PT116424B - Formulação biofertilizante microbiana - Google Patents

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Isabel Ribeiro Pereira Sandra
Alexandra Domingos Reis Sara
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Abstract

A PRESENTE INVENÇÃO ENQUADRA-SE NA ÁREA DA AGRICULTURA SUSTENTÁVEL. É OBJETO DA PRESENTE INVENÇÃO UMA MISTURA DE MICRORGANISMOS COM PROPRIEDADES ESTIMULANTES E PROMOTORAS DO CRESCIMENTO DAS PLANTAS PARA USO COMO BIOFERTILIZANTES E A SUA UTILIZAÇÃO COMO COMPLEMENTO OU EM SUBSTITUIÇÃO DE FERTILIZANTES SINTÉTICOS. A MISTURA DESTES ORGANISMOS PROMOVE AINDA A TOLERÂNCIA DAS PLANTAS AO STRESS HÍDRICO. A PRESENTE INVENÇÃO APRESENTA AINDA O MÉTODO DE PRODUÇÃO E APLICAÇÃO NAS SEMENTES, NO SOLO OU NOS SUBSTRATOS DE SEMENTEIRA.

Description

DESCRIÇÃO
FORMULAÇÃO BIOFERTILIZANTE MICROBIANA
CAMPO DA INVENÇÃO
A presente invenção refere-se ao uso de microrganismos promotores do crescimento das plantas para uso como biofertilizantes na produção agrícola. Enquadra-se na área da agricultura sustentável por contribuir para a redução ou eliminação do uso de compostos químicos de síntese, que têm impactos negativos na saúde e no ambiente. Em particular, apresenta a composição e método de produção de um biofertilizante promotor do crescimento e produtividade de plantas e aumento da tolerância das culturas à acidez e secura.
uso de biofertilizantes microbianos baseados em microrganismos habitantes naturais do solo é uma estratégia biotecnológica para melhorar a produtividade das plantas, a resistência a doenças e tolerância a condições desfavoráveis de crescimento, como a falta de água no solo, pH desfavorável ou a reduzida fertilidade.
ANTECEDENTES DA INVENÇÃO
Nas últimas décadas deu-se um enorme avanço no conhecimento da microbiologia do solo, em resultado do desenvolvimento das técnicas moleculares que permitiram revelar uma enorme diversidade microbiana e impulsionar o seu uso biotecnológico na produção agrícola. Um elevado número de
- 2 microrganismos da rizosfera, ou associados intimamente ao sistema radicular das plantas, tem merecido particular atenção pelo seu potencial em melhorar a produtividade das culturas. Estes microrganismos que colonizam as raízes das plantas, protegem as plantas e melhoram o seu crescimento por diversos mecanismos, são geralmente designados por rizobactérias promotoras do crescimento das plantas (PGPB, plant growth promoting bactéria). Este grupo de microrganismos inclui uma elevada diversidade de espécies, principalmente pertencentes aos géneros Bacillus, Pseudomonas, Burkholderia, Azospirillum, entre outros.
Vários estudos têm demonstrado que muitos destes microrganismos apresentam, em simultâneo, propriedades biofertilizantes e antagonistas contra agentes fitopatogénicos. Assim, as PGPB podem atuar como biofertilizantes, bioestimulantes, biorremediadoras ou agentes de controlo biológico/biopesticidas (Lugtenberg and Kamilova, 2009; Ma et al., 2016).
As PGPB são consideradas simbiontes universais de plantas superiores capazes de melhorar o seu desenvolvimento. Os mecanismos de promoção de crescimento das plantas incluem a melhoria da fixação de nutrientes, como a fixação de azoto atmosférico, a solubilização do fósforo e do potássio, a síntese de fito-hormonas, como o ácido indolacético (AIA) e citoquininas, a produção de ácidos orgânicos e a decomposição dos resíduos orgânicos, permitindo melhorar o teor de matéria orgânica do solo (Bulgarelli et al., 2013; Souza et al., 2015). Por outro lado, conferem proteção contra agentes fitopatogénicos (fungos, insetos, nemátodos) funcionando como agentes de controlo biológico, principalmente através da produção de compostos químicos
- 3 (por exemplo, antibióticos, cianeto de hidrogénio (HCN), de enzimas, bem como pela ativação da resistência sistémica induzida. Além disso, promovem o estabelecimento e a nutrição das plantas em condições desfavoráveis de crescimento (Glick, 2010; Nadeem et al., 2014), permitindo melhorar a produtividade e qualidade da produção agrícola (Vejan et al., 2016) e contribuir para uma agricultura sustentável (Kundan et al., 2015).
As PGPBs podem influenciar o crescimento das plantas pela modificação da assimilação de nutrientes, por exemplo, pela alteração da ramificação radicular ou pela solubilização de nutrientes. Por exemplo, reduzidos níveis de fosfato solúvel pode limitar o crescimento das plantas, sendo normalmente esse problema resolvido com adição de adubos fosfatados. Algumas PGPBs são capazes de solubilizar o fosfato a partir de fontes orgânicas e inorgânicas, disponibilizando-o para a planta (Wang et al., 2017).
Um grupo particular de microrganismos benéficos são os genericamente designados rizóbios, capazes de estabelecer associação simbiótica com plantas leguminosas específicas para a fixação biológica do azoto atmosférico. No entanto, os rizóbios são capazes também de colonizar as raízes de plantas não leguminosas e produzir fito-hormonas, sideróforos e cianeto de hidrogénio, exercendo antagonismo contra os agentes fitopatogénicos (Glick, 2012).
A capacidade das PGPBs terem grande capacidade de adaptação a condições desfavoráveis como a secura (Niu et al., 2018), salinidade, (Mayak et al. 2004), temperatura elevada (Rajkumar et al., 2017), e solos contaminados (Babu et al., 2015), demonstra o potencial para a melhoria da
- 4 produtividade agrícola em áreas desfavoráveis e pouco férteis.
Estes microrganismos benéficos são considerados, assim, uma alternativa ecológica que permite reduzir o impacto ambiental da agricultura (por exemplo, emissões gasosas, lixiviação, aumento da salinidade) e, por este facto, tem sido uma área prioritária de investigação para o desenvolvimento de novos produtos para uma produção agrícola mais amiga do ambiente, onde se inclui o modo de produção biológico, em franco crescimento em todo o mundo.
uso de PGPBs permite restaurar a fertilidade natural dos solos, conservar a biodiversidade, reduzir a pegada ecológica da agricultura, melhorar a segurança alimentar e promover a resistência das culturas a fatores como a salinidade, a secura, temperaturas extremas, doenças, etc. Uma grande vantagem do uso de PGPBs em agricultura sustentável é que podem atuar tanto como biofertilizantes como biopesticidas. 0 uso de biofertilizantes microbianos permite deste modo contribuir para diminuir os problemas ambientais e na saúde humana, resultantes da agricultura convencional muito baseada em produtos químicos e, simultaneamente, aumentar a resiliência das culturas agrícolas às alterações climáticas (Sayyed e Patel, 2011; Sayyed et al., 2019).
De modo a que estes benefícios se façam sentir nas culturas agrícolas, é essencial garantir uma população suficiente destes organismos associados ao sistema radicular, traduzida num elevado número de unidades formadoras de colónias (UFC) por grama de solo. Por este facto, tem-se desenvolvido o mercado dos biofertilizantes microbianos de modo a garantir
- 5 que determinados microrganismos benéficos estão associados a uma particular cultura, com o objetivo de beneficiar das suas propriedades. De igual modo se tem desenvolvido diversos métodos de aplicação dos inóculos no solo ou no revestimento das sementes (Rocha et al., 2019).
O interesse no uso de inóculos microbianos na agricultura para o aumento da produção e para garantir maior sustentabilidade no sector e produzir alimentos mais seguros, tem sido crescente. No entanto, esta estratégia depende da disponibilidade de microrganismos selecionados pela sua eficiência, tolerância a condições ambientais, sobrevivência ao armazenamento, facilidade de aplicação e capacidade de competir com as populações de microrganismos autóctones do solo (Bashan et al.,2014; Patil e Solanki,2016).
Assim, há uma necessidade continua de isolar e identificar novos microrganismos benéficos para as culturas e testar a sua compatibilidade com as práticas agrícolas e adaptação às várias condições edafoclimáticas. Além disso deve ser testado o seu comportamento isoladamente ou em consórcio de modo a avaliar potenciais sinergismos.
Existem várias patentes neste domínio, como o pedido de patente US9687000 que divulga estirpes microbianas, composições e seus métodos de utilização para melhorar o crescimento e/ou o rendimento de uma planta. Também divulga materiais e métodos para apresentar, inibir ou tratar o desenvolvimento de patogéneos de plantas ou doenças fitopatogénicas.
- 6 A inoculação de plantas com microrganismos benéficos selecionados é uma prática que permite a redução ou substituição de fertilizantes sintéticos que têm impacto na qualidade da água, provocam desequilíbrios nos ecossistemas agrícolas e prejudicam a qualidade do solo. Esta é uma prática biológica que estimula a atividade microbiana do solo e contribui para uma intensificação agrícola mais sustentável e em equilíbrio com o ambiente. A seleção destes microrganismos deve ter em conta a sua capacidade de colonização do sistema radicular e adaptação a diferentes condições ambientais, tipos de solos e compatibilidade com as práticas agrícolas.
A combinação de microrganismos eficientes com diferentes propriedades promotoras do crescimento das plantas pode levar ao estabelecimento de sinergismos entre eles, com melhoria da capacidade de adaptação a diferentes condições edafoclimáticas, aumento da capacidade competitiva com os microrganismos autóctones do solo e vantagens na produtividade das plantas.
SUMÁRIO DA INVENÇÃO
A presente invenção inclui uma mistura de bactérias promotoras do crescimento de plantas (PGPB, plant growth promoting rhizobacteria) para a promoção do crescimento das plantas, aumento da produtividade, resistência a doenças e tolerância a condições desfavoráveis de crescimento.
Na presente invenção, desenvolveu-se uma mistura de microrganismos biofertilizantes com diferentes propriedades e adequadas a uma grande gama de plantas, incluindo leguminosas e, em particular, a cultura do grão-de-bico. As
- 7 culturas de plantas leguminosas são uma importante fonte de proteína na alimentação humana e animal. Uma vez que estas culturas são muitas vezes produzidas em condições de solos pobres, ácidos e sem irrigação, a produtividade pode ser reduzida e desincentivar o estabelecimento destas culturas. No entanto, as tendências da alimentação e os benefícios das plantas leguminosas para a fertilidade do solo, tornam estas culturas muito interessantes para sistemas de produção sustentáveis e resilientes às alterações climáticas.
Estes biofertilizantes são adequados para o modo de produção biológico e são capazes de se estabelecer nas culturas, mesmo em condições de acidez do solo. Muitos microrganismos benéficos apresentam sinergismo na sua atividade, pelo que se procura introduzir, no mesmo biofertilizante, microrganismos com diferentes propriedades compatíveis e que se complementam. Estes biofertilizantes microbianos representam assim uma alternativa aos fertilizantes sintéticos que apresentam impactos negativos no ambiente e na saúde humana.
Entre as propriedades conferidas pela mistura de bactérias destacam-se a assimilação de azoto atmosférico, a solubilização do fósforo, a produção de sideróforos, de ácido indolacético e de cianeto de hidrogénio (HCN), que são características importantes para a produtividade e sanidade das culturas agrícolas.
A eficácia dos inóculos bacterianos depende da utilização de métodos de produção adequados bem como de uma formulação que permita assegurar que um número suficiente de microrganismos é fornecido às sementes ou à planta no momento da inoculação. De modo a que estes produtos sejam acessíveis e representem
- 8 uma alternativa viável aos fertilizantes e pesticidas de síntese é necessário assegurar um processo simples e pouco dispendioso de produção. Após o crescimento das culturas bacterianas em meio líquido, a formulação do produto pode ser sólida ou líquida, utilizando materiais de suporte acessíveis e que promovam a proteção das células bacterianas, bem como sejam fáceis de transportar e armazenar. Estes microrganismos podem ser utilizados em conjunto ou individualmente, de acordo com os benefícios que se pretende obter.
uso destes produtos é compatível com as práticas normais de produção agrícola embora seja desaconselhável o uso de pesticidas de síntese que podem reduzir as populações destes microrganismos e exigir um maior número de aplicações.
No âmbito da presente invenção são descritos ensaios de avaliação em culturas de grão-de-bico em condições de campo submetidos a diferentes níveis de irrigação e stress hídrico.
Os microrganismos benéficos para as plantas, incluindo PGPBs e rizóbios, podem reduzir ou eliminar o uso de fertilizantes sintéticos na agricultura, pela melhoria da nutrição das plantas e aumento da tolerância a condições desfavoráveis de crescimento e a agentes patogénicos. As propriedades destes microrganismos apresentam grande interesse agronómico e ambiental pela redução do uso de agroquímicos que têm impactos negativos no ambiente, resultantes de emissões, lixiviação e aumento da salinidade.
uso destes microrganismos benéficos para as plantas promove a melhoria da germinação e estabelecimento das culturas e na melhoria da produtividade e segurança alimentar, com redução
- 9 no uso de agroquímicos. Os biofertilizantes baseados em PGPB são considerados uma alternativa natural aos fertilizantes sintéticos, pois aumentam a produtividade agrícola através da melhoria da assimilação e solubilização dos nutrientes do solo, estimulação da ramificação radicular, associação simbiótica com plantas leguminosas e melhoria da tolerância a condições desfavoráveis de crescimento como salinidade, acidez ou défice hídrico.
A presente invenção engloba também o método de produção e métodos de aplicação nas sementes.
Numa primeira etapa da produção do inoculo, o crescimento das bactérias pode fazer-se em meio de cultura líquido, como Caldo de Triptona de Soja, a 28 °C, numa incubadora orbital com 120 rpm de agitação, ou em meio sólido, como Agar de Triptona de Soja (TSA) ou Agar de Manitol e Extrato de Levedura (YMA). Após 72 horas de crescimento as culturas são centrifugadas e/ou suspensas em solução de cloreto de sódio (NaCl a 0,8%, p/v)) de modo a atingir uma densidade óptica de 0,5 num espetrofotómetro a 600 nm, correspondendo a uma concentração entre 1X107-1x108 unidades formadoras de colónias por mililitro de solução (UFC/mL).
Numa forma de realização, as bactérias são ser formuladas em meio líquido, em água ou outras soluções aquosas, em gel ou adicionadas a um suporte sólido esterilizado, como vermiculite ou turfa para serem posteriormente aplicadas diretamente nas sementes, no solo ou nos substratos de sementeira.
Numa forma de realização adicional, a formulação da presente invenção é ainda utilizada no revestimento de sementes previamente desinfetadas superficialmente e revestidas com
- 10 diversos materiais adesivos, de suporte e nutricionais para assegurar a sobrevivência mais prolongada dos microrganismos.
Numa forma de realização a inoculação das sementes é feita por revestimento das sementes ou peletização de modo simples, nas explorações agrícolas, utilizando uma misturadora ou um saco, ou a nível industrial recorrendo a equipamento mais sofisticado. O material de suporte pode ser turfa, argila, talco, vermiculite, serrim, pó de cortiça, farelos de cereais, entre outros. Como adesivos pode usar-se polímeros sintéticos ou naturais como metilcelulose, carboximetilcelulose, goma arábica, óleo vegetal, entre outros. A escolha destes materiais pode ter em conta a disponibilidade, custo, origem e impacto ambiental.
Numa outra forma de realização, as bactérias são usadas em combinação com outras substâncias fertilizantes ou promotoras do crescimento das plantas, nomeadamente fungos micorrízicos.
Numa forma de realização adicional, outras bactérias e fungos, por exemplo, pertencentes aos géneros Bacillus, Paenibacillus, Trichoderma, Beauveria, Cordyceps, Metarhizium, Paecilomyces e, entre outros, são adicionados à mistura.
Os métodos e a composição microbiana apresentada na invenção pode ser aplicada a várias culturas agrícolas e ornamentais, preferencialmente nas hortícolas e frutícolas.
Numa forma de realização, a presente invenção refere-se a uma formulação biofertilizante compreendendo pelo menos dois microrganismos isolados caracterizada por os referidos
- 11 microrganismos serem selecionados a partir de Pseudomonas sp., Burkholderia sp., Mesorhizobium sp. e/ou suas misturas, cada um dos referidos microrganismos isolados compreendendo uma sequência de ácido desoxirribonucleico (ADN) com pelo menos 99% de identidade com uma sequência selecionada a partir da seguinte lista: SEQ. n° 1, SEQ. n° 2, SEQ. n° 3, SEQ. n° 4, SEQ. n° 5, SEQ. n° 6, SEQ. n° 7, SEQ. n° 8, SEQ. n° 9, SEQ. n° 10, SEQ. n° 11 e/ou SEQ. n° 12.
Num modo de realização adicional, a presente invenção referese adicionalmente a uma formulação biofertilizante compreendendo pelo menos dois microrganismos isolados, cada um dos referidos microrganismos compreendendo uma sequência de ADN com 100 % de identidade com uma sequência selecionada a partir da seguinte lista SEQ. n° 1, SEQ. n° 2, SEQ. n° 3, SEQ. n° 4, SEQ. n° 5, SEQ. n° 6, SEQ. n° 7, SEQ. n° 8, SEQ. n° 9, SEQ. n° 10, SEQ. n° 11 e/ou SEQ. n° 12.
Num modo de realização adicional, a presente invenção referese adicionalmente a uma formulação biofertilizante compreendendo três microrganismos isolados, cada um dos referidos microrganismos compreendendo uma sequência de ADN com pelo menos 99 % de identidade com uma sequência selecionada a partir da seguinte lista: SEQ. N° 1, SEQ. n° 2, SEQ. n° 3, SEQ. n° 4, SEQ. n° 5, SEQ. n° 6, SEQ. n° 7, SEQ. n° 8, SEQ. n° 9, SEQ. n° 10, SEQ. n° 11 e/ou SEQ. n° 12.
Num modo de realização adicional, a presente invenção referese adicionalmente a uma formulação biofertilizante compreendendo três microrganismos isolados, cada um dos referidos microrganismos compreendendo uma sequência de ADN
- 12 com 100 % de identidade com uma sequência selecionada a partir da seguinte lista SEQ. N° 1, SEQ. n° 2, SEQ. n° 3, SEQ. n° 4, SEQ. n° 5, SEQ. n° 6, SEQ. n° 7, SEQ. n° 8, SEQ. n° 9, SEQ. n° 10, SEQ. n° 11 e/ou SEQ. n° 12.
Num modo de realização adicional, a presente invenção referese adicionalmente a uma formulação biofertilizante, na qual o/s microrganismo/s isolado/s é/são bactéria/s.
Num modo de realização adicional a presente invenção referese a um biofertilizante que compreende adicionalmente outros compostos fertilizantes, pesticidas, outros microrganismos, promotores do crescimento de plantas ou outros compostos químicos e/ou suas combinações.
Num modo de realização adicional a presente invenção referese a um biofertilizante que compreende microrganismos pertencentes aos géneros Bacillus, Paenibacillus, Trichoderma, Beauveria, Cordyceps, Metarhizium, Paecilomyces e/ou fungos micorrízicos.
Num modo de realização adicional a invenção refere-se a uma formulação biofertilizante sólida, em gel ou líquida.
Num modo de realização adicional a presente invenção referese a sementes de plantas revestidas com a formulação da presente invenção, que podem num modo de realização compreender adicionalmente óleo vegetal.
Num modo de realização adicional a presente invenção referese a um método de revestimento das referidas sementes compreendendo os seguintes passos: i) desinfeção das referidas sementes;
ii) revestimento das referidas sementes com material adesivo, de suporte e/ou nutricional para promover a sobrevivência dos microrganismos;
iii) inoculação das referidas sementes com a formulação da presente invenção, que pode ser por revestimento ou peletização.
Num outro modo de realização a presente invenção refere-se a um método de revestimento de sementes caracterizado por o material de suporte ser turfa, argila, talco, vermiculite, serrim, pó de cortiça, farelos de cereais, e/ou suas combinações.
Num outro modo de realização a presente invenção refere-se a um método de revestimento de sementes em que o material adesivo ser um polímero sintético ou natural como metilcelulose, carboximetilcelulose, goma arábica, óleo vegetal, e/ou suas combinações.
Num modo de realização adicional a presente invenção referese a um método de produção do biofertilizante caracterizado por compreender os seguintes passos:
i) produção do inoculo de Pseudomonas sp., Burkholderia sp., Mesorhizobium sp. e/ou suas misturas em meio líquido ou sólido;
ii) centrifugação e/ou suspensão do inoculo em solução de NaCl até atingir a densidade óptica desejada;
iv) formulação das bactérias para posterior utilização.
Num modo de realização adicional a presente invenção referese a um método caracterizado por a densidade óptica se encontrar no intervalo entre 1X107-1x108 unidades formadoras de colónias por mililitro de solução.
- 14 Num modo de realização a presente invenção refere-se ainda ao uso do biofertilizante aqui descrito na indústria agrícola e ornamental, preferencialmente na produção de hortícolas e frutícolas, mais preferencialmente na produção de leguminosas, ainda mais preferencialmente na produção de grão-de-bico.
Num modo de realização a presente invenção refere-se ainda ao uso da formulação biofertilizante da presente invenção como complemento ou em substituição de fertilizantes sintéticos.
Num modo de realização a presente invenção refere-se ainda ao uso da formulação biofertilizante da presente invenção como biopesticida.
DESCRIÇÃO DAS FIGURAS
Figura 1 - Representação da relação filogenética da bactéria Burkholderia sp. DSM 33394 baseada nas sequências do gene 16S rDNA. Ά história evolutiva foi inferida pelo método Neighbor-Joining. As distâncias evolutivas foram calculadas usando o método Kimura 2 - parameter. Análises evolutivas foram realizadas no software MEGA (v. 6.0).
Figura 2 - Relação filogenética da bactéria Mesorhizobium sp. symbiovar ciceri DSM 33395 baseada nas sequências do gene 16S rDNA. A história evolutiva foi inferida pelo método Neighbor-Joining. As distâncias evolutivas foram calculadas usando o método Kimura 2 - parameter. Análises evolutivas foram realizadas no software MEGA (v. 6.0).
- 15 Figura 3 - Relação filogenética da bactéria Pseudomonas sp. DSM 33393 baseada nas sequências do gene 16S rDNA. A história evolutiva foi inferida pelo método Neighbor-Joining. As distâncias evolutivas foram calculadas usando o método Kimura 2 - parameter. Análises evolutivas foram realizadas no software MEGA (v. 6.0).
Figura 4 - Relação filogenética das bactérias Mesorhizobium sp. symbiovar ciceri DSM 33395 e Burkholderia sp. DSM 33394 baseada nas sequências do gene nodC. A história evolutiva foi inferida pelo método Neighbor-Joining. As distâncias evolutivas foram calculadas usando o método Kimura 2 parameter. Análises evolutivas foram realizadas no software MEGA (v. 6.0).
Figura 5 - Relação filogenética da bactéria Burkholderia sp. DSM 33394 baseada nas sequências do gene nodA. A história evolutiva foi inferida pelo método Neighbor-Joining. As distâncias evolutivas foram calculadas usando o método Kimura 2 - parameter. Análises evolutivas foram realizadas no software MEGA versão 6.0.
Figura 6 - Relação filogenética da bactéria Burkholderia sp. DSM 33394 baseada nas sequências do gene gyrB. A história evolutiva foi inferida pelo método Neighbor-Joining. As distâncias evolutivas foram calculadas usando o método Kimura 2 - parameter. Análises evolutivas foram realizadas no software MEGA (v. 6.0).
Figura 7 - Relação filogenética da bactéria Mesorhizobium sp. symbiovar ciceri DSM 33395 baseada nas sequências do gene gyrB. A história evolutiva foi inferida pelo método Neighbor-Joining. As distâncias evolutivas foram calculadas
- 16 usando o método Kimura 2 - parameter. Análises evolutivas foram realizadas no software MEGA (v. 6.0).
Figura 8 - Relação filogenética da bactéria Pseudomonas sp. DSM 33393 baseada nas sequências do gene gyrB. A história evolutiva foi inferida pelo método Neighbor-Joining. As distâncias evolutivas foram calculadas usando o método Kimura 2 - parameter. Análises evolutivas foram realizadas no software MEGA (v. 6.0).
Figura 9 - Relação filogenética da bactéria Burkholderia sp. DSM 33394 baseada nas sequências do gene SMc00019. A história evolutiva foi inferida pelo método Neighbor-Joining. As distâncias evolutivas foram calculadas usando o método Kimura 2 - parameter. Análises evolutivas foram realizadas no software MEGA (v. 6.0).
Figura 10 - Relação filogenética da bactéria Mesorhizobium sp. symbiovar ciceri DSM 33395 baseada nas sequências do gene SMc00019. A história evolutiva foi inferida pelo método Neighbor-Joining. As distâncias evolutivas foram calculadas usando o método Kimura 2 - parameter. Análises evolutivas foram realizadas no software MEGA (v. 6.0).
Figura 11 -Relação filogenética da bactéria Pseudomonas sp. DSM 33393 baseada nas sequências do gene SMc00019. A história evolutiva foi inferida pelo método Neighbor-Joining. As distâncias evolutivas foram calculadas usando o método Kimura 2 - parameter. Análises evolutivas foram realizadas no software MEGA (v. 6.0).
Figura 12 - Produção de duas cultivares de grão-de-bico (Elixir e CHK 3357) em função dos tratamentos [C = controlo
- 17 - plantas não inoculadas, PGPB = plantas inoculadas com uma mistura de bactérias promotoras do crescimento {Pseudomonas sp. strain DSM 33393, Burkholderia sp. DSM 33394 e Mesorhizobium sp. simbiovar ciceri DSM 33395) sob diferentes regimes de irrigação [100, 50 e 25 % das necessidades hídricas (WR) , 100% das WR durante a fase reprodutiva (floração e enchimento do grão) (Dl) e sequeiro (R). Os dados representam as médias para os dois anos de ensaio (2018 e 2019). Tratamentos com a mesma letra, dentro de cada gráfico, não apresentam diferenças significativas (P> 0.05).
Figura 13 - Produção de duas cultivares de grão-de-bico (Elixir e CHK 3357) em função dos tratamentos de inoculação [C = controlo - plantas não inoculadas, PGPB = plantas inoculadas com uma mistura de bactérias promotoras do crescimento {Pseudomonas sp. DSM 33393, Burkholderia sp. DSM 33394 e Mesorhizobium sp. simbiovar ciceri DSM 33395) . Os dados representam as médias para os dois anos de ensaio (2018 e 2019). Tratamentos com a mesma letra, dentro de cada gráfico, não apresentam diferenças significativas (P> 0.05).
Figura 14 - Produção de duas cultivares de grão-de-bico (Elixir e CHK 3357) em função do regime de irrigação [100, 50 e 25 % das necessidades hídricas (WR), 100% das WR durante a fase reprodutiva (floração e enchimento do grão) (Dl) e sequeiro (R) . Os dados representam as médias para os dois anos de ensaio (2018 e 2019). Tratamentos com a mesma letra, dentro de cada gráfico, não apresentam diferenças significativas (P> 0.05).
Figura 15 - Produção de duas cultivares de grão-de-bico (Elixir e CHK 3357) em função dos tratamentos [C = controlo - plantas não inoculadas, PGPB = plantas inoculadas com uma
- 18 mistura de bactérias promotoras do crescimento (Pseudomonas sp. DSM 33393, Burkholderia sp. DSM 33394 e Mesorhizobium sp. simbiovar ciceri DSM 33395), PGPB+AMF = plantas inoculadas com a anterior mistura de bactérias promotoras de crescimento e uma mistura de fungos micorrizicos arbusculares(Rhizophagus irregularis BEG140, Funneliformis geosporum BEG199 e Claroideoglomus claroideum BEG210), sob diferentes regimes de irrigação [100, 50 e 25 % das necessidades hídricas (WR), 100% das WR durante a fase reprodutiva (floração e enchimento do grão) (Dl) e sequeiro (R) . Os dados representam as médias para os dois anos de ensaio (2018 e 2019). Tratamentos com a mesma letra, dentro de cada gráfico, não apresentam diferenças significativas (P> 0.05) .
Figura 16 - Produção de duas cultivares de grão-de-bico (Elixir e CHK 3357) em função dos tratamentos de inoculação [C = controlo - plantas não inoculadas, PGPB = plantas inoculadas com uma mistura de bactérias promotoras do crescimento (Pseudomonas sp. DSM 33393, Burkholderia sp. DSM 33394 e Mesorhizobium sp. simbiovar ciceri DSM 33395), PGPB+AMF = plantas inoculadas com a anterior mistura de bactérias promotoras de crescimento e uma mistura de fungos micorrizicos arbusculares (Rhizophagus irregularis BEG140, Funneliformis geosporum BEG199 e Claroideoglomus claroideum BEG210). Os dados representam as médias para os dois anos de ensaio (2018 e 2019) . Tratamentos com a mesma letra, dentro de cada gráfico, não apresentam diferenças significativas (P> 0.05).
Figura 17 - Produção de duas cultivares de grão-de-bico (Elixir e CHK 3357) em função do regime de irrigação [100, 50 e 25 % das necessidades hídricas (WR), 100% das WR durante
- 19 a fase reprodutiva (floração e enchimento do grão) (Dl) e sequeiro (R) . Os dados representam as médias para os dois anos de ensaio (2018 e 2019). Tratamentos com a mesma letra, dentro de cada gráfico, não apresentam diferenças significativas (P> 0.05).
Os diferentes aspetos da invenção são pormenorizados na descrição detalhada da invenção que se apresenta de seguida, com as respetivas reivindicações.
DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO
As técnicas e procedimentos a seguir descritos são bem compreendidos por peritos da área em que se enquadra a invenção.
As bactérias foram selecionadas pelas suas caracteristicas bioquímicas e benefícios que conferem às plantas em condições de estufa e em condições de campo, em particular no aumento da produtividade e na tolerância à secura e acidez do solo.
As bactérias apresentam-se em culturas puras, identificadas como Pseudomonas sp. UTAD11.3 (depositada como DSM 33393), Burkholderia sp. UTADB34 (depositada como DSM 33394) e Mesorhizobium sp. UTADM31 (depositada como DSM 33395). Apresentou-se a origem geográfica, método de isolamento, caracterização fisiológica e molecular com as respetivas sequências nucleotídicas utilizadas na identificação e números de depósito das sequências no GenBank (National Center for Biotechnology Information). Para identificação e estabelecimento das relações filogenéticas, as sequências
- 20 foram comparadas com as de estirpes bacterianas tipo disponíveis no GenBank e alinhadas utilizando o algoritmo Multiple Alignment using Fast Fourier Transform (MAFTT). A análise filogenética fez-se utilizando o software Molecular Evolutionary Genetics Analysis (MEGA) versão 6.0. As sequências das diferentes regiões analisadas apresentam-se abaixo e as relações filogenéticas destas bactérias apresentam-se nas figuras 1 a 11.
As estirpes foram avaliadas quanto à sua capacidade de induzir nódulos nas raízes de grão-de-bico. Além disso, foi avaliada a ocorrência de quatro mecanismos promotores do crescimento de plantas, nomeadamente, solubilização de fósforo, produção de ácido indolacético (IAA), produção de cianeto de hidrogénio (HCN) e a produção de sideróforos.
A capacidade de solubilização de fósforo foi aferida através de um ensaio de placas usando o meio de crescimento de fósforo do NBRIP (National Botanical Research Institute) . Este meio contém 5 g L-1 de fosfatos insolúveis minerais fosfato tricálcico (Ca3(PO4)2) ou fosfato de alumínio (ALPO4) , como única fonte de fósforo (Nautiyal 1999) . O pH do meio foi ajustado a 7,0 antes da autoclavagem. As bactérias foram colocadas nas placas e a atividade solubilizadora do fosfato foi detetada pela formação de um halo em volta da colónia de acordo com escalas de solubilização (Brígido et al., 2017).
A capacidade de produção de sideróforos foi estimada qualitativamente pelo ensaio Chrome Azurol S (CAS) (Alexander e Zuberer 1991) . Uma aliquota de 10 mL da cultura bacteriana foi aplicada no meio CAS e posteriormente incubada a 30°C durante 5 dias. A produção de sideróforos é revelada pela mudança do meio CAS de azul para laranja.
- 21 A produção de ácido indolacético foi avaliada por um método colorimétrico descrito por Patten e Glick (2002) com algumas modificações. As culturas bacterianas incubaram à temperatura de 28 °C em meio Agar Extrato Malte Levedura (YMA) suplementado com triptofano (250 pg mL_l) até atingirem a fase estacionária. Após a incubação, as células bacterianas foram centrifugadas a 8500 x g durante 5 minutos e 2 mL do sobrenadante foi usado para inocular 4 mL do reagente Salkowski (1 mL 0.5M FeCls em 50 mL ácido perclórico a 35%) e 100 pL de ácido ortofosfórico. Após a incubação à temperatura ambiente durante 25 min, no escuro, a absorvância foi medida a 530 nm. Ά concentração de IAA foi calculada por comparação com uma curva de calibração utilizando como padrão IAA puro.
A produção de cianeto de hidrogénio (HCN) foi detetada pelo método qualitativo definido por Bakker e Schippers (1987). As culturas bacterianas cresceram em meio Luria-Bertani Agar (LBA) suplementado com glicina (4.4g L-1) . A tampa da placa de Petri continha um filtro Whatman No.l previamente impregnado em 0.5% de ácido picrico e 2% de carbonato de sódio. Ά alteração da cor do papel de filtro de amarelo para castanho é uma indicação da produção de HCN.
A seleção das bactérias fez-se em condições de estufa, com base no aumento do crescimento e da produtividade das plantas de grão-de-bico, e posteriormente em condições de campo, em solos ácidos (pH=5.4), geralmente desfavoráveis à simbiose rizóbio-leguminosas.
A nova mistura de bactérias é constituída pelas estirpes Pseudomonas sp. UTAD11.3, Burkholderia sp. UTADB34 e
- 22 Mesorhizobium sp. UTADM31. As estirpes foram depositadas em cultura pura no Leibniz Institute, DSMZ - German Collection of Microorganisms and Cell Cultures, sob o número de depósito DSM 33393, DSM 33394 e DSM 33395, respetivamente.
As novas estirpes de bactérias biofertilizantes são definidas pelas suas sequências nucleotidicas do gene 16S do ARN ribossomal e por outras regiões genómicas indicadas na lista de sequências, que foram depositadas no National Center for Biotechnology Information (NCBI).
As sequências são mencionadas abaixo como SEQ n°l, SEQ n°2, SEQ n°3, SEQ n°4, SEQ n°5, SEQ n°6, SEQ n°7, SEQ n°8, SEQ n°9, SEQ n°10, SEQ n°ll, SEQ n°12 e consistem, respectivamente, em:
SEQ n° 1 (Pseudomonas sp. UTAD11.3, DSM 33393, 16S rDNA) com número de registo no NCBI MN880080:
ACACATGCAAGTCGAGCGGATGAAAGGAGCTTGCTCCTGGATTCAGCGGCGGACGGGTG AGTAATGCCTAGGAATCTGCCTGGTAGTGGGGGACAACGTTTCGAAAGGAACGCTAATA CCGCATACGTCCTACGGGAGAAAGCAGGGGACCTTCGGGCCTTGCGCTATCAGATGAGC CTAGGTCGGATTAGCTAGTTGGTGAGGTAATGGCTCACCAAGGCGACGATCCGTAACTG GT C T GAGAGGAT GAT CAGT CACAC T GGAACTGAGACACGGTCCAGACTCCTACGGGAGG CAGCAGTGGGGAATATTGGACAATGGGCGAAAGCCTGATCCAGCCATGCCGCGTGTGTG AAGAAGGTCTTCGGATTGTAAAGCACTTTAAGTTGGGAGGAAGGGTTGTAGATTAATAC TCTGCAATTTTGACGTTACCGACAGAATAAGCACCGGCTAACTCTGTGCCAGCAGCCGC GGTAATACAGAGGGTGCAAGCGTTAATCGGAATTACTGGGCGTAAAGCGCGCGTAGGTG GTTTGTTAAGTTGGATGTGAAATCCCCGGGCTCAACCTGGGAACTGCATCCAAAACTGG CAAGCTAGAGTATGGTAGAGGGTGGTGGAATTTCCTGTGTAGCGGTGAAATGCGTAGAT ATAGGAAGGAACACCAGTGGCGAAGGCGACCACCTGGACTGATACTGACACTGAGGTGC GAAAGCGTGGGGAGCAAACAGGATTAGATACCCTGGTAGTCCACGCCGTAAACGATGTC AACTAGCCGTTGGGAGCCTTGAGCTCTTAGTGGCGCAGCTAACGCATTAAGTTGACCGC CTGGGGAGTACGGCCGCAAGGTTAAAACTCAAATGAATTGACGGGGGCCCGCACAAGCG GTGGAGCATGTGGTTTAATTCGAAGCAACGCGAAGAACCTTACCAGGCCTTGACATCCA ATGAACTTTCCAGAGATGGATTGGTGCCTTCGGGAGCATTGAGACAGGTGCTGCATGGC TGTCGTCAGCTCGTGTCGTGAGATGTTGGGTTAAGTCCCGTAACGAGCGCAACCCTTGT CCTTAGTTACCAGCACGTAATGGTGGGCACTCTAAGGAGACTGCCGGTGACAAACCGGA GGAAGGTGGGGATGACGTCAAGTCATCATGGCCCTTACGGCCTGGGCTACACACGTGCT ACAATGGTCGGTACAAAGGGTTGCCAAGCCGCGAGGTGGAGCTAATCCCATAAAACCGA TCGTAGTCCGGATCGCAGTCTGCAACTCGACTGCGTGAAGTCGGAATCGCTAGTAATCG
- 23 CGAATCAGAATGTCGCGGTGAATACGTTCCCGGGCCTTGTACACACCGCCCGTCACACC ATGGGAGTGGGTTGCACCAGAAGTAGCTAGTCTAACCTTCGGGAGGACGGTTACCACGG TGT
SEQ n° 2 (Pseudomonas sp. UTAD11.3, DSM 33393, SMc00019) com número de registo no NCBI MN882345:
GAACTTTGCCCACACCTTGACCTACATCGTCGAGCACACGGCCAATGGCGCGATGGGGC TGGTGGTCAACAGGCCGCAAGACTTGAACCTGGCCGACATCCTCGAGCAGCTGCGCCCG GACATCGAGCCGCCGGCGCGTTGCCAGGATGTGCCGATCTTCATCGGCGGGCCGGTGCA GACCGATCGCGGTTTCGTCCTGCACCCGGCGGGCCAGACCTTCCAGGCCACGGCGCAGC TGGACGGCGACCTGGCCCTGTCGACTTCGCAGGACGTGCTGTTTGCCATCGCTGACGGC GTCGGCCCCGCGCAGAGCCTGATCACCCTCGGTTACGCCGGTTGGGAAGCCGGGCAACT GGAAGCCGAACTGGCCGACAACGGCTGGCTCACCTGCCC
SEQ n° 3 (Pseudomonas sp. UTAD11.3, DSM 33393, gyrB) com número de registo no NCBI MN882342:
TACAAGGTATCCGGCGGTCTGCACGGCGTAGGTGTGTCGGTAGTGAACGCGCTGTCCGA AGAACTGGTCCTGACTGTGCGCCGCAGTGGCAAGATCTGGGAACAGACTTACGTTCACG GTGTGCCTCAGGCACCGATGGCCATCGTTGGCGACAGCGAAACCACCGGTACCCAGATC CACTTCAAGGCTTCCAGCGAAACCTTCAAGAACATTCACTTCAGCTGGGACATTCTCGC CAAGCGCATTCGTGAACTGTCCTTCCTCAACTCCGGTGTCGGCATCGTCCTCAAGGACG AGCGCAGCGGCAAGGAAGAGCTGTTCAAGTACGAAGGTGGCCTGCGTGCGTTCGTTGAA TACCTGAACACCAACAAGACTGCGGTCAATCAGGTGTTCCACTTCAACATCCAGCGTGA AGACGGCATCGGCGTGGAAATCGCCCTGCAGTGGAACGACAGCTTCAACGAGAACCTGT TGTGCTTCACCAACAACATTCCGCAGCGCGACGGCGGCACCCACCTGGTGGGCTTCCGC TCGGCGCTGACGCGTAACCTGAACAACTACATCGAGCAGGAAGGTCTGGCGAAGAAGCA CAAAGTCGCCACCACCGGTGACGACGCTCGTGAAGGCCTGACCGCGATCATCTCGGTGA AAGTGCCGGATCCGAAGTTCAGCTCGCAGACCAA
SEQ n° 4 (Burkholderia sp. UTADB34, DSM 33394, 16S rDNA) com número de registo no NCBI MN880078:
AGCACGGGTGCTTGCACCTGGTGGCGAGTGGCGAACGGGTGAGTAATACATCGGAACAT GTCCTGTAGTGGGGGATAGCCCGGCGAAAGCCGGATTAATACCGCATACGATCCACGGA TGAAAGCGGGGGACCTTCGGGCCTCGCGCTATAGGGTTGGCCGATGGCTGATTAGCTAG TTGGTGGGGTAAAGGCCTACCAAGGCGACGATCAGTAGCTGGTCTGAGAGGACGACCAG CCACACTGGGACTGAGACACGGCCCAGACTCCTACGGGAGGCAGCAGTGGGGAATTTTG GACAATGGGCGAAAGCCTGATCCAGCAATGCCGCGTGTGTGAAGAAGGCCTTCGGGTTG TAAAGCACTTTTGTCCGGAAAGAAATCCTTGACTCTAATACAGTCGGGGGATGACGGTA CCGGAAGAATAAGCACCGGCTAACTACGTGCCAGCAGCCGCGGTAATACGTAGGGTGCG AGCGTTAATCGGAATTACTGGGCGTAAAGCGTGCGCAGGCGGTTTGCTAAGACCGATGT GAAATCCCCGGGCTCAACCTGGGAACTGCATTGGTGACTGGCAGGCTAGAGTATGGCAG AGGGGGGTAGAATTCCACGTGTAGCAGTGAAATGCGTAGAGATGTGGAGGAATACCGAT GGCGAAGGCAGCCCCCTGGGCCAATACTGACGCTCATGCACGAAAGCGTGGGGAGCAAA
- 24 CAGGATTAGATACCCTGGTAGTCCACGCCCTAAACGATGTCAACTAGTTGTTGGGGATT CATTTCCTTAGTAACGTAGCTAACGCGTGAAGTTGACCGCCTGGGGAGTACGGTCGCAA GATTAAAACTCAAAGGAATTGACGGGGACCCGCACAAGCGGTGGATGATGTGGATTAAT TCGATGCAACGCGAAAAACCTTACCTACCCTTGACATGGTCGGAATCCTGCTGAGAGGT GGGAGTGCTCGAAAGAGAACCGGCGCACAGGTGCTGCATGGCTGTCGTCAGC
SEQ n° 5 {Burkholderia sp. UTADB34, DSM 33394, nodC) com número de registo no NCBI MN882348:
ACGCAAGGCGCAGATCGCCGCCATCCGCCGCTCATCTGGAGATTTCGTGCTCAGCGTCG ACTCTGACACGACACTTGCGTCCGACGTCATCACAAAGCTTGCAGTAAAAATGCGGGAT TCCATGGTCGGAGCGGCCATGGGCCAGCTGACGGCATACAACCGCAGCGACACTTGGTT GACCCGATTGATCGATATGGAATACTGGCTGGCTTGCAATGAGGAGCGCGCGGCGCAAG GTCGCTTTGGTGCGGTCATGTGCTGCTGCGGCCCATGTGCAATGTACCGCCGGTCTTGT CTCCTTTCTCTGCTGGATCAATACGAGACGCAGCTGTTCAGGGGGAAACCAAGCGACTT CGGTGAAGACCGTCATCTTACGATCCTCATGCTGAAAGCAGGCTTTCGAACCGAGTACG TTCCAGGTGCCGTCGCGGCGACAGTCGTTCCGGACAAGATGGGACCTTATTTGCGCCAA CAACTCCGCTGGGCACGAAGCACCTTCCGGGACACGATGCTTGCGCGAGGTCTACTGCG TGGCCTGGATCGCTATCTAACTTTGGATGTGATGGGAGAGAATCTCGGCCCATTGTTGC TCGGCATCGCGGTAGTAACGGCGCTCGGTGAGCTACTATTTTCACATACAGTAAATTGG TGGACGGTGCTGGCTATTGTCACGATGACCATAATCAGATCTACGGTGTTATCTTTCCG C AC T C GGC AG C T T C GAT T CAT C G G C ΤΆΤ T CAAT GC AC
SEQ n° 6 {Burkholderia sp. UTADB34, DSM 33394, nodA) com número de registo no NCBI MN882346:
GACTTTTTTCGAAAGACCTATGGACGGACTGGCGCCTTCAACGCGGAGCCATTCGAAGG CGGCCGCAGTTGGGCCGGCGCGAGGCCGGAATTCCGCGCAATCGGCTACGACGCGCATG GGGTAGCGGCTCACATCGGCATGCTGCGGCGCTTCATCAAAGTTGGCGAGGTCGACTTG ATCGTCGCTGAATTGGGCCTGTACGCGGTTCGTCCGGATCTTGAAGGGCTCGGAATCGG TTTTTCGATGCGCGTGGCGTACCCAGTGCTCCATCAGTTGGGTGTTCCATTCGCTTTCG GCACGGTTCGGCACGCGCTGCGAAACCATGTCGAAAGATTCTGCAGAGCCGGCCTCGCG AACATTGTGTCGGGCGTTCGCGTACGATCGACCCGTCCAGATGTGCATCCCGACCTGCC GCCCACGCGCCTGGAAGACGTACTCGTGTTGGTTTCGCCGATCGGACGCTCGATGGACG AGTGGCCGTCCGGTACCCTGATCGACCGGAACGGTCCGGAACTATGAAGCCTCTGGACT ACATATGCGAAGGGCAGAGTGACAATGCCGATGGCACTGCAGAGCGCAGCGTCTA
SEQ n° 7 {Burkholderia sp. UTADB34, DSM 33394, SMc00019) com número de registo no NCBI MN882343:
TCGGGAACGGTGGTCTATCTTTGCGATCACAGCGAGCGCGGTGCGCTCGGCCTCGTCAT CAATCGTCCGACCGACATCGATCTCGAATCGCTGTTCAACCGCATCGACCTGAAGCTCG ACATCGAGCCGCTGCTGCACATTCCGGTGTACTTCGGCGGTCCGGTCCAGACCGAGCGC GGCTTCGTGCTGCACGAGCCGGTCGAGGGCGCGAGCTACAACTCGTCGATGTCCGTCGA CGGCGGGCTCGAGATGACGACGTCGAAGGACGTGCTCGAGGCGGTCGCAACGGGCACCG GCCCGAAGCGCTTCCTGCTCACGCTCGGCCATGCGGGCTGGGGCGCCGGGCAGCTCGAG GAAGAAATTGCCCGCAACGGCTGGCT
- 25 SEQ n° 8 (Burkholderia sp. UTADB34, DSM 33394, gyrB) com número de registo no NCBI MN882340:
TGCACGGCGTGGGCGTGTCGTGCGTGAACGCGCTGTCGAGCTGGCTGCGCCTCACCGTC CGCCGCGACGGCAAGAAGCGCTTCATGGAATTCCACCGCGGCGTCGCGCAGGATCGCGT GCTCGAAGTGGTGGACGGCGTGGAAGTGTCGCCGATGCTCGTGACCGGCGACACCGAGA ACCGCGGCACCGAAGTGCATTTCATGGCCGATCCGACCATTTTCGGCACGGTCGAGTAT CACTACGACATCCTCGCGAAGCGGATGCGCGAGCTTTCGTTCCTGAACAACGGCGTGCG GATTCGTCTCACGGACCTGCGCTCGGGCAAGGAAGACGATTTCGCGTTCGCCGGCGGCG TGAAGGGCTTCGTCGAGTACATCAACAAGACGAAGACCAACCTGCACCCGACCGTGTTC TTCGCCAACGGCGAGAAGGACGGCGTGGGCGTCGAAGTCGCGATGCAGTGGAACGACAG CTACAACGAGAACGTGCTGTGCTTCACGAACAACATTCCGCAGCGCGACGGCGGCACGC ACCTGACCGGCCTGCGGGCCGCGATGACGCGCGTCATCAACAAGTACATCACCGACAAC GAAATCGCGAAGAAGGCGAAGGTCGAGACGACCGGCGACGACATGCGCGAAGGGCTGTC GTGCGTGCTCTCCGTGAAGGTGCCGGAGCCGAAGTTCAGCTCGCAGACGAAGGACAA
SEQ n° 9 (Mesorhizobium sp. UTADM31, DSM 33395, 16S rDNA) com número de registo no NCBI MN880079:
GTCGAGCGCCCCGCAAGGGGAGCGGCAGACGGGTGAGTAACGCGTGGGAATCTACCCAT CTCTACGGAACAACTCCGGGAAACTGGAGCTAATACCGTATACGTCCTTCGGGAGAAAG ATTTATCGGAGATGGATGAGCCCGCGTTGGATTAGCTAGTTGGTGGGGTAATGGCCTAC CAAGGCGACGATCCATAGCTGGTCTGAGAGGATGATCAGCCACATTGGGACTGAGACAC GGCCCAAACTCCTACGGGAGGCAGCAGTGGGGAATATTGGACAATGGGCGAAAGCCTGA TCCAGCCATGCCGCGTGAGTGATGAAGGCCCTAGGGTTGTAAAGCTCTTTCAACGGTGA AGATAATGACGGTAACCGTAGAAGAAGCCCCGGCTAACTTCGTGCCAGCAGCCGCGGTA ATACGAAGGGGGCTAGCGTTGTTCGGAATTACTGGGCGTAAAGCGCACGTAGGCGGATA TTTAAGTCAGGGGTGAAATCCCGGGGCTCAACCCCGGAACTGCCTTTGATACTGGGTAT CTCGAGTCCGAGAGAGGTGAGTGGAATTCCGAGTGTAGAGGTGAAATTCGTAGATATTC GGAGGAACACCAGTGGCGAAGGCGGCTCACTGGCTCGGTACTGACGCTGAGGTGCGAAA GCGTGGGGAGCAAACAGGATTAGATACCCTGGTAGTCCACGCTGTAAACGATGGAAGCT AGCCGTTGGCAAGTTTACTTGTCGGTGGCGCAGCTAACGCATTAAGCTTCCCGCCTGGG GAGTACGGTCGCAAGATTAAAACTCAAAGGAATTGACGGGGGCCCGCACAAGCGGTGGA GCATGTGGTTTAATTCGAAGCAACGCGCAGAACCTTACCAGCCCTTGACATCCCGGTCG CGGTTTCCAGAGATGGATTCCTTCAGTTCGGCTGGACCGGTGACAGGTGCTGCATGGCT GTCGTCAGCTCGTGTCGTGAGATGTTGGGTTAAGTCCCGCAACGAGCGCAACCC
SEQ n° 10 (Mesorhizobium sp. UTADM31, DSM 33395, nodC) com número de registo no NCBI MN882347:
ACGCAAGGCGCAGATCGCCGCCATCCGCCGCTCATCTGGAGATTTCGTGCTCAGCGTCG ACTCTGACACGACACTTGCGTCCGACGTCATCACAAAGCTTGCAGTAAAAATGCGGGAT TCCATGGTCGGAGCGGCCATGGGCCAGCTGACGGCATACAACCGCAGCGACACTTGGTT GACCCGATTGATCGATATGGAATACTGGCTGGCTTGCAATGAGGAGCGCGCGGCGCAAG GTCGCTTTGGTGCGGTCATGTGCTGCTGCGGCCCATGTGCAATGTACCGCCGGTCTTGT CTCCTTTCTCTGCTGGATCAATACGAGACGCAGCTGTTCAGGGGGAAACCAAGCGACTT
- 26 CGGTGAAGACCGTCATCTTACGATCCTCATGCTGAAAGCAGGCTTTCGAACCGAGTACG TTCCAGGTGCCGTCGCGGCGACAGTCGTTCCGGACAAGATGGGACCTTATTTGCGCCAA CAACTCCGCTGGGCACGAAGCACCTTCCGGGACACGATGCTTGCGCGAGGTCTACTGCG TGGCCTGGATCGCTATCTAACTTTGGATGTGATGGGAGAGAATCTCGGCCCATTGTTGC TCGGCATCGCGGTAGTAACGGCGCTCGGTGAGCTACTATTTTCACATACAGTAAATTGG TGGACGGTGCTGGCTATTGTCACGATGACCATAATCAGATCTACGGTGTTATCTTTCCG CACTCGGCAGCTTCGATTCATCGGCTATTCAATGCAC
SEQ n° 11 (Mesorhizobium sp. UTADM31, DSM 33395, SMc00019) com número de registo no NCBI MN882344:
ACGCGCTCGGTCATCTACATCTGCGCGCACAGCGATGAAGGCGCGATGGGCCTGATCAT CAACCAGACGCAGCAGATGCTGTTTCCGGATCTGTTGGTGCAGCTCGGCATCATGAACG AGCAGGAGGCGATCCGCCTGCCGGCGCAGGCGCGCGATTTCGTCGTGCGCAACGGCGGG CCTGTCGACCGCAGCCGCGGCTTTGTCCTGCATTCGGGCGATTACCGCGTGGAATCGTC GCTGACCGTTTCCGACGACATCTGTCTGACCGCGACGGTCGATATATTGCGCGCCATAT CGTCGGGCCGCGGCCCGCGTCACGCGCTGATGGCGCTCGGTTATTCCGGCTGGGGCGCC GGCCAGTTGGAAACCGAGATCGCCGAGAACGGCTGGCT
SEQ n° 12 (Mesorhizobium sp. UTADM31, DSM 33395, gyrB) com número de registo no NCBI MN882341:
CCTGCACGGCGTCGGCGTGTCGGTCGTCAACGCCCTGTCGGCCTGGCTGAAGCTGAAGA TTCGCCGCAACGGCCATATCTTCGAGATGAGCTTCACGCATGGCAACGCCGACGCGCCG CTGCGCATCACCGGCAGTTATGAACAGGACAAGGTCCCCGGCACCTATGAAGGGCGCAG CGGCAGCGAAATCACGTTCTTGCCGTCGTCCGAGACCTTCACCATGGTCGAATTCGACT ACGGTACGCTGGACCATCGGCTGCGCGAACTCGCCTTCCTGAACTCCGGCGTGCGCATC GTTTTGACCGATGCCCGCCATGCCGACATCGTGCGCCATGAACTGCATTACGATGGCGG GCTGGAAGAGTTCGTCCGATATCTCGATCGGACGAAGAAGCCGTTGCTCGACAAGCCAA TTTCAATCCGCGCCGAGCGGGACGGCATCACCGTCGAAGTCGCCATGTGGTGGAACGAC AGCTACCATGAAAACGTGCTGGCGTTCACCAACAACATCCCGCAACGCGACGGCGGCAC GCACCTTGCAGGCTTTCGCGGCGCGCTGACACGCCAGATAACCGGCTATGGCGACTCCT CGGGCCTGACCAAGAAGGAAAAAGTGGCGCTGATCGGCGACGATTGCCGCGAAGGGCTC ACCGCGGTGCTGTCGGTCAAGGTTCCCGACCCGAAATTCTCC
A bactéria Pseudomonas sp. UTAD11.3 (DSM 33393), identificada nas SEQ. n°l, n°2 e n°3, é uma bactéria que foi isolada de raízes de plantas de grão-de-bico (Cicer arietinum L) na região de Aveiro, em Portugal.
As bactérias Burkholderia sp. UTADB34 (DSM 33394), identificada nas SEQ. n°4, n°5, n°6, SEQ.n°7 e n°8 e Mesorhizobium sp. UTADM31 (DSM 33395), identificada nas SEQ. n°9, n°10, n°ll e SEQ. n°12 foram isoladas de nódulos de
- 27 plantas de grão-de-bico (Cicer arietinum L.) recolhidas na região de Eivas, em Portugal.
As plantas de onde se recolheram os nódulos foram colhidas em culturas instaladas em solos sem historial de uso de inóculos microbianos. 0 isolamento fez-se pelos procedimentos descritos por Vincent (1970). A superfície dos nódulos foi esterilizada pela imersão inicial em 3% (v/v) de solução de hipoclorito de sódio durante 2 minutos, seguida da passagem por etanol a 70% durante 1 minuto e depois lavagens sucessivas com água destilada esterilizada. Os nódulos foram esmagados e fez-se o riscado em placas de Petri com meio de agar manitol extrato de levedura (YMA) suplementado com 0,0025% de corante Vermelho do Congo. As culturas bacterianas foram incubadas a 28°C e repicadas para novas placas até à obtenção de culturas puras.
A extração de ADN foi realizada de acordo com os métodos descritos por Laguerre et al., (1994) com algumas modificações. Resumidamente, a cultura bacteriana foi suspensa em 250 pL de brometo de cetiltrimetilamónio (CTAB) e incubada durante Ih a 65°C. Esferas de vidro (1 mm) esterilizadas foram adicionadas e as amostras foram agitadas no equipamento FastPrep (MP Biomedicals) . Posteriormente, 50 pL de dodecil sulfato de sódio (SDS) a 10%, 500 pL de GES (5 M tiocianato de guanidina, 100 mM ácido etilenodiaminotetracético (EDTA), 0.5 % (v/v) Sarkosyl) e 250 pL de C2H7NO2 7.5M foram adicionados às amostras que de seguida foram incubadas a -20°C durante 10 min. Posteriormente, foi adicionado às amostras 500 pL de fenol, clorofórmio e álcool isoamílico (25:24:1). As amostras foram centrifugadas e à camada aquosa adicionaram-se 600 pL de isopropanol. As amostras foram incubadas a -20°C durante Ih
- 28 e centrifugadas. 0 precipitado foi lavado em etanol a 70% e suspenso em água destilada esterilizada. A quantidade e a qualidade do DNA foram determinadas por espectrofotómetro e eletroforese em gel de agarose.
A identificação molecular dos isolados foi determinada através da sequenciação dos genes 16S do RNA ribossómico (16S rRNA), SMc00019 (conserved hypothetical protein) e gyrB (gyrase subunit B) . A posição taxonómica dos isolados ao nível simbiovar foi determinada através da análise dos genes simbióticos nodC (N-acetylglucosaminytransferase) e nodA (Nacyltransferase NodA).
A amplificação do DNA foi realizada num termociclador através da técnica reação em cadeia de polimerase (PCR). A reação continha 7.5 pL de DNA, 10 pL 2x My Taq HS Mix (Bioline) e um 1 pL de cada primer (10 pM).
As condições de PCR estão apresentadas na Tabela 1. Os produtos de PCR e a sua concentração foram verificados por eletroforese em gel de agarose a 1%.
de primers utilizados e condições das reações
Tabela 1
Pares
PCR para cada região amplificada
Primer Sequência 5' -3' Referência Ciclo PCR
fDl AGA GTT TGA TCC TGG CTC AG (Weisburg 3 min 95°C, 34 x (30
et al., s 95 C, 30 s 54 °C, 2
rDl AAG GAG GTG ATC CAG CC 1991) min 72°C) 10 min 72°C
3 min 95 °C, 34 x (30
27F AGA GTT TGA TCM TGG CTC AG
s y □ u, ou s □4 (_/ f z.
1492R TAC GGY TAC CTT GTT ACG ACT T min 72°C) 10 min
TAA TAC GAC TCA CTA TAG HHC ADT 3 min 95°C, 35 x (30
SMc00019MRS-F YCC TBA THG CCA THC C (Zhang et s 95°C, 30 s 63 °C, 1
SMC00019MRS-R GCV GGR CAN KTS AGC CAD CCR TT al., 2012) min 72°C) 5 min 72°C
TAA TAC GAC TCA CTA TAH HHT TCG
(Tampakaki 2 min 95 C, 35 x (30
gyrB340F-T7 ACC ARA AYT CUT ACA AGG et al., s 95°C, 45 s 57 °C,
GAT TTA GGT GAC ACT ATA GCC AAY
gyrB1057R-S96 TTR TCC TTG GTC TGC G
nodCMesoF
CGA(CT)CG(AG)AG(AG)TTCAA(CT)TTC (Rivas et al., 2007) min 95°C, 35 x (1 min 95°C, 2 min
48.5°C, 2 min 72°C) 7 min 72°C nodCMesoR
CT(CT)AATGTACACA(AG)(GC)GC
nodA-1__________TGC RGT GGA ARN TRN NCT GGG AAA (Haukka et al., 1998) nodA-2 GGN CCG TCR TCR AAW GTC ARG TA 2 min 95°C, 35 x (30 s 95°C, 45 s 58°C, 1 min 72°C) 10 min 72°C
Na tabela 2 apresentam-se as caracteristicas e origem das bactérias e os números de acesso no GenBank das regiões sequenciadas.
Tabela 2 - Origem, caracteristicas bioquímicas e número de acesso no GenBank das regiões genómicas sequenciadas das bactérias.
Bactéria DSM 33393 UTAD11.3 DSM 33394 UTADB34 DSM 33395 UTADM31
Origem Aveiro Eivas Eivas
Fosfato tricálcico (TCP) Positivo Positivo Positivo
A1PO4 Positivo Negativo Negativo
Sideróforos Negativo Positivo Positivo
HCN Positivo Negativo Negativo
ΙΆΑ (pg ml-1) 0 0 0.45
16S MN880080 MN880078 MN880079
nodC - MN882348 MN882347
nodA - MN882346 -
SMc00019 MN882345 MN882343 MN882344
gyrB MN882342 MN882340 MN882341
- 30 Para a preparação do inoculo microbiano, o crescimento fezse em meio de cultura Agar de Manitol e Extrato de Levedura (YMA) . Após 72 horas de crescimento as culturas foram suspensas em solução de cloreto de sódio (NaCl) a 0,8%, (p/v) de modo a atingir uma densidade óptica de 0,5 num espectrof otómetro com o comprimento de onda de 600 nm, correspondendo a uma concentração cerca de IxlO8 de unidades formadoras de colónias (UFC) por mililitro. Ά suspensão bacteriana foi misturada em turfa esterilizada, de modo a assegurar uma dose de aplicação de IxlO7 a IxlO8 células viáveis por semente, correspondente a 1 g de inoculo, garantindo uma dose necessária para uma efetiva colonização.
Os ensaios de campo com as bactérias selecionadas, com base nos resultados dos ensaios em estufa e na caracterização bioquímica, realizaram-se na Primavera de 2018 e 2019 em Vila Real (41 ° 28 N; 7 ° 73 ' ; 430 m) com os genótipos de grão-de-bico CHK 3357 e Elixir.
Os ensaios de eficiência em condições de campo realizaramse em comparação com plantas controlo, não inoculadas. Foi instalado um campo de ensaios com dois tratamentos de inoculação: C = (controlo - plantas não inoculadas) e PGPB = plantas inoculadas com Pseudomonas sp. DSM 33393, Burkholderia sp. DSM 33394 e Mesorhizobium sp. simbiovar ciceri DSM 33395).
Antes da sementeira, as sementes foram desinfetadas superficialmente com hipoclorito de sódio a 3% (v/v) durante 5 minutos e posteriormente lavadas com três lavagens sucessivas com água destilada esterilizada. Aa sementes foram mergulhadas em óleo vegetal de girassol, utilizado como agente adesivo, e introduzidas num recipiente com o
- 31 inoculo constituído pela mistura das três bactérias. 0 recipiente foi agitado de modo a revestir completamente as sementes com a turfa inoculada. As sementes não inoculadas, utilizadas como controlo, foram envolvidas apenas em turfa esterilizada.
campo de ensaios foi preparado com uma mobilização prévia do solo. No segundo ano de ensaios manteve-se o desenho experimental. A sementeira foi feita manualmente, com espaçamento entre sementes de 20cm X 40 cm, correspondendo a 12 sementes por metro quadrado. Cada parcela tinha uma área de 2,4 metros quadrados, separados 1,2 metros entre si. Foram impostos diferentes níveis de irrigação para simular condições de secura. Os regimes de irrigação aplicados durante o ciclo cultural da cultura foram: 100% das necessidades hídricas (WR) da planta (100WR), 50% (50WR), 25 % (25WR) 100% das WR durante a fase reprodutiva (floração e enchimento do grão) (Dl) e sem rega (R).
As parcelas foram estabelecidas em blocos casualizados, com três repetições. O sistema de rega foi instalado com uma fita de rega em cada linha de plantas, com gotejadores com intervalos de 0,33 m. A rega foi efetuada através de um controlador automático que debitou a água calculada para cada parcela de acordo com os teores de água no solo ao nível das raízes da planta. O teor de água no solo foi monitorizado ao longo do perfil do solo, em tubos de acesso localizados na área do sistema radicular, até uma profundidade de 60 cm, utilizando um equipamento TDR Delta-T PRl/4d-02 ligado a um leitor portátil TRIME-FM. Os valores das leituras dos teores de água foram convertidos em teores volumétricos de água.
- 32 0 plano de irrigação e volume de água aplicado foi baseado nas medições de teor de água na área do sistema radicular. A evapotranspiração da cultura (ETc) foi obtida pelo produto da evapotranspiração de referência (ETo) e o coeficiente da cultura (Kc) , de acordo com a expressão ETc=ETo*Kc. 0 coeficiente da cultura foi 0,54 no estado reprodutivo e 0,97 no estado reprodutivo. De modo a assegurar as necessidades hídricas totais da planta (tratamento 100WR), a dose teórica de irrigação (Id) , foi calculada de acordo com a equação Id=(ETc-Ep) /Ef, em que ETc é a evapotranspiração da cultura, Ep a precipitação efetiva e Ef a eficiência do sistema de rega.
No final do ciclo da cultura avaliou-se o comportamento dos genótipos relativamente ao peso total da parte aérea (SDW), número de vagens (NP), peso de vagens (WP), número de sementes (NS), peso de sementes (WS), peso de 100 sementes (100S), índice de colheita (Hl) e proteína bruta (PB), em cinco plantas colhidas aleatoriamente em cada uma das parcelas. A produção (GY) foi determinada em todas as plantas de cada parcela.
Com base nos dados de produção (GY), foi determinada a produção relativa (RGY) de cada tratamento para o tratamento controlo com 100% das necessidades hídricas satisfeitas (RGY:C100%WR). Os cálculos foram realizados de acordo com a seguinte equação RGY=[ (GYTx-GYC100%WR)/GYC100%WR]*100, em que, GYTx corresponde à produção dos tratamentos a serem comparados com a produção (GY) do tratamento controlo irrigado com 100% das necessidades hídricas (GYC100%WR). GYC100%WR representa a produção do tratamento controlo irrigado com 100% das necessidades hídricas satisfeitas.
- 33 0 teor de azoto total em amostras secas e moídas de grão-debico foi determinado pelo método de Kjeldahl (método n° 954.01) da Associação Oficial de Química Analítica (AOAC, 1990) . A proteína bruta total foi calculada pela multiplicação do teor em azoto por 6,25.
Para a análise estatística, os dados foram submetidos a teste de normalidade e homogeneidade e, posteriormente, a análise de variância (ANOVA). A comparação de médias foi efetuada utilizando o teste de Tukey para um nível de significância de 5%. As análises foram efetuadas no software IBM SPSS.
Nos ensaios de campo, as bactérias inoculadas mostraram ser competitivas com os microrganismos autóctones do solo e promoveram o crescimento das plantas, dispensando o uso de fertilizantes de síntese. Nas tabelas 3 e 4 apresentam-se os resultados para todos os parâmetros avaliados nas variedades Elixir e CHK 3357, respetivamente, nos 2 anos de estudo.
Na Figura 12 apresenta-se a produção das duas cultivares em função dos tratamentos [C = controlo - plantas não inoculadas, PGPB = plantas inoculadas com uma mistura de bactérias promotoras do crescimento (Pseudomonas sp. strain DSM 33393, Burkholderia sp. DSM 33394 e Mesorhizobium sp. simbiovar ciceri DSM 33395), sob diferentes regimes de irrigação [100, 50 e 25 % das necessidades hídricas (WR), 100% das WR durante a fase reprodutiva (floração e enchimento do grão) (Dl) e sequeiro (R).
Tabela 3 - Efeito dos diferentes tratamentos de inoculação no genótipo Elixir [C = controlo - plantas não inoculadas, PGPB = plantas inoculadas com uma mistura de bactérias promotoras do crescimento (Pseudomonas sp. DSM 33393, Burkholderia sp. DSM 33394 e Mesorhizobium sp. simbiovar ciceri DSM 33395) sob diferentes regimes de rega [100, 50 e 25 % das necessidades
- 34 hídricas (WR), 100% das WR durante a fase reprodutiva (floração e enchimento do grão) (Dl) e sequeiro (R)].
Ano Regim e de rega Trat. SDW (g) NP WP (g) NS WS (g) 100S (g) HI % GY (kg ha’1) PB (%)
2018 R C 63c 56c 33, 2 d 62e 23, 5f 38,1 a 38, 9 ab 2933 f 19, 7a
PGPB 82bc 8 9bc 47,9 bcd 91de 32, Oe f 35,3 a 41,2 ab 3997 ef 19, 0a
25WR 94bc 93bc 51,5 113b 38,4c 34,5 43, 6 4800 16, 3a
c bcd cd def a ab cdef
PGPB 121a b 108bc 61,3 bcd 111c d 38,9c de 34,9 a 34,6 b 4864 cde 18,6a
50WR 8 9bc 83bc 44, 8 99cd 36, 7d 37,4 46,2 4582 18,8a
c cd e ef a ab def
111b 112bc 59, 1 122b 43, 0c 35,5 43, 6 5376 18,5a
PGPB bcd cd de a ab cde
Dl 120a 132ab 75,6 158a 59, 5a 38,4 54,0 7433 17,9a
C b ab b b a a ab
PGPB 164a 171a 95, 1 a 191a 70,5a 37,8 a 4 6,6 ab 8814 a 16, 7a
100WR 119a 128ab 72,1 140b 49,2b 35,0 42,8 6154 17,4a
c b abc c cd a ab bcd
PGPB 111b lllbc 64,1 bc 143b c 53, 4b c 37,8 a 50,3 ab 6680 bc 18,3a
2019 R C 37e 58c 26, 5 d 61d 19, 6d 32,1 a 53, 5 a 2452 d 18,2a b
PGPB 72de 104bc 48,7 cd 113c d 36,4c d 31, 9 a 50,0 a 4549 cd 17,4a bcd
25WR C 88d 136ab 59, 6 c 145b c 44, 9c 31,3 a 50,8 a 5611 c 16, 8c d
PGPB 102b cd 125b 66, 0 bc 145b c 49, 3b c 33, 6 a 47,5 a 6168 bc 18,2a b
50WR C 93cd 123b 66, 9 bc 144b c 49,2b c 34,5 a 52,5 a 6154 bc 17,3b cd
PGPB 104b cd 134ab 69, 8 abc 152b c 53, la bc 34,8 a 51,0 a 6633 abc 18,4a
Dl 135a 189a 95, 5 208a 71,2a 36, 8 52,0 8903 17,8a
bc ab b b a a ab bc
PGPB 149a 189a 100, 0a 226a 74, 7a 33, 1 a 49, 8 a 9337 a 18,4a
100WR 104b 147ab 73, 9 171a 55,7a 32,4 52, 9 6959 17,9a
cd abc bc bc a a abc b
PGPB 144a b 192a 96, 0 ab 210a b 69, 8a b 33,2 a 48,7 a 8727 ab 16, 7d
Tabela 4 - Efeito dos diferentes tratamentos de inoculação no genótipo CHK 3357[C = controlo - plantas não inoculadas, PGPB = plantas inoculadas com uma mistura de bactérias promotoras do crescimento (Pseudomonas sp. strain DSM 33393, Burkholderia sp. strain DSM 33394 e Mesorhizobium sp. simbiovar ciceri strain DSM 33395) sob diferentes regimes de irrigação [100, 50 e 25 % das necessidades hídricas (WR), 100% das WR durante a fase
- 35 reprodutiva (floração e enchimento do grão) (Dl) e sequeiro (R) ] ·
Ano Regim e de rega Trata mento SDW (g) NP WP (g) NS WS (g) 100S (g) Hl % GY (kg ha-1) PB (%)
2018 R C 69b 47d 33, 65c 26, 41,0 37, 3304c 18,8
8c 4c b 8ab ab
PGPB 77a 55c 38, 72b 30, 41,7 39, 3745bc 19, 1
b d 4bc c Obc ab 7ab ab
2 5WR C 88a 69a 46, 87a 35, 40,4 40, 4370ab 19, 6
b bcd 3ab bc Oab b 4ab c a
c c
PGPB 84a 66b 48, 85b 35, 42, 6 43, 4412ab 19, 1
b cd 5ab c 3ab ab 3ab c ab
c c
50WR C 91a 71a 46, 90a 35, 40,1 39, 4448ab 16, 9
b bcd 9ab bc 6ab b 6ab c ab
c c
PGPB 111 74a 43, 89a 40, 48,2 36, 5080ab 18,5
a bcd 9bc bc 6ab a 9b ab
Dl C 111 80a 55, 106 41, 39, 9 40, 5235ab 18,1
a bc lab ab 9ab b Oab ab
PGPB 106 95a 64, 122 48, 40,5 46, 6070a 18,3
a 4a a 6a b 4a ab
100WR C 106 91a 55, 101 41, 42,0 40, 5185ab 17,4
a b 8ab ab 5ab ab 4ab ab
PGPB 95a 86a 55, 104 43, 41,7 45, 5402ab 15,9
b b 5ab ab 2ab ab 7a b
2019 R C 48d 57c 33, 73d 25, 35,0 53, 3191d 17,1
ld 5d ab 9a d
PGPB 70c 84b 46, 100 34, 34,3 49, 4321cd 18,1
d c 4cd cd 6cd ab 5a abcd
25WR C 84b 104 58, 140 44, 31,4 50, 5520bc 17,6
cd abc Obc bcd 2bc b 6a d cd
d d
PGPB 97a 118 66, 154 51, 33, 4 52, 6445bc 17,6
bc ab 2ab abc 6bc ab 3a cd
c
50WR C 91b 107 59, 133 45, 33, 4 48, 5662bc 18,7
c abc 9bc bcd 3bc ab 6a d abc
d d
PGPB 102 121 68, 158 54, 35,0 53, 6839ab 18,0
abc ab 8ab abc 7ab ab 5a c abcd
c c
Dl C 121 149 82, 190 62, 33, 7 51, 7791ab 19, 4
ab a Oab ab 3ab ab 5a c a
PGPB 139 153 96, 220 75, 34,6 54, 9485a 17,8
a a 4a a 9a ab 2a bcd
100WR C 110 124 74, 164 58, 35,4 53, 7250ab 17,1
abc ab Oab abc Oab ab 0a d
c c
PGPB 115 105 80, 178 64, 36, 6 56, 8033ab 19, 0
ab abc 8ab ab 3ab a 0a ab
- 36 Relativamente aos parâmetros de produção de biomassa dos genótipos em estudo, os resultados obtidos revelaram que o tratamento com rega durante a fase reprodutiva da planta e com inoculação (Dl PGPB) apresentou o valor mais elevado no peso da parte aérea, número de vagens, peso de vagens, número de sementes e peso de sementes por planta (Tabela 3 e 4) . Nessas condições, os genótipos Elixir e CHK 3357 obtiveram uma produção média de 907 6 kg ha-1 e 7777 kg ha-1, respetivamente (Figura 12).
De outro modo, em ambos os genótipos, as plantas em condições de sequeiro e não inoculadas (R C) apresentaram os valores mais baixos para todos os parâmetros de produção de biomassa, com exceção do peso de 100 sementes e índice de colheita (Tabela 3 e 4). Nessas condições, os genótipos Elixir e CHK 3357 obtiveram um rendimento médio de grão de 2693 e 3248 kg ha-1, respetivamente (Figura 12).
Em todos os regimes de rega impostos, as plantas não inoculadas (C) apresentaram o valor mais baixo de produção comparativamente aos respetivos tratamentos com inoculação dos microrganismos selecionados (Figura 12). No genótipo Elixir, a inoculação com PGPB resultou num aumento médio na produção de 16% quando comparado com as plantas não inoculadas (Figura 13). No genótipo CHK 3357, a inoculação com PGPB resultou num aumento médio na produção de 15% quando comparado com as plantas controlo (Figura 13).
Os resultados evidenciam que a inoculação com os microrganismos selecionados aumenta a produtividade do grãode-bico quando comparado com o tratamento controlo, e que mesmo em condições de sequeiro, estes microrganismos têm potencial para ser aplicados como biofertilizantes, de modo
- 37 a beneficiar a produção agrícola sustentável de grão-de-bico e enfrentar os problemas decorrentes da escassez de água. 0 uso destes microrganismos (Figura 13) e a rega deficitária, durante a fase reprodutiva das plantas (Dl) (Figura 14), pode ser uma estratégia para reduzir a quantidade de fertilizantes sintéticos e a quantidade de água aplicada sem perdas no rendimento das culturas.
As misturas microbianas revelaram ser eficientes, tolerar condições de défice hídrico e ser persistentes no solo. Caracterizam-se também por tolerar as condições de conservação mantendo-se viáveis pelo menos 6 meses à temperatura de refrigeração e congelação, quando conservados em substrato de turfa e vermiculite.
efeito das bactérias promotoras do crescimento foi avaliado em combinação com uma mistura de fungos micorrízicos arbusculares (AMF). 0 inóculo de fungos micorrízicos utilizado neste trabalho foi adquirido à empresa Symbiom (Républica Checa) e continha Rhizophagus irregularis BEG140, Funneliformis geosporum BEG199 e Claroideoglomus claroideum BEG210 (1:1:1). Cada semente de grão-de-bico recebeu Ig da mistura de AMF, que possuía 60 esporos viáveis por g da mistura final.
Tabela 5 - Efeito dos diferentes tratamentos de inoculação no genótipo Elixir [C = controlo - plantas não inoculadas, PGPB = plantas inoculadas com uma mistura de bactérias promotoras do crescimento (Pseudomonas sp. strain DSM 33393, Burkholderia sp. strain DSM 33394 e Mesorhizobium sp. simbiovar ciceri strain DSM 33395, PGPB+AMF = plantas inoculadas com a anterior mistura de bactérias promotoras de crescimento e uma mistura de fungos micorrízicos arbusculares (Rhizophagus irregularis BEG140, Funneliformis geosporum BEG199 e Claroideoglomus claroideum BEG210) sob diferentes regimes de irrigação [100, 50 e 25 % das necessidades hídricas (WR), 100% das WR durante a fase
- 38 reprodutiva (floração e enchimento do grão) (Dl) e sequeiro (R) ] ·
Reg Trat. SDW NP WP NS WS 10 HI GY PB
An ime (g) (g) (g) OS % (kg (%)
O de (g ha
reg ) x)
a
20 R C 63c 56d 33,2d 62e 23,5e 38 38, 293 19, 7
18 , 1 9ab 3e a
ab
PGPB 82bc 89c 47, 9c 91d 32, Od 35 41, 399 19, 0
d d e e , 3 2ab 7 de a
ab
PGPB+A 109ab 92c 60,4a 98d 35,3c 37 37, 441 18,6
MF c d bcd e de , 2 4ab 5cd a
ab e
25W C 94bc 93c 51,5b 113 38,4c 34 43, 480 16, 3
R d cd cde de , 5 6ab Ocd a
b e
PGPB 121ab 108 61,3a 111 38,9c 34 34, 486 18,6
abc bcd cde de , 9 6b 4cd a
d ab e
PGPB+A 116ab 101 59, 7b 127 41,3b 33 40, 516 17,7
MF c bcd cd cd cde , 5 3ab 2bc a
b de
50W C 89bc 83c 44,8c 99d 36, 7c 37 46, 458 18,8
R d d e de , 4 2ab 2cd a
ab e
PGPB lllab 112 59, lb 122 43, 0b 35 43, 537 18,5
c abc cd cd cd , 5 6ab 6bc a
d ab d
PGPB+A 98bc 110 60,1b 119 45, 2b 38 47, 565 19, 8
MF abc cd cd cd , 4 2ab 5bc a
d ab d
Dl C 120ab 132 75, 6a 158 59, 5a 38 54, 743 17,9
abc bc abc b , 4 0a 3ab a
ab
PGPB 164a 171 95,1a 191 70,5a 37 46, 881 16, 7
a ab , 8 6ab 4a a
ab
PGPB+A 155a 159 84, 9a 199 70, 0a 35 45, 874 19, 5
MF ab b a , 2 6ab 5a a
ab
100 C 119ab 128 72,1a 140 49, 2b 35 42, 615 17,4
WR abc bc bcd cd , 0 8ab 4bc a
ab d
PGPB lllab 111 64,1a 143 53, 4a 37 50, 668 18,3
c abc bcd abc bc , 8 3ab Oab a
d d ab c
PGPB+A 114ab 115 69, 3a 134 54,0a 40 48, 675 18,4
MF c abc bc cd bc , 8 5ab 6ab a
d a c
20 R C 37f 58e 26, 5e 61e 19, 6f 32 53, 245 18,2
19 , 1 5ab 2f abc
ab
PGPB 72ef 104 48,7d 113 36, 4e 31 50, 454 17,4
de e de f , 9 Oab 9ef bcde
ab
PGPB+A 7 9def 112 55,9c 132 42,5d 32 53, 531 18,4
MF cde de cde ef , 5 9ab Ode ab
ab f
25W C 88cde 136 59, 6c 145 44,9c 31 50, 561 16, 8
R bcd de cd def , 3 8ab lcd de
b ef
PGPB 102bc 125 66, 0b 145 49, 3b 33 47, 616 18,2
de bcd cd cd cde , 6 5b 8bc abc
e ab de
PGPB+A 106bc 147 71,4a 174 53, 8a 31 48, 673 18,3
MF de abc bcd abc bcde , 2 2b Oab abc
d d b cde
50W C 93cde 123 66, 9b 144 49, 2b 34 52, 615 17,3
R bcd cd cd cde , 5 5ab 4bc cde
e ab de
PGPB 104bc 134 69, 8a 152 53, la 34 51, 663 18,4
de bcd bcd bcd bcde , 8 Oab 3ab ab
ab cde
PGPB+A 118ab 182 85, 9a 205 65,3a 31 56, 816 17,7
MF cde abc bc abc bcd , 8 lab 5ab abcd
ab cd e
Dl C 135ab 189 95,5a 208 71,2a 36 52, 890 17,8
c ab b abc b , 8 Oab 3ab abcd
a
PGPB 149ab 189 100, 0 226 74, 7a 33 49, 933 18,4
ab ab ab b , 1 8ab 7ab ab
ab
PGPB+A 156a 215 101,5 238 75,6a 31 49, 941 18,7
MF a a a , 9 lab 3a a
ab
100 C 104bc 147 73,9a 171 55,7a 32 52, 695 17,9
WR de abc bcd abc bccde , 4 9ab 9ab abc
d d ab cde
PGPB 144ab 192 96, 0a 210 69, 8a 33 48, 872 16, 7
ab b abc bc , 2 7ab 7ab e
ab c
PGPB+A 125ab 174 90,1a 210 70,7a 33 57, 884 18,7
MF cd abc bc abc b , 8 la 2a a
d ab
Tabela 6 - Efeito dos diferentes tratamentos de inoculação no genótipo CHK 3357[C = controlo - plantas não inoculadas, PGPB = plantas inoculadas com uma mistura de bactérias promotoras do crescimento (Pseudomonas sp. strain DSM 33393, Burkholderia sp. strain DSM 33394 e Mesorhizobium sp. simbiovar ciceri strain DSM 33395, PGPB+AMF = plantas inoculadas com a anterior mistura de bactérias promotoras de crescimento e uma mistura de fungos micorrizicos arbusculares (Rhizophagus irregularis BEG140, Funneliformis geosporum BEG199 e Claroideoglomus claroideum BEG210) sob diferentes regimes de irrigação [100, 50 e 25 % das necessidades hídricas (WR), 100% das WR durante a fase reprodutiva (floração e enchimento do grão) (Dl) e sequeiro (R) ] ·
Reg Trat. SDW NP WP NS WS 1Õ Hl GY PB ime(g)(g)(g) 0S %(%)
An ο de reg a (g ) (kg ha x)
20 R C 69c 47d 33, 8d 65d 26, 4d 41 37, 330 18,8
18 , o 8a 4d ab
b
PGPB 77bc 55c 38,4c 72c 30,0c 41 39, 374 19, 1
d d d d , 7 7a 5cd ab
ab
PGPB+A 82bc 69b 4 5, Ob 82b 34,6b 42 42, 432 19, 4
MF cd cd cd cd , 1 ab 9a 9b c d a
25W C 88bc 69b 46, 3b 87b 35, Ob 40 40, 437 19, 6
R cd cd cd cd , 4 b 4a Obc d a
PGPB 84bc 66b 4 8,5b 85b 35,3b 42 43, 441 19, 1
cd cd cd cd , 6 ab 3a 2bc d ab
PGPB+A HOab 7 6b 54, 6b 96b 37,9b 39 36, 474 17,5
MF cd c cd cd , 2 b 8a 3bc d ab
50W C 91bc 71b 4 6, 9b 90b 35,6b 40 39, 444 16, 9
R cd cd cd cd , 1 b 6a 8bc d ab
PGPB lllab 74b 4 3, 9b 8 9b 4 0, 6b 48 36, 508 18,5
cd cd cd cd , 2 a 9a Obc d ab
PGPB+A 104ab 82a 52,8b 109 41,0b 38 39, 511 17,7
MF c bc cd abc cd , 8 b 7a 9b c d ab
Dl C lllab 80a 55,1a 106 41,9b 39 40, 523 18,1
bc bc abc cd , 9 b Oa 5bc d ab
PGPB 106ab 95a 64,4a 122 48,6a 40 46, 607 18,3
c b b ab b , 5 4a Oab ab
b
PGPB+A 132a 112 75,3a 144 60,2a 42 45, 752 19, 1
MF a a , 7 5a 4a ab
ab
100 C 106ab 91a 55,8a 101 41,5b 42 40, 518 17,4
WR c b bc bcd cd , o 4a 5bc ab
PGPB 95abc 86a bc 55,5a bc 104 abc d
115ab 109 59, 4a 122
PGPB+A a b ab
MF
43, 2b c 41 , 7 ab 45, 7a 540 2bc 15, 9 b
43,6b c 35 , θ b 38, 3a 545 4bc 17,8 ab
20 19 R C 48f 57e 33, ld 73e 25, 5e 35 , o ab 53, 9a 319 le 17,1 e
PGPB 70def 84d 46, 4c 100 34,6d 34 49, 432 18,1
e d de e , 3 5a Ide abcd
ab e
PGPB+A 68ef 73d 46, 4c 108 36, 4c 34 55, 454 18,9
MF e d de de , 7 6a 8cd abcd
ab e
25W C 84def 104 58,0c 140 44,2c 31 50, 552 17,6
R cde d bcd de , 4 6a Ocd de
e b e
PGPB 97 cde 118 66,2b 154 51,6a 33 52, 644 17,6
f bcd cd abc bcde , 4 3a 5ab cde
de ab cde
PGPB+A 104bc 109 73, 2a 160 57,2a 35 53, 715 18,8
MF de cde bc abc bcd , 5 9a 2ab abcd
d ab cd
50W C 91cde 107 59, 9c 133 45,3b 33 48, 566 18,7
R f cde d cde cde , 4 6a 2bc abcd
ab de
PGPB 102bc 121 68,8a 158 54,7a 35 53, 683 18,0
de bcd bc abc bcd , o 5a 9ab abcd
d ab cd e
PGPB+A lllab 117 74,8a 166 58,0a 34 54, 724 18,8
MF cde bcd bc abc bcd , 9 3a 5ab abcd
d ab cd
Dl C 121ab 149 82,0a 190 62,3a 33 51, 779 19, 4
cd abc bc abc bcd , 7 5a lab a
ab cd
PGPB 139ab 153 96, 4a 220 75, 9a 34 54, 948 17,8
c abc b ab , 6 2a 5a bcde
ab
PGPB+A MF 157a 182 a 103, 6 a 229 a 77,4a 33 , 6 ab 50, 0a 967 la 18,6 abcd
100 C HOab 124 74,0a 164 58,0a 35 53, 725 17,1
WR cde abc bc abc bcd , 4 0a Oab e
d d ab cd
PGPB 115ab 105 80,8a 178 64,3a 36 56, 803 19, 0
cde cde bc abc bc , 6 0a 3ab abc
d a c
PGPB+A 154ab 176 98,1a 228 73,3a 31 47, 915 19, 1
MF ab b a b , 9 5a 8ab ab
b
Relativamente aos parâmetros de produção de biomassa dos genótipos em estudo, os resultados evidenciam que a aplicação combinada de bactérias promotoras do crescimento e fungos micorrizicos arbusculares (PGPB+AMF) foi benéfica para o crescimento das plantas (Tabela 5 e 6) .
Em ambos os genótipos, o valor de produção mais elevado foi observado nas plantas inoculadas com bactérias promotoras de crescimento e fungos micorrizicos arbusculares com rega durante a fase reprodutiva da cultura (PGPB+AMF, Dl). Nestas condições, o genótipo Elixir apresentou um rendimento médio de 9079 kg ha-1, enquanto o genótipo CHK 3357 revelou um rendimento médio de 8597 kg ha-1 (Figura 15).
No genótipo Elixir, a inoculação com PGPB+AMF resultou num aumento médio da produção de 405 e 1321 kg ha-1 quando comparado com as plantas inoculadas com bactérias promotoras do crescimento (PGPB) e plantas não inoculadas (C) , respetivamente (Figura 16). No genótipo CHK 3357, a inoculação com PGPB+AMF resultou num aumento médio da produção de 511 e 1298 kg ha-1 quando comparado com as plantas inoculadas com bactérias promotoras do crescimento (PGPB) e plantas controlo (C), respetivamente (Figura 16).
- 43 Em todos os regimes de rega impostos, as plantas inoculadas com bactérias promotoras do crescimento e fungos micorrizicos arbusculares (PGPB+AMF) apresentaram um rendimento superior comparativamente às plantas inoculadas com bactérias promotoras do crescimento (PGPB) e plantas não inoculadas. Em ambos os genótipos, a rega durante a fase reprodutiva da planta resultou nos maiores valores de produção (Figura 17).
Num modo de realização, as caracteristicas técnicas constituintes da presente invenção, nas suas demais combinações, são adequadas para formulações sólidas, em gel ou líquidas e são facilmente adicionadas às sementes por diversos métodos de revestimento que permitam a adesão da solução ou da mistura sólida, nomeadamente a adesão do material de suporte por adição de um óleo vegetal.
Como será evidente a um perito na especialidade, a presente invenção não deverá estar limitada aos modos de realização descritos no presente documento, sendo possíveis diversas alterações que se mantêm no âmbito da presente invenção.
Evidentemente, os modos preferenciais acima apresentados são combináveis, nas diferentes formas possíveis, evitando-se aqui a repetição de todas essas combinações.
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Claims (22)

  1. REIVINDICAÇÕES
    1. Formulação biofertilizante compreendendo pelo menos dois microrganismos isolados caracterizada por cada um dos referidos microrganismos ser selecionados a partir de Pseudomonas sp., Burkholderia sp. , Mesorhizobium sp. e/ou suas misturas, cada um dos referidos microrganismos isolados compreendendo uma sequência de ácido desoxirribonucleico (ADN) com pelo menos 99% de identidade com uma sequência selecionada a partir da seguinte lista: SEQ. n° 1, SEQ. n° 2, SEQ. n° 3, SEQ. n° 4, SEQ. n° 5, SEQ. n° 6, SEQ. n° 7, SEQ. n° 8, SEQ. n° 9, SEQ. n° 10, SEQ. n° 11 e/ou SEQ. n° 12.
  2. 2. Formulação biofertilizante de acordo com a revindicação anterior caracterizada por compreender pelo menos dois microrganismos isolados, cada um dos referidos microrganismos compreendendo uma sequência de ADN com 100 % de identidade com uma sequência selecionada a partir da seguinte lista SEQ. n° 1, SEQ. n° 2, SEQ. n° 3, SEQ. n° 4, SEQ. n° 5, SEQ. n° 6, SEQ. n° 7, SEQ. n° 8, SEQ. n° 9, SEQ. n° 10, SEQ. n° 11 e/ou SEQ. n° 12.
  3. 3. Formulação biofertilizante de acordo com qualquer uma das revindicações anteriores caracterizada por compreender três microrganismos isolados, cada um dos referidos microrganismos compreendendo uma sequência de ADN com pelo menos 99 % de identidade com uma sequência selecionada a partir da seguinte lista: SEQ. n° 1, SEQ. n° 2, SEQ. n° 3, SEQ. n° 4, SEQ. n° 5, SEQ. n° 6, SEQ. n° 7,
    - 2 SEQ. n° 8, SEQ. n° 9, SEQ. n° 10, SEQ. n° 11 e/ou SEQ. n°
    12.
  4. 4. Formulação biofertilizante de acordo com qualquer uma das revindicações anteriores caracterizada por compreender três microrganismos isolados, cada um dos referidos microrganismos compreendendo uma sequência de ADN com 100 % de identidade com uma sequência selecionada a partir da seguinte lista SEQ. n° 1, SEQ. n° 2, SEQ. n° 3, SEQ. n° 4, SEQ. n° 5, SEQ. n° 6, SEQ. n° 7, SEQ. n° 8, SEQ. n° 9, SEQ. n° 10, SEQ. n° 11 e/ou SEQ. n° 12.
  5. 5. Formulação biofertilizante de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores caracterizada por o/s microrganismo/s isolado/s ser/em bactéria/s.
  6. 6. Formulação biofertilizante de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores caracterizada por compreender adicionalmente outros compostos fertilizantes, pesticidas, microrganismos adicionais, promotores do crescimento de plantas e/ou suas combinações.
  7. 7. Formulação biofertilizante de acordo com a reivindicação anterior caracterizada por os microrganismos adicionais serem fungos micorrizicos.
  8. 8. Formulação biofertilizante de acordo com a reivindicação 8 caracterizada por os microrganismos adicionais serem selecionados a partir da seguinte lista: Bacillus, Paenibacillus, Trichoderma, Beauveria, Cordyceps, Metarhizium, Paecilomyces e/ou suas misturas.
  9. 9. Formulação biofertilizante de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores caracterizada por ser uma formulação sólida, em gel ou liquida.
  10. 10. Semente de planta caracterizada por ser revestida com a formulação biofertilizante de qualquer uma das reivindicações anteriores.
  11. 11. Semente de planta de acordo com a reivindicação anterior caracterizada por compreender adicionalmente óleo vegetal.
  12. 12. Método de revestimento de sementes caracterizado por compreender os seguintes passos:
    i) desinfeção das referidas sementes;
    ii) revestimento das referidas sementes com material adesivo, de suporte e/ou nutricional para promover a sobrevivência de microrganismos;
    iii) inoculação das referidas sementes com a formulação biofertilizante de qualquer uma das reivindicações 1-9.
  13. 13. Método de revestimento de sementes de acordo com a revindicação anterior caracterizado por a inoculação ser feita por peletização e/ou revestimento.
  14. 14. Método de revestimento de sementes de acordo com as revindicações 12 e 13 caracterizado por o material de suporte e/ou nutricional ser turfa, argila, talco,
    - 4 vermiculite, serrim, pó de cortiça, farelos de cereais e/ou suas combinações.
  15. 15. Método de revestimento de sementes de acordo com qualquer uma das reivindicações 12-14 caracterizado por o material adesivo ser um polímero sintético ou natural selecionado a partir da seguinte lista: metilcelulose, carboximetilcelulose, goma arábica, óleo vegetal e/ou suas combinações.
  16. 16. Método de produção de uma formulação biofertilizante de qualquer uma das reivindicações 1-9 caracterizado por compreender os passos de:
    i) produção de um inoculo de Pseudomonas sp., Burkholderia sp., Mesorhizobium sp. e/ou suas misturas em meio líquido, em gel ou sólido;
    ii) centrifugação e/ou suspensão do referido inoculo em solução de NaCl até atingir a densidade óptica desejada;
    iii) obtenção da formulação biofertilizante de qualquer uma das reivindicações 1-9 .
  17. 17. Método de produção da formulação biofertilizante de acordo com a reivindicação anterior caracterizado por a densidade óptica se encontrar no intervalo entre 1X107-1x108 unidades formadoras de colónias por mililitro de solução.
  18. 18. Uso da formulação biofertilizante de qualquer uma das reivindicações 1-9 na indústria agrícola e ornamental na produção de hortícolas e frutícolas.
  19. 19. Uso da formulação biofertilizante de qualquer uma das reivindicações 1-9 de acordo com a reivindicação anterior na produção de leguminosas.
  20. 20. Uso da formulação biofertilizante de qualquer uma das reivindicações 1-9 de acordo com a reivindicação anterior na produção de grão-de-bico.
  21. 21. Uso da formulação biofertilizante de qualquer uma das reivindicações 1-9 como complemento ou em substituição de fertilizantes sintéticos.
  22. 22. Uso da formulação biofertilizante de qualquer uma das reivindicações 1-9 como biopesticida.
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