Caracterização e seleção de bactérias eficientes na produção de AIA e crescimento vegetal em Mimosa scabrella Benth.

Abstract

A bracatinga (Mimosa scabrella Benth.) é uma espécie endêmica do sul do Brasil, de importância social e florestal. É uma espécie pioneira, de desenvolvimento rápido e pouco exigente em condições físicas e químicas do solo. Sua madeira é utilizada para a produção de lenha e carvão, e a árvore em pé pode ser utilizada para a produção de mel de melato de bracatinga, além de auxiliar na deposição de nutrientes ao solo. Esta última característica faz a espécie se destacar como agente ecológico e restaurador de ecossistemas, pois facilita o desenvolvimento de outras espécies nativas, além de possuir a capacidade de realizar ligação simbiótica com algumas espécies bacterianas. Alguns gêneros bacterianos possuem mecanismos que promovem o crescimento, auxiliando no desenvolvimento da planta, maior absorção de nutrientes e proteção contra patógenos. Entre esses está a produção de ácidoindolacético (AIA), um fitormônio responsável pelo desenvolvimento de raízes, aumento de seu número e comprimento, massa seca, densidade de pelos radiculares e crescimento de caules, através do alongamento das células recém-formadas nos meristemas. Este trabalho teve como objetivo caracterizar fenotipicamente dezessete isolados bacterianos retirados de nódulos de bracatinga, no ano de 2015, no município de Curitibanos-SC. Além disto, verificar e quantificar a capacidade em produzir AIA e avaliar sua habilidade em promover o crescimento vegetal. Essa caracterização foi feita in vitro, através da morfologia de colônias, teste de Gram, tempo de crescimento e mudança de pH em meio semi-seletivo. Para a análise de produção de AIA foi utilizada a espectrofotometria, com quatro repetições por isolado. Com relação a promoção de crescimento vegetal in vivo foi realizada a avaliação de seis isolados selecionados e uma testemunha, em duas progênies de bracatinga. Foram utilizados sete tratamentos com vinte repetições cada. As sementes foram inoculadas em suspensões bacterianas e levadas a casa de vegetação onde permaneceram por 180 DAS (Dias Após a Semeadura), até a avaliação de crescimento em altura, diâmetro a altura do colo, massa total e massas verde e seca de parte aérea e de raiz. A análise estatística foi realizada através a ANOVA, em nível de 5%, as médias comparadas por Scott-Knott, em nível de 5%, no software RStudio. A análise in vitro demonstrou que todas as bactérias apresentaram colônias circulares, de borda lisa, aspecto gomoso, com elevação do tipo cúpula, de colorações rosa difusas, opacas. Essas eram Gramnegativas, de crescimento rápido, pois desenvolveram-se em 48 h, possuíam o formato celular tipo bastonete. Com relação a mudança de pH do meio YMA com azul de bromotimol, 86,47% não modificaram o pH. Todos os isolados se mostraram positivos para a produção de AIA, apresentando média de 54,32 μg.mL-1, sem diferença significativa entre esses. Observou-se que não houve a formação de nódulos com a inoculação dos isolados. Com relação ao crescimento vegetal, observou-se que apenas o isolado B18 induziu o crescimento da progênie A em altura. Concluindo que os isolados possuem características fenotípicas de rizobactérias, mas possivelmente perderam a capacidade de nodular. Porem são produtores de AIA, e um dos isolados estimulou o crescimento da progênie A.

The bracatinga (Mimosa scabrella Benth.) is an endemic species from southern Brazil, of social and forestry importance. It is a pioneer species, fast-growing, and not very demanding in terms of the physical and chemical conditions of the soil. Its wood is used for firewood and charcoal production, and the standing tree can be used for the production of bracatinga honeydew honey, as well as aiding in the deposition of nutrients to the soil. This latter characteristic makes the species stand out as an ecological agent and ecosystem restorer, as it facilitates the development of other native species and has the ability to form a symbiotic relationship with certain bacterial species. Some bacterial genera have mechanisms that promote growth, assisting in plant development, greater nutrient absorption, and protection against pathogens. Among these is the production of indoleacetic acid (IAA), a phytohormone responsible for root development, increasing their number and length, dry mass, root hair density, and stem growth through the elongation of newly formed cells in the meristems. This study aimed to phenotypically characterize seventeen bacterial isolates taken from bracatinga nodules in 2015 in the municipality of Curitibanos-SC. Additionally, it aimed to verify and quantify their ability to produce IAA and evaluate their ability to promote plant growth. This characterization was done in vitro through colony morphology, Gram staining, growth time, and pH change in a semiselective medium. Spectrophotometry was used for the IAA production analysis, with four repetitions per isolate. Regarding in vivo plant growth promotion, the evaluation was performed on six selected isolates and a control, in two bracatinga progenies. Seven treatments with twenty repetitions each were used. The seeds were inoculated in bacterial suspensions and taken to a greenhouse where they remained for 180 days after sowing (DAS), until the evaluation of growth in height, stem diameter at ground level, total mass, and fresh and dry masses of the aerial part and root. Statistical analysis was performed using ANOVA at a 5% level, and the means were compared by the Scott-Knott test at a 5% level, using the RStudio software. The in vitro analysis showed that all bacteria presented circular colonies, with smooth edges, gummy appearance, dome-shaped elevation, and diffuse pink, opaque colors. They were Gramnegative, fast-growing, as they developed within 48 hours, and had rod-shaped cells. Regarding the pH change of the YMA medium with bromothymol blue, 86.47% did not modify the pH. All isolates were positive for IAA production, presenting an average of 54.32 μg.mL-1, with no significant difference among them. It was observed that there was no nodule formation with the inoculation of the isolates. Regarding plant growth, it was observed that only the B18 isolate induced height growth in progeny A. In conclusion, the isolates have phenotypic characteristics of rhizobacteria but possibly lost the ability to nodulate. However, they are IAA producers, and one of the isolates stimulated the growth of progeny A.