Isolation and characterization of plant growth promoting bacteria from the eucalyptus rhizosphere

O eucalipto necessita de adequada adubação para obtenção de melhor produtividade e qualidade da madeira. Em geral, os plantios de eucalipto são estabelecidos em solos de baixa fertilidade, onde as populações microbianas do solo podem contribuir significativamente para a disponibilização de nutrientes para as plantas. A associação com bactérias promotoras do crescimento de plantas (BPCP) pode contribuir para o crescimento e desenvolvimento do eucalipto por meio de mecanismos promotores do crescimento vegetal. O objetivo deste trabalho foi isolar BPCP da rizosfera de eucalipto, estudar a expressão dos mecanismos de promoção de crescimento in vitro e testar o efeito da inoculação bacteriana no crescimento de Eucalyptus grandis em condições de casa de vegetação. O isolamento das potenciais BPCP foi realizado em meios próprios para o isolamento de procariotos diazotróficos (LGI, JNFB, JMV, LGIP e NFB) usando amostras de solo rizosférico de eucalipto. Após o isolamento em cultura pura, 51 isolados foram caracterizados pela técnica de coloração de Gram e identificados pelo método MIDI. Os isolados capazes de solubilizar Ca 3 (PO 4 ) 2 e Al(PO 4 ) foram testados quanto à solubilização de fosfatos de rocha (FR) de Patos, Catalão, Araxá, Crandalita, Itafós Abaeté, Gafsa e Aipe. Todos os isolados foram testados quanto à capacidade de promoção de crescimento de E. grandis em casa de vegetação por 120 dias. Após o cultivo, foram avaliadas as seguintes variáveis: altura, número de folhas, matéria seca das raízes (MSR), matéria seca foliar (MSF), matéria seca do caule (MSC), matéria seca total (MST), bem com o conteúdo de N, P, K, Ca e Mg e a eficiência de uso de nutrientes (EUN). Os isolados obtidos pertencem aos gêneros Ralstonia, Bacillus, Stenotrophomonas, Paenebacillus, Staphylococcus, Virgibacillus, Burkholderia, Pseudomonas e Xanthomonas. Os valores de solubilização de fosfato de cálcio variaram de 24,84 a 178,48 mg L -1 . Para o fosfato de alumínio, os valores obtidos variaram de 7,68 a 29,68 mg L -1 . O isolado mais eficiente solubilizou 17,86% do P do fosfato tricálcico. Os isolados LEM 10 e LEM 36 apresentaram capacidades distintas de solubilizar os diferentes tipos de FR testados. A susceptilidade à solubilização microbiana decresceu na seguinte ordem: Gafsa > Araxá > Abaeté > Catalão > Aipe > Patos > Itafós > Crandalita. As porcentagens médias de P solubilizado variaram de 0,25%, para a Crandalita, a 25% para Gafsa. A inoculação com alguns isolados bacterianos promoveram ganhos máximos de MSR e MST de 1.137 e 695%, respectivamente, em relação ao tratamento controle não inoculado. A inoculação com os isolados de BPCP aumentou o conteúdo e a EUN de todos os macronutrientes avaliados. No caso do P e N, na MST, os conteúdos desses nutrientes apresentaram aumentos máximos decorrentes da inoculação bacteriana de 644 e 505%, respectivamente. Já para o cálcio, os ganhos máximos corresponderam a 572,8% na MST. As análises de agrupamento e componentes principais revelaram três grupos de BPCP, sendo o isolado de melhor desempenho o Bacillus cereus GC subgroup B (LEM 29). Além da atividade diazotrófica, as culturas obtidas apresentaram a capacidade de solubilizar fontes de fósforo pouco reativas, constituindo ferramenta com potencial de aplicação em viveiros florestais. Palavras-chave: Acidez titulável. Macronutrientes. Nutrição vegetal. pH. Solubilização de fosfato.Eucalyptus plants require adequate fertilization to achieve better productivity and wood quality. In general, eucalyptus plantations are established in soils with low fertility, where soil microbial populations can significantly contribute to nutrient availability to plants. The association with plant growth-promoting bacteria (PGPB) can contribute to the growth and development of eucalyptus through plant growth-promoting mechanisms. The objective of this work was to isolate PGPB from the eucalyptus rhizosphere, taxonomically characterize them, study the expression of its growth promotion mechanisms in vitro and to test their effect on the growth of Eucalyptus grandis under greenhouse conditions. The isolation of potential PGPB was carried out in media suitable for cultures of diazotrophic prokaryotes (LGI, JNFB, JMV, LGIP and NFB) using rhizospheric soil samples from E. grandis. After isolation in pure culture, 51 isolates were characterized by the Gram stain technique and identified by MIDI. Isolates capable of solubilizing Ca 3 (PO 4 ) 2 and Al(PO 4 ) were used for the solubilization of rock phosphates (RP): Patos, Catalão, Araxá, Crandalita, Itafós Abaeté, Gafsa, and Aipe. All isolates were tested as to their capacity to promote E. grandis growth in the greenhouse for 120 days. After cultivation, the following variables were evaluated: height, number of leaves, root dry matter content (RDMC), leaf dry matter content (LDMC), stem dry matter (SDM), total dry matter (TDM), as well as N, P, K, Ca, and Mg content and the nutrient use efficiency (NUE). The isolates obtained belong to the genera Ralstonia, Bacillus, Stenotrophomonas, Paenebacillus, Staphylococcus, Virgibacillus, Burkholderia, Pseudomonas and Xanthomonas. Calcium phosphate solubilization values ranged from 24.84 to 178.48 mg L -1 . For aluminum phosphate, the values obtained ranged from 7.68 to 29.68 mg L -1 . The most efficient isolate solubilized 17.86% of the P in the tricalcium phosphate. The isolates LEM 10 and LEM 36 presented distinct capacities to solubilize the different types of RP tested. The susceptibility to microbial solubilization decreased in the following order: Gafsa > Araxá > Abaeté > Catalão > Aipe > Patos > Itafós > Crandalita. The average percentages of solubilized P ranged from 0.25% for Crandalita to 25% for Gafsa. Inoculation with some bacterial isolates promoted maximum gains in RDMC and TDM of 1,137 and 695%, respectively, compared to the uninoculated control treatment. Inoculation with PGPB isolates increased the content and NUE of all macronutrients evaluated. Concerning P and N, in RDMC, the contents of these nutrients showed maximum increases due to bacterial inoculation of 644 and 505%, respectively. As for calcium, the maximum gains corresponded to 572.8% in RDMC. The cluster and principal component analyzes revealed three groups of PGPB, with the isolate with the best performance being Bacillus cereus GC subgroup B (LEM 29). In addition to the diazotrophic activity, the cultures obtained showed the ability to solubilize less reactive phosphorus sources, constituting a tool with potential application in forest nurseries. Keywords: Titratable acidity. Macronutrients. Plant nutrition. pH. Phosphate solubilization.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superio