Prospection of plant growth-promoting bacteria from plants of a temporary lagoon in a tropical semiarid region

Os ecossistemas aquáticos são importantes em regiões semiáridas, como no bioma Caatinga. Nesta região, a lagoa temporária é caracterizada por fases de inundação e secas. Na estação seca, as lagoas temporárias são capazes de sustentar uma alta produtividade e biodiversidade. A leguminosa Mimosa bimucronata é comum nesses ambientes pois é adaptada a solos com má drenagem e, é provável que exista a contribuição dos simbiontes microbianos na tolerância a estresses específicos do habitat. Pesquisas relacionadas à caracterização de bactérias promotoras de crescimento de plantas (BPCPs) nunca foram realizadas em lagoas temporárias do semiárido tropical. O objetivo desde trabalho foi isolar BPCPs associadas à rizosfera e ao solo adjacente da M. bimucronata, caracterizar os principais mecanismos de promoção de crescimento das BPCPs e avaliar o potencial biotecnológico dos isolados obtidos em promover o crescimento de Zea mays L sob 30% e 80% da capacidade de pote (CP). Foram isolados e caracterizados 355 isolados bacterianos.: 131 isolados do solo rizosférico (ISR); 97 isolados do solo adjacente (ISA); 104 isolados formadores de endósporo do solo rizosférico (IFESR) e 23 isolados formadores de endósporo do solo adjacente (IFESA). A partir dos isolamentos com base na caracterização fenotípica, os isolados foram agrupados a 70% de similaridade, obtendo 98 isolados. Dentre os 98 isolados avaliados, todos produziram ácido indol-acético AIA, 35 foram capazes de solubilizar fosfato de cálcio bi básico, porém nenhum isolado solubilizou o fosfato de alumínio, 94 foram capazes de produzir exopolissacarídeos (EPS) e 63 foram capazes de produzir biofilme. Baseado nestes mecanismos, foram selecionados 30 isolados mais promissores, e destes 17 foram capazes de fixar nitrogênio, 24 produziram ácido-1-carboxílico-1-aminociclopropano (ACC) deaminase, 8 isolados cresceram em meio até 0,844 de atividade de água (Aw) e 14 produziram quitinases. Além disso, os isolados que apresentaram maiores valores de um determinado mecanismo de promoção de crescimento de plantas, foram selecionados para constituir consórcios microbianos e foram avaliados em relação ao potencial de promover o crescimento do Z. mays L. Entre os consórcios, o destaque foi o C4, com um aumento de 65% da biomassa seca da raiz quando comparado ao controle sem inoculação (CSI). Os isolados 70 e 38 destacaram-se significativamente quando comparado aos demais isolados para o aumento da área foliar total. Para biomassa seca da raiz (BSR), os isolados 28-7 e 28-10, destacaram-se significativamente quando comparados aos demais tratamentos, sob condições de 80% de capacidade de pote. O isolado 43 destacou-se significativamente para o comprimento do caule, BSPA e BSR, demonstrando o potencial de promover o crescimento do Z. mays L. sob estresse hídrico (30% CP). Esses resultados indicam o potencial dos isolados nativos obtidos da M. bimucronata em uma lagoa temporária do semiárido tropical em promover o crescimento do milho.Aquatic ecosystems are important in semi-arid regions, such as the Caatinga’s biome. In this region, the temporary lagoon is characterized by flood and dry phases. In the dry season, the temporary lagoon is capable of sustaining high productivity and biodiversity. The legume tree, Mimosa bimucronata, is common in these environments because it is adapted to soils with poor drainage We guess that there is a strong contribution of the microbial symbionts in the tolerance to stresses supported by these plants in the lagoon environment. The bioprospection of plant-growth promoting bacteria (PGPB) have never been carried out in the temporary lagoon in a tropical semiarid. Our aim was to isolate PGPB associated with the rhizosphere and the adjacent soil of M. bimucronata, and characterize the main mechanisms of plant-growth promotion, and to evaluate the biotechnological potential of the isolates to promote Zea mays L. development under 30% and 80% of microcosm capacity (MC). We analyzed 355 bacterial isolates, which were separated as follows: 131 rhizospheric soil isolates (ISR); 97 isolates from adjacent soil (ISA); 104 rhizospheric soil endospore isolates (IFESR) and 23 adjacent soil endospores forming isolates (IFESA). Based on the phenotypic characterization, we choose 98 isolates for subsequent analysis. In that amount (98), all of them produced indole-acetic acid AIA, 35 solubilized bi-basic calcium phosphate, none solubilized aluminium phosphate, 94 produced exopolysaccharides (EPS) and 63 produced biofilm. Based on the last mechanisms, the best 30 isolates were selected, and in this amount (30), 17 were able to fix nitrogen, 24 produced 1-carboxylic acid-1-aminocyclopropane (ACC) deaminase, 8 grown in medium up to 0.844 water activity (Aw) and 14 produced chitinases. In addition, the isolates that presented the highest values of plant-growth promotion mechanisms were selected to perform a microbial consortium, which was inoculated in an experiment using Z. mays L. Among the consortia, the highlight was the C4, with a 65% increase of the dry biomass of the root when compared to the control without inoculation (CSI). Isolates 70 and 38 showed significantly effect when compared to the other isolates, mainly for the increase of the total leaf area. Regarding the dry root biomass (BSR), the isolates 28-7 and 28-10 were significantly different when compared to the other treatments under conditions of 80% pot capacity. Isolate 43 significantly enhanced the stem length, BSPA and BSR, demonstrating the potential to promote Z. mays L growth. under water stress (30% CP). These results indicate the potential of the native isolates obtained from M. bimucronata in a temporary lagoon in a tropical semiarid region for corn growth.Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPqCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPE