Taxonomia e filogenia, com base na análise dos genes ribossomal 16S e glnll, de 23 estirpes autorizadas para a produção de inoculantes comerciais no Brasil para 21 espécies de leguminosas

O nitrogênio é um nutriente extremamente importante para as plantas, por ser indispensável para a produção de muitos compostos essenciais e estar diretamente relacionado com a constituição de sua matéria orgânica. Visto que nenhum animal ou planta é capaz de utilizá-lo diretamente, existem algumas formas de fornecimento desse nutriente, dentre eles, o processo de fixação biológica do nitrogênio (FBN), de grande importância econômica e agronômica. A seleção, identificação e manutenção das estirpes elite de rizóbios para cada leguminosa hospedeira representam etapas críticas para o sucesso da FBN. Décadas de pesquisa no Brasil resultaram na identificação de várias estirpes que são oficialmente autorizadas para a produção de inoculantes para vários leguminosas; a caracterização genética dessas estirpes, porém, deu apenas os primeiros passos. O objetivo deste trabalho foi o de obter um melhor entendimento sobre as relações filogenéticas e o posicionamento taxonômico de 23 estirpes de rizóbios autorizadas para a produção de inoculantes comerciais para 21 leguminosas. A caracterização genética teve como base, a análise de seqüências do gene ribossomal 16S e do gene glnII, que codifica a enzima glutamina sintetase II (EC 6.3.1.2), bem como desses dois genes concatenados. As estirpes foram isoladas de uma variedade de leguminosas, incluindo três subfamílias e 13 tribos. Nas árvores filogenéticas obtidas, foram observados, cinco grupos principais para o gene ribossomal 16S, cinco para o glnII e quatro para a árvore concatenada. De um modo geral, houve a formação de agrupamentos com as estirpes tipo de rizóbios em todas as árvores construídas. Algumas estirpes diferiram em mais 2% dos nucleotídeos do gene ribossomal 16S e mais de 3% para os genes concatenados em comparação com as estirpes tipo, forte indicativo de que podem representar novas espécies. As análises filogenéticas também demonstraram alta congruência entre as seqüências do gene ribossomal 16S e do gene glnII, e a definição dos grupos foi consideravelmente incrementada com a análise dos genes concatenados. Os resultados obtidos foram claros na proposta de que a seqüência do gene glnII representa uma ferramenta adicional valiosa para estudos de filogenia e taxonomia de rizóbios.Nitrogen is an extremely important nutrient for the plants, because it is essential for the production of several essential compounds and is also directly related to the formation of plant organic matter. No animal or plant is able to use nitrogen directly, therefore there are some ways by which the nutrient can be used, including the biological nitrogen fixation (BNF) process, of great economic and agronomic importance. The selection, identification and maintenance of elite rhizobial strains for each legume host represent critical steps for the success of the BNF process. Decades of research in Brazil resulted in the identification of several strains which are officially authorized for the production of inoculants for several legumes; however, the genetic characterization of those strains is only starting. The objective of this study was to obtain a better understanding about the phylogenetic relationships and the taxonomic position of 23 rhizobial strains authorized for the production of commercial inoculants for 21 legumes. The genetic characterization was based on the analyses of the sequences of the ribosomal 16S gene and of the glnII gene, which encodes for the enzyme glutamine synthetase (E.C. 6.3.1.2), as well as of the concatenated genes. The strains were isolated from a variety of legumes, including three subfamilies and 13 tribes. In the phylogenetic trees, five major groups were observed for the ribosomal 16S gene, five for the glnII and four for the concatenated tree. In general, clustering with type strains were observed in all trees. Some strains have shown differences of 2% of the nucleotides of the 16S ribosomal gene and more than 3% for the concatenated genes in comparison to the type strains, strongly suggesting that they might represent new species. The phylogenetic analyses have also indicated high congruence in the analysis of the ribosomal 16S and of the glnII genes, and the clustering definition was considerably improved when the concatenated genes were considered. The results obtained are clear in the proposal that the sequence of the glnII gene represents a valuable additional tool for studies of phylogeny and taxonomy of rhizobia