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Submitted by arlindo kohlrausch (ajfk@uepg.br) on 2022-04-26T22:12:01Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) Érica Nascimento.pdf: 1459886 bytes, checksum: 003559d66813f8c6092b8367e0d63f26 (MD5) Made available in DSpace on 2022-04-26T22:12:01Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) Érica Nascimento.pdf: 1459886 bytes, checksum: 003559d66813f8c6092b8367e0d63f26 (MD5) Previous issue date: 2022-02-24 O fósforo (P) é um nutriente limitante para espécies vegetais e consequentemente, para o equilíbrio de ecossistemas. No solo, o P encontra-se como íons fosfato associados a metais, que não são passíveis de incorporação pelas espécies vegetais. Fontes de fosfato podem ser biodisponibilizadas por meio da solubilização de fosfato, processo realizado por grupos especializados de fungos e bactérias. O objetivo desse estudo foi avaliar a capacidade de solubilização de fosfatos por rizóbios isolados de nódulos radiculares de leguminosas nativas dos Campos Gerais do Paraná-Brasil previamente caracterizados genética e fisiologicamente. Das quarenta estirpes dos gêneros Paraburkholderia, Rhizobium e Bradyrhizobium avaliadas, quinze apresentaram solubilização de Ca3(PO4)2 em meio NBRIP sólido. As cinco estirpes que apresentaram maiores índices de solubilização (IS), pertencem ao gênero Paraburkholderia, e foram caracterizadas quantitativa e geneticamente quanto à tal capacidade. Essas estirpes tiveram a solubilização de Ca3(PO4)2 quantificada em NBRIP líquido apresentando de 110,67 a 367,6 mg/L de fosfato solúvel após sete dias de incubação, acompanhada de acidificação do pH do meio. Observou-se correlação negativa entre acidificação do meio e quantidade de P solubilizado em meio líquido, diferentemente do IS em meio sólido. Realizou-se a quantificação da capacidade solubilizadora em meio líquido para outras duas fontes de fosfato, FePO4 e AlPO4, cujos testes em meio sólido não resultaram em halos de solubilização. As cinco estirpes apresentaram solubilização das duas fontes de P em meio líquido (1,42 a 4,49 mg/L em NBRIP + FePO4 e de 3,15 a 6,17 mg/L NBRIP + AlPO4) e acidificação do meio, resultado que evidencia a importância de ampliação testes para seleção de estirpes. Avaliou-se também os IS das cinco estirpes de Paraburkholderia em NBRIP+Ca3(PO4)2 com diferentes fontes de carbono, onde os maiores índices foram obtidos com glicose em relação ao manitol e sacarose. Visando uma maior compreensão dos determinantes genéticos da solubilização de fosfato no gênero Paraburkholderia, foi realizado o sequenciamento e anotação do genoma da estirpe Paraburkholderia sp. CNPSo 3281 bem como analise in sílico de genes relacionados à solubilização de fosfato de espécies solubilizadoras do gênero, incluindo P. nodosa e P. guartelaensis. Verificou-se uma relação entre presença/ausência de genes e filogenia das Paraburkholderia avaliadas. Foram identificados genes para fosfatases ácidas, codificadores de enzimas atuantes na produção de ácidos orgânicos, (como gcd-pqq), para glicose desidrogenase dependente de pirroloquinolina, (que está envolvida na síntese de ácido gluconico, relatado como o principal ácido orgânico envolvido na solubilização de fosfato), dentre outros. A presença destes genes pode ter associação com a produção de ácidos orgânicos, reduções nos valores de pH dos cultivos destas estirpes e habilidade solubilizadora. A solubilização de fosfato por bactérias do gênero Paraburkholderia pode estar relacionada a maior tolerância a pH ácido, considerando a implicação da produção de ácidos orgânicos nesse processo. Ressalta-se a importância da versatilidade metabólica de estirpes nativas de Paraburkholderia, sua implicação na sustentabilidade de ecossistemas terrestres, adaptabilidade de espécies vegetais, bem como, sua potencial viabilidade biotecnológica. Phosphorus (P) is a limiting nutrient for plant species and, consequently, for the balance of ecosystems. In the soil, P is found as phosphate ions associated with metals, which are not susceptible to incorporation by plant species. Phosphate sources can be bioavailable through phosphate solubilization, a process carried out by specialized groups of fungi and bacteria. The objective of this study was to evaluate the ability of phosphate solubilization by rhizobia isolated from root nodules of native leguminous plants from Campos Gerais, Paraná, Brazil, previously characterized genetically and physiologically. Initially, forty strains of the genera Paraburkholderia, Rhizobium and Bradyrhizobium were evaluated, of which fifteen showed solubilization of Ca3(PO4)2 in solid NBRIP medium. The five strains that showed the highest solubilization indices (IS) were all from the genus Paraburkholderia, were quantitatively and genetically characterized for such capacity. These strains had the solubilization of Ca3(PO4)2 quantified in liquid NBRIP presenting from 110.67 to 367.6 mg/L of soluble phosphate after seven days of incubation, accompanied by progressive acidification of the pH of the medium. A negative correlation was observed between acidification of the medium and the amount of P solubilized in liquid medium, unlike IS in solid medium. Due to this lack of correlation between the solubilization of phosphate in a liquid medium and in a solid medium, the quantification of the solubilizing capacity in a liquid medium was carried out for two other phosphate sources, FePO4 and AlPO4, whose tests in solid medium did not show solubilization on the part of no strain evaluated. These five strains showed solubilization from both sources when cultivated in liquid medium (1.42 to 4.49 mg/L in NBRIP + FePO4 and from 3.15 to 6.17 mg/L NBRIP + AlPO4). This result emphasizes the importance of the tests chosen for the selection of strains with the ability to solubilize phosphate, since, depending on the cultivation conditions and the phosphate sources used, strains that under other conditions could solubilize phosphate can be excluded. These five selected Paraburkholderia strains were further cultivated in NBRIP+Ca3(PO4)2 with different carbon sources, where the best IS were obtained with glucose in relation to mannitol and sucrose. Aiming at a better understanding of the genetic determinants of this ability, the sequencing and annotation of the genome of the strain Paraburkholderia sp. CNPSo 3281 as well as in silico analysis of genes related to phosphate solubilization of solubilizing species of the genus, including P. nodosa and P. guartelaensis. There was a relationship between presence/absence of genes and phylogeny of the evaluated Paraburkholderia. Genes for acid phosphatases were identified, as well as encoding enzymes active in the production of organic acids, such as gcd-pqq, for pyrroloquinoline-dependent glucose dehydrogenase, which is involved in the synthesis of gluconic acid, reported as the main organic acid involved in the solubilization of phosphate, among others. The presence of these genes may be associated with the production of organic acids, reductions in the pH values of cultures of these strains and solubilizing ability. The metabolic versatility of native strains of Paraburkholderia is highlighted, deserving further studies regarding its implication in the sustainability of terrestrial ecosystems as well as biotechnological viability.

O sabiá (Mimosa caesalpiinifolia Benth.) é uma espécie pioneira de ampla adaptabilidade, com alta capacidade de regeneração e resistência à seca, características que a tornam uma excelente opção para a revegetação e recuperação de áreas degradadas. Ela se associa simbioticamente a rizóbios, porém não há ainda estirpes recomendadas para incrementar a fixação biológica de N2. Dentro desse contexto, avaliou-se o potencial de estirpes de rizóbio para fixarem N em simbiose com sabiá. Rizóbios foram isolados de nódulos de sabiá inoculados com amostras de solos provenientes das regiões Nordeste e Sudeste do Brasil. Os isolados foram autenticados e vinte e um deles foram positivos para nodulação. Estes foram caracterizadas pelo sequenciamento do gene RNAr 16S e inoculados em sementes de sabiá plantadas em vasos de Leonard visando avaliar sua eficiência e eficácia simbióticas. As plantas foram coletadas após 90 dias para determinação do acúmulo de biomassa vegetal e do cálculo de eficiência e eficácia das estirpes. As estirpes foram classificadas em sua maioria nas espécies Paraburkholderia sabiae e P. diazotrophica. Também foram isoladas estirpes de Rhizobium sp. e Trinickia symbiotica. P. diazotrophica foi isolada majoritariamente de plantas inoculadas com solo do Nordeste, enquanto P. sabiae foi mais frequente em solos do Sudeste. As estirpes apresentaram uma ampla variação em efetividade, com destaque para as estirpes BR 13975, BR 13954, BR 13950 e BR 13966, as quais apresentaram eficácia entre 97% e 74% e eficiência de 2890% a 2207%. Todas pertencem à espécie Paraburkholderia diazotrophica e são de diferentes procedências geográficas. Conclui-se que a espécie P. diazotrophica é uma espécie potencial para prospecção de estirpes de alta eficiência para a inoculação do sabiá. As estirpes selecionadas deverão passar pela etapa III de seleção antes de serem definitivamente recomendadas.