Co-inoculação de bactérias promotoras de crescimento vegetal Azospirillum brasilense e Herbaspirillum seropedicae em plantas de milho (Zea mays L.)

Abstract

A prática da aplicação foliar de bactérias promotoras de crescimento vegetal (BPCV) apresenta certas vantagens frente a inoculação via semente. A combinação de diferentes microrganismos benéficos pode gerar um efeito sinérgico nas plantas inoculadas, desta forma a co-inoculação apresenta ganhos substanciais para o ecossistema, economia e a agricultura. Este estudo teve como objetivo avaliar o efeito da co-inoculação de Azospirillum brasilense e Herbaspirillum seropedicae sobre o crescimento e quantificação de DNA bacteriano nas plantas em solo de fertilidade natural. Um ensaio foi conduzido in vitro com a co-inoculação de A. brasilense e H. seropedicae nas radículas do milho (DKB 390). As coletas ocorreram aos 3, 7 e 9 dias após a inoculação. Dois ensaios foram conduzidos em casa de vegetação, com a inoculação de A. brasilense FP2 nas radículas do milho e de H. seropedicae SmR1 na parte aérea no estágio V2 da planta (DKB 390). No primeiro ensaio em casa de vegetação, nas variáveis comprimento radicular, diâmetro do colmo, comprimento e largura foliar, massa seca da raiz e parte aérea e acúmulo de nitrogênio ocorreram incrementos de 56%, 66%, 36%, 60%, 170%, 103% e 123% respectivamente, nas plantas co-inoculadas em relação ao controle. No segundo ensaio em casa de vegetação, as variáveis comprimento radicular e comprimento foliar foram maiores para as plantas controle e nas variáveis comprimento da parte aérea e diâmetro do colmo não foram observadas diferenças significativas para as plantas submetidas aos quatro tratamentos. No ensaio in vitro observou-se comprimento radicular e da parte aérea maior em plantas co-inoculadas. Para massa seca do tecido radicular e da parte aérea, não foram observadas diferenças significativas para as plantas submetidas aos quatro tratamentos. Os valores de UFC das bactérias A. brasilense e H. seropedicae em raiz no primeiro ensaio de casa de vegetação e no ensaio in vitro ficaram em torno de 5 log UFC g-1. No primeiro ensaio em casa de vegetação, a contagem de bactérias no tecido foliar ficou abaixo do limite de detecção (LOD) e aproximadamente 6 log UFC g-1 no ensaio in vitro. A contagem de UFC, baseada no número de cópias de DNA bacteriano quantificado por qPCR, na raiz de plantas co-inoculadas no ensaio in vitro denotou valores de H. seropedicae nas plantas próximos de 7 log UFC g-1, enquanto que os valores de A. brasilense ficaram próximos de 5,6 log UFC g-1. A quantificação bacteriana baseada no número de cópias de DNA de H. seropedicae em folhas ficou cerca de 7 log UFC g-1. A quantificação de A. brasilense e H. seropedicae no primeiro ensaio ficou abaixo do LOD nas raízes e folhas, embora um efeito positivo da co-inoculação tenha sido observado no crescimento da planta e na nutrição mineral. A quantificação de DNA bacteriano por qPCR proporcionou monitorar as bactérias A. brasilense e H. seropedicae em plantas co-inoculadas.

Abstract: The foliar application of plant-growth promotion bacteria (PGPB) has advantages over seed inoculation. The combination of different beneficial microorganisms can generate a synergistic effect on the inoculated plants, thus co-inoculation presents substantial gains for the ecosystem, economy and agriculture. This study aims to evaluate the co-inoculation of Azospirillum brasilense and Herbaspirillum seropedicae on the maize growth and bacterial DNA quantification in plants grown in natural fertility soil. An assay was conducted in vitro with the co-inoculation of A. brasilense and H. seropedicae in maize (DKB 390). The harvest occurred at 3, 7 and 9 days after inoculation. Two greenhouse experiments were carried out with the inoculation A. brasilense FP2 in the maize roots and H. seropedicae SmR1 in the aerial part inoculated in the V2 stage (DKB 390). In the first experiment, the variables root length, stem diameter, leaf length and width, dry root and shoot weight and nitrogen accumulation increased by 56%, 66%, 36%, 60%, 170%, 103% and 123% respectively, in the plants co-inoculated in relation to the control. In the second greenhouse experiment, the root length and leaf length variables were high in control plants and in shoot length and stem diameter, no significant differences were observed for the plants submitted to four treatments. Considering in vitro experiment, the root and shoot length values were higher in co-inoculated plants compared to other treatments. For root and shoot dry mass, significant differences were not observed for the plants submitted to the four treatments. The A. brasilense and H. seropedicae bacteria counting (CFU) in root was around 5 log CFU g-1 in first greenhouse test and in vitro experiment. For the first greenhouse test, the bacteria count was below the detection limit (LOD) in leaf and approximately 6 log UFC g-1 in leaf of in vitro plants. In co-inoculated plants of in vitro assay, the bacterial H. seropedicae values in the root was close to 7 log UFC g-1, while the A. brasilense values were close to 5.6 log UFC g-1. H. seropedicae count in leaves was about 7 log UFC g-1. A. brasilense and H. seropedicae count was below the LOD in root and leaf in the first greenhouse experiment, although a positive effect of the co-inoculation has been observed on plant growth and mineral nutrition. Quantification of bacterial DNA by qPCR was used to monitor A. brasilense and H. seropedicae co-inoculated in plants.