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Tipo do documento: Tese
Title: Antibiose de Gluconacetobacter diazotrophicus contra bactérias diazotróficas e fitopatogênicas de cana-de-açúcar e caracterização molecular de genes envolvidos na síntese de substâncias antagônicas
Other Titles: Antibiosis of Gluconacetobacter diazotrophicus against diazotrophic and phytopathogenic bacteria of sugarcane and molecular characterization of genes involved in the synthesis of antagonistic substances
Authors: Drechsel, Marcela Motta
Orientador(a): Baldani, José Ivo
Primeiro coorientador: Vidal, Marcia Soares
Primeiro membro da banca: Baldani, José Ivo
Segundo membro da banca: Olivares, Fábio Lopes
Terceiro membro da banca: Goi, Silvia Regina
Quarto membro da banca: Brioso, Paulo Sergio Torres
Quinto membro da banca: Schwab, Stefan
Keywords: inoculante;antagonismo;controle biológico;inoculant;antagonism;biological control
Área(s) do CNPq: Agronomia
Microbiologia
Idioma: por
Issue Date: 14-Apr-2011
Publisher: Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro
Sigla da instituição: UFRRJ
Departamento: Instituto de Agronomia
Programa: Programa de Pós-Graduação em Fitotecnia
Citation: DRECHSEL, Marcela Motta. Antibiose de Gluconacetobacter diazotrophicus contra bactérias diazotróficas e fitopatogênicas de cana-de-açúcar e caracterização molecular de genes envolvidos na síntese de substâncias antagônicas. 2011. 114 f. Tese (Doutorado em Fitotecnia) - Instituto de Agronomia, Departamento de Fitotecnia, Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro, Seropédica-RJ, 2011.
Abstract: A utilização de microrganismos endofíticos em inoculantes de cana-de-açúcar, pode, além de ajudar a diminuir a necessidade de aplicação de fertilizantes químicos nitrogenados, atuar no controle biológico de fitopatógenos na cultura. Além disso, torna-se necessário o estudo de antagonismo entre as estirpes que compõem o inoculante para elucidar suas interações no inoculante a fim de contribuir com todo o potencial biotecnológico. A partir disso, o antagonismo in vitro da estirpe PAL5T de G. diazotrophicus foi avaliada contra as bactérias que compõem o inoculante de cana-de-açúcar desenvolvido pela Embrapa (Azospirillum amazonense, Herbaspirillum seropedicae, Herbaspirillum rubrisubalbicans e Burkholderia tropica), como também contra a bactéria Xanthomonas albilineans, agente etiológico da escaldadura das folhas. A metodologia empregada foi a de antibiose por dupla camada, em que a estirpe PAL5T foi inoculada em pontos equidistantes seguido da adição de uma sobrecamada contendo meio fundente e a cultura líquida da bactéria a ser inibida. Agentes indutores da síntese de substâncias antagônicas como radiação UV e H2O2 foram aplicados nas culturas líquidas de PAL5T antes de serem incubadas em placas. Os resultados mostraram a necessidade de indução da síntese de bacteriocina por um agente externo como irradiação ultravioleta ou peróxido de hidrogênio, tanto para a inibição de X. albilineans quanto para H. rubrisubalbicans. As demais bactérias que compõem o inoculante não foram inibidas pela estirpe PAL5T nem quando foram submetidas à radiação UV ou ao H2O2. Num segundo estudo, objetivou-se identificar possíveis genes relacionados à produção de compostos antimicrobianos no genoma da estirpe PAL5T de G. diazotrophicus. Dois mutantes sítiodirigidos defectivos na síntese e no transporte de bacteriocina foram construídos a partir da incorporação de um elemento de transposição nas ORFs GDI_0415 e GDI_3499, respectivamente. A ORF GDI_0415 foi anotada como uma bacteriocina denominada Linocina M18 enquanto a GDI_3499 foi anotada como um transportador ABC. A avaliação do antagonismo da estirpe selvagem e dos mutantes foi realizada pela metodologia de antibiose por dupla camada, como descrita anteriormente. O mutante defectivo para o transporte de bacteriocina apresentou resultados idênticos aos da estirpe selvagem. O mutante para a síntese de bacteriocina não apresentou atividade antagônica contra o fitopatógeno, mesmo no tratamento com exposição à UV. Os resultados sugerem que essa bacteriocina (Linocina M18) é a responsável pelo antagonismo de X. albilineans.
Abstract: The use of endophytic diazotrophic microorganisms in a sugar cane inoculant may help to decrease the need for nitrogen fertilizer application and in addition may act as biological control agent against pathogens in the crop. Moreover, the antagonism study among these strains may help to elucidate their interactions during the inoculant uses as well as to explore the biotechnological potential. For this, an in vitro antagonism study involving the PAL5T strain was carried out against the bacteria from the sugarcane inoculant developed by Embrapa (Azospirillum amazonense, Herbaspirillum seropedicae, Herbaspirillum rubrisubalbicans and Burkholderia tropica). In addition, this strain was also tested against Xanthomonas albilineans, causal agent of leaf scald. A double- agar layer method was used with PAL5T strain inoculated at equidistant points of the plates and an overlayer containing liquid culture medium of the bacterium to be inhibited was added. Agents that can induce antagonism, like UV radiation and H2O2 were used as inductors in PAL5T liquid cultures. The induction of bacteriocin synthesis by an external agent such as ultraviolet irradiation or hydrogen peroxide was required to inhibit X. albilineans and H. rubrisubalbicans. The other bacteria were not inhibited by PAL5T grown in the same conditions. In addition, it was studied the role played by the genes possible involved in the production of antimicrobial compounds by the PAL5T strain. Two site-directed mutants defective in synthesis and transport of bacteriocin were constructed with the incorporation of the Tn5 in GDI_0415 and GDI_3499 ORFs, respectively. The ORF GDI_0415 was anoted as a bacteriocin named Linocina M18 while GDI_3499 was anoted as an ABC transporter. The antagonism of the wild-strain and mutants was analyzed by double- agar layer method as previously described. The mutant defective for bacteriocin transport produced the same phenotype as the wild-type strain. The bacteriocin mutant did not show antagonistic activity against the phytopathogen even after UV exposition, suggesting that the bacteriocin (Linocina M18) is responsible for the antagonism against X. albilineans.
URI: https://rima.ufrrj.br/jspui/handle/20.500.14407/9971
Appears in Collections:Doutorado em Fitotecnia

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