Selection of Rhizobia and symbiotic compatibility study in Desmodium incanum and Lotus sp. plants

A existência de rizóbios nativos eficientes na fixação simbiótica do nitrogênio em leguminosas introduzidas nos campos do Rio Grande do Sul, como as forrageiras do gênero Lotus, é um fator determinante para adaptação ou o fracasso destas novas espécies. Este trabalho visou estudar a compatibilidade simbiótica de rizóbios simbiontes em Desmodium incanum, uma planta nativa dos campos do Rio Grande do Sul, e em L. corniculatus, L. uliginosus, L. glaber e L. subbiflorus. Para isto 35 isolados e 17 estirpes de rizóbios foram estudadas. Os isolados foram caracterizados fenotípicamente quanto a morfologia colonial, produção de ácido indol-acético e sideróforos. Os rizóbios foram estudados quanto a compatibilidade simbiótica pela inoculação cruzada com as espécies de plantas estudadas. Observou-se existem rizóbios nativos dos solos do Rio Grande do Sul capazes de produzir auxinas e sideróforos. Os rizóbios estudados neste trabalho foram sensíveis a salinidade. Também observou-se que todos os rizóbios isolados de Lotus foram capazes de induzir nodulação em pelo menos duas das cinco espécies estudadas. Os rizóbios de L. uliginosus que apresentaram compatibilidade com as cinco espécies de plantas estudadas, já os de D. incanum mostraram alta especificidade. Em experimento em casa de vegetação as plantas de L. corniculatus inoculadas com os o isolado UFRGS Lu 2 e as estirpes EEL 698 e SEMIA 816 produziram maior massa seca da parte aérea. Este isolado também foi eficiente em plantas de D. incanum. Os resultados deste trabalho mostram que existem rizóbios autóctones dos solos do Rio Grande do Sul que apresentam baixa especificidade hospedeira sendo capazes de formar simbiose com plantas de D. incanum, L. corniculatus, L. subbiflorus, L. glaber e L. uliginosus. A compatibilidade simbiótica com diferentes hospedeiros dificultou o estabelecimento de grupos de compatibilidade. A técnica de REP-PCR com o oligonucleotídeo iniciador BOX A1 mostrou que existe variabilidade entre os rizóbios estudados, sendo estes, diferentes das estirpes fornecidas pelas coleções de cultura.The presence of native Rhizobia which are efficient in symbiotic nitrogen fixation in legumes introduced in the fields of Rio Grande do Sul, such as the forages plants of the genus Lotus, is one of the factors determining the success or the failure of the adaptation of these new plant species. This work aimed to evaluate the symbiotic compatibility of Rhizobia in association with Desmodium incanum, a native plant from the fields of Rio Grande do Sul, as well as with L. corniculatus, L. uliginosus, L. glaber and L. subbiflorus species. For this, 35 isolates and 17 lineages of Rhizobia were analyzed. The isolates were characterized phenotypically based on the colony morphology and on the indole acetic acid and siderophore production. The Rhizobia were studied for symbiotic compatibility by cross-inoculation with the plant species studied. It was observed that there are indigenous Rhizobia in the soils of Rio Grande do Sul capable of producing siderophores and auxins. All of Lotus Rhizobia were able to induce nodulation in at least two of the five studied species. Rhizobia strains isolated from L. uliginosus have shown a broad specificity, being able to induce nodulation in all studied species. On the other hand, Rhizobia isolated from D. incanum have shown to be highly specific. In a green-house experiment the plants of L. corniculatus inoculated with the isolate UFRGS Lu 2 and strains EEL 698 and SEMIA 816 produced higher shoot dry mass. This isolate was also efficient in D. incanum plants. The results show that there are indigenous Rhizobia in the soils of Rio Grande do Sul, which have low host specificity and are capable of forming symbiosis with D. incanum, L. corniculatus, L. subbiflorus, L. glaber and L. uliginosus plants. The symbiotic compatibility with different hosts made difficult the establishment of compatibility groups. The technique of REP-PCR using primer BOX A1 showed differences among the Rhizobia studied, which are different from strains provided by culture collections