Inoculação de Azospirillum brasilense: efeito sobre crescimento de Zea mays em solo não estéril e quantificação de DNA bacteriano

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Recursos Genéticos Vegetais, Florianópolis, 2017.A bactéria Azospirillum brasilense FP2 promove o crescimento de plantas através da fixação de nitrogênio, produção de fitormônios, melhoria geral do crescimento radicular e aumento da absorção de minerais e água, solubilização de fosfato, entre outros mecanismos propostos. Assim, o objetivo deste trabalho foi estudar o efeito da inoculação de A. brasilense FP2 sobre o crescimento de plântulas de Zea mays cultivar Dekalb 390, através da avaliação de parâmetros de crescimento das plantas, e também quantificar o DNA bacteriano nas raízes de milho por qPCR. Para quantificar A. brasilense em raízes de milho, os pares de iniciadores gênero específico AznifAF12/F19 e cepa específico AzoR2.1 foram testados. O experimento foi conduzido em vasos contendo solo não estéril, em casa de vegetação, em um delineamento inteiramente casualizado com quatro repetições. As plântulas de milho foram coletadas aleatoriamente aos 7, 14 e 21 dias após a inoculação (DAI). Os resultados demonstraram que as plantas inoculadas com A. brasilense FP2 apresentaram um aumento da massa fresca total de raiz e parte área aos 7 e 14 DAI, na massa fresca das raízes frescas primárias e laterais aos 14 e 21 DAI, e maior comprimento da parte aérea aos 7 e 14 DAI, em relação às plântulas controle. Não houve amplificação de DNA de A. brasilense nas amostras das raízes inoculadas ou das plântulas controle, quando utilizado o primer AznifAF12/AznifAF19. Já usando o par de iniciadores AzoR2.1, a presença de A. brasilense foi detectada aos 7, 14 e 21 DAI em plântulas inoculadas. Um grande número de bactérias foi observado do sétimo dia (~108 UFC / g de raízes de milho) até ao vigésimo primeiro dia (~107 UFC / g de raízes de milho) após a inoculação. A presença de A. brasilense não foi detectada nas raízes do tratamento controle. Em conclusão, o crescimento do milho foi significativamente afetado quando inoculado com A. brasilense, demonstrando melhores taxas de crescimento. Para monitorar a inoculação das bactérias no solo não estéril, o par de iniciadores AznifAF12/F19 não foi eficaz. No entanto, o par de iniciadores AzoR2.1 foi eficiente e pode ser utilizado para monitorar a flutuação da população de A. brasilense FP2 após sua inoculação em raízes de milho.Abstract : The rhizosphere bacterium Azospirillum brasilense FP2 promotes plant growth through nitrogen fixation, phytohormone production, improvement of root growth and enhanced uptake of minerals and water, phosphate solubilization and other proposed mechanisms. The objective of this work was to study the effect of inoculating A. brasilense FP2 on the growth of Zea mays seedlings cultivar Dekalb 390, by assessing certain growth parameters, and by quantifing bacterial DNA by qPCR. To quantify A. brasilense in inoculated maize roots, genus-specific primers AznifAF12/F19 and strain-specific primers AzoR2.1 were tested. The experiment was conducted in pots in a greenhouse. The experiment followed a randomized design with four replications and the seedlings were randomly collected at 7, 14 and 21 days after inoculation (DAI). Increases were observed in the total fresh weight of roots and shoots , fresh weight of primary and lateral roots at 14 and 21 DAI, and also in shoot length at 7 and 14 DAI for plants inoculated with A. brasilense FP2 compared with the control seedlings. Regarding bacterial DNA quantification, presence of A. brasilense was not detected in the control and in the inoculated root samples when using primer pair AznifAF12/AznifAF19. On the other hand, when using primer pair AzoR2.1, the presence of A. brasilense was detected at 7, 14 and 21 DAI in inoculated seedlings. A large number of bacteria were observed up to the 21th DAI (~107 CFU/g of maize roots). The presence of A. brasilense was not detected in all plants in the control. In conclusion, the response of maize was significantly affected when inoculated with A. brasilense, and to monitor inoculation of the bacteria in a non-sterile soil, the primer pair AznifAF12/F19 was not effective. However, the primer pair AzoR2.1 was efficient and can be used to monitor the population fluctuation of A. brasilense FP2 after the inoculation in maize