inibiram o crescimento de quaisquer patógenos. Os isolados selecionados também foram avaliados quanto à produção de sideróforos e quitinase. Os resultados foram positivos e negativos, respectivamente, para todos os três isolados. Nos ensaios de biocontrole, primeiramente procedeu-se à seleção massal dos antagonistas, por meio de inoculações de plantas de feijoeiro com o patógeno desafiante Xanthomonas axonopodis pv. phaseoli. Três isolados (UFV-RP 48, UFV-RP 53 e UFV-RP 63) que tiveram as menores médias de lesões por centímetro quadrado foram selecionados. Na re- restagem, apenas o isolado UFV-RP 53 foi superior à testemunha, com redução de 50% na severidade da doença, sendo selecionado para os ensaios de campo. No primeiro experimento de campo foram avaliadas as severidades da mancha angular (Phaeoisariopsis griseola) e da ferrugem (Uromyces appendiculatus), que ocorreram naturalmente e de maneira simultânea, observando-se, no tratamento com o isolado UFV-RP 53 redução de 30% da severidade de ambas as doenças. No segundo, ocorreu apenas a ferrugem e, novamente o isolado UFV-RP 53 foi superior à testemunha, reduzindo a severidade em 43%. Pela separação espacial entre os componentes microbianos da interação e pela ausência de efeitos deletérios diretos dos antagonistas sobre os patógenos, acredita-se que o controle da doença esteja ocorrendo através da indução de resistência sistêmica. O isolado UFV-RP 53 foi identificado por análise de ácidos graxos e sequenciamento rRNA 16S como Pseudomonas putida.

Two hundred rhizobacteria obtained from rhizosphere and rhizoplane of healthy looking bean plants were investigated for their ability to promote growth in bean plants, increase grain yield and induce systemic resistance against leaf pathogens. In growth-promoting assays, bean seeds ( Ouro Negro ) were microbiolized with a propagule suspension and next sown under greenhouse conditions for quantification of growth parameters. In the laboratory conditions each isolate was also tested, for its ability to solublize phosphate and produce phosphatases. The isolate RP 28 solubilized phosphate in culture medium, but isolate RP 31 produced higher activity of phosphatases than RP28. When the root colonization bioassay was performed by seed microbiolization, eight out of 200 isolates colonized roots, which did not include the isolates selected previously. Based on in vitro and in vivo assays, isolates UFV-RP 28 and UFV- RP 31 were selected to test for plant growth promotion. Despite growth promotion detected in the greenhouse trials, no yield increased was observed in field experiments. The antagonistic potentiality of all rhizobacteria was investigated in vitro in order to verify whether they would show direct antagonism against canopy pathogens. Only four isolates showed direct antibiosis against Xanthomonas axonopodis pv. phaseoli but not against other pathogens tested. The selected isolates did not show any antagonistic activity against pathogens. All the three isolates produced siderophore but not chitinases. Induction of systemic resistance in plants microbiolized with isolate UFV-RP 48, UFV-RP 53 or UFV-RP 63 was determined in greenhouse experiments with use of Xanthomonas axonopodis pv. phaseoli as the challenging pathogen. These isolates in the previous testes were efficient for reducing disease severity. In the repeated inoculation, isolate RP 53 proved to be most efficient by reducing disease severity by 50% and was selected for field trial. Two experiments were done under field conditions. In the first, the severity of naturally occurring angular leaf spot (Phaeoisariopsis griseola) and rust (Uromyces appendiculatus), was 30% lower on plants originating from from seeds microbiolized with the rhizobacterium UFV-RP 53. In a second experiment, angular leaf spot did not appear, and the severity of rust was 43% lower on plants originating from UFV-RP 53 treated plants. Considering the spatial separation between the microbial components of the interaction, the multiplicity of protection as well as the lack of direct antagonism against investigated pathogens, the observed biocontrol may be a situation of induced resistance. Because of the good performance of isolate UFV-RP 53 as biocontrol agent, including to under field conditions, it was identified by both fatty-acid analysis and 16S rRNA sequencing as Pseudomonas putida.