Bioprospection and genetic diversity of endophytic bacteria associated with cassava plant

• Published in: Caatinga Vol. 31; no. 2; pp. 315 - 325
• Main Authors: LEITE, MARIA CAMILA DE BARROS SILVA, PEREIRA, ARTHUR PRUDÊNCIO DE ARAUJO, SOUZA, ADIJAILTON JOSÉ DE, ANDREOTE, FERNANDO DINI, FREIRE, FERNANDO JOSÉ, SOBRAL, JÚLIA KUKLINSKY
• Format: Journal Article
• Language: English; Portuguese
• Published: Mossoro Universidade Federal Rural do Semiárido 01.04.2018; Universidade Federal Rural do Semi-Árido
• Subjects: Achromobacter; AGRICULTURE, DAIRY & ANIMAL SCIENCE; AGRONOMY; Bacteria; Bioprospecting; Cassava; FISHERIES; FOOD SCIENCE & TECHNOLOGY; FORESTRY; Genetic diversity; Plant growth; rRNA 16S; Sandy soils; VETERINARY SCIENCES; P solubilization; 16S rRNA; Fixação biológica de nitrogênio; Solubilização de P; Indole acetic acid; Exopolysaccharide; Biological nitrogen fixation; Ácido indo acético; Exopolissacarídeo
• ISSN: 0100-316X; 1983-2125; 1983-2125
• DOI: 10.1590/1983-21252018v31n207rc

ABSTRACT Cassava is mostly planted in sandy soils which are usually of low fertility, thereby making it necessary to perform beneficial associations with microorganisms that can promote their growth. In this perspective, the possibility of selecting bacterial isolates efficient in promoting the growth of the culture is evident, which can provide subsidies for future inoculants. The objective of this study was to isolate, identify, select and evaluate the genetic diversity of endophytic bacteria in roots and stems of cassava grown in Garanhuns - PE, with features involved in promoting plant growth. The isolation was performed on culture medium semisolid LGI-P. The selected isolates were evaluated for the potential to fix N2, as the ability to produce indole acetic acid, for their ability to solubilize inorganic phosphate and produce exopolysaccharides. Some bacterial isolates had their 16S rRNA gene sequenced by the Sanger method. A total of 52 endophytic bacteria isolates were obtained from cassava. Regarding the potential to fix N2, 15% of the isolates were positive. As for the production of IAA, 78% of the isolates produced this phytohormone in a medium with increased L-tryptophan. Approximately 31% of the isolates were able to solubilize inorganic phosphate and 60% had exopolysaccharide. The identification of 19 isolates allowed the grouping into six bacterial genera, namely: Achromobacter, Bacillus, Burkholderia, Enterobacter, Pantoea and Pseudomonas. Cassava plants grown in Garanhuns - PE present interaction with different groups of endophytic bacteria and there are bacterial groups with several characteristics involved in promoting plant growth. RESUMO A mandioca é, geralmente, plantada em solos arenosos e de baixa fertilidade, tornando eminente a necessidade da mesma em realizar associações benéficas com micro-organismos que possam auxiliar seu crescimento. Nessa ótica, é evidente a possibilidade de seleção de isolados bacterianos eficientes em promover o crescimento da cultura, os quais podem fornecer subsídios para futuros inoculantes. O objetivo deste trabalho foi isolar, identificar, selecionar e avaliar a diversidade genética de bactérias endofíticas de raízes e caules de mandioca, cultivada em Garanhuns - PE, com características envolvidas na promoção de crescimento vegetal. O isolamento foi realizado em meio de cultura semissólido LGI-P. Os isolados selecionados foram avaliados quanto ao potencial de fixar N2, quanto à capacidade de produzir ácido indol acético, quanto à capacidade de solubilizar fosfato inorgânico e produzir exopolissacarídeos. Alguns isolados bacterianos tiveram o gene 16S rRNA sequenciados pelo método de Sanger. No total, foram obtidos 52 isolados de bactérias endofíticas de mandioca. Em relação ao potencial para fixar N2, 15% dos isolados foram positivos. Quanto à produção de AIA, 78% dos isolados produziram este fitohormônio em meio com o acréscimo de L-triptofano. Cerca de 31% dos isolados foram capazes de solubilizar fosfato inorgânico e 60% apresentaram produção de exopolissacarídeos. A identificação de 19 isolados possibilitou o agrupamento em seis gêneros bacterianos, sendo eles: Achromobacter, Bacillus, Burkholderia, Enterobacter, Pantoea e Pseudomonas. Plantas de mandioca cultivadas em Garanhuns - PE apresentam interação com diferentes grupos de bactérias endofíticas e há grupos bacterianos com diversas características envolvidas na promoção de crescimento vegetal.