bactÉrias promotoras de crescimento em plantas...

UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DE PERNAMBUCO

PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIAS DO SOLO

SEMINÁRIO II EM CIÊNCIAS DO SOLO

BACTÉRIAS PROMOTORAS DE CRESCIMENTO EM PLANTASCRESCIMENTO EM PLANTAS

MESTRANDA: BSc. Cybelle Souza de OliveiraORIENTADORA: Profª.Drª. Márcia V. B. Figueiredo

Recife / Novembro / 2009

Bactérias Promotoras de Crescimento em Plantas (BPCPs)

As bactérias promotoras do crescimento de plantas

(BPCPs) encontram-se em habitats naturais colonizando de forma

interna e externa órgãos de plantas e podem ser benéficas,

neutras ou prejudiciais ao seu crescimento.

(Mariano et al., 2004)

Quais os principais efeitos observados na promoção de observados na promoção de crescimento de plantas???

Aumentar:

� Taxa de germinação

� Crescimento das raízes

� Crescimento do colmo ou caule

� Número de folhas e área foliar

� Crescimento de tubérculos

� Número de flores e rendimento

� Produção de grãos e frutos

Assim, como exemplo dos efeitos de BPCPs na

produtividade, podemos citar aumentos de 33% na

produção de ervilha e de até 150% em plantas deprodução de ervilha e de até 150% em plantas de

rabanete com inoculação de Pseudomonas spp.

(Parke et al., 1991; Kloepper & Schorth, 1981)


Os principais grupos de BPCPs podem ser encontrados nos Filos:

Proteobacteria

FirmicutesFirmicutes

Actinobacteria

Bacteroidetes

Cyanobacteria


Filo Proteobacteria

� Bactérias Gram- negativas com parede celular formada principalmente

de lipopolissacarídeos.

� Muitas movem-se utilizando flagelos.

A maioria das proteobactérias são anaeróbias.�A maioria das proteobactérias são anaeróbias.

� Incluem uma grande variedade de agentes patogênicos, como

Escherichia, Salmonella e Helicobacter.

� A nutrição normalmente é heterotrófica, mas existem dois grupos que

realizam fotossíntese, denominadas bactérias púrpureas.

- As bactérias púrpuras sulfurosas

- As bactérias púrpuras não-sulfurosas

(Madigan & Martinko, 2004)


Proteobacteria alfa

� A maioria dos gêneros fototróficos, mas também incluem gêneros

simbiontes de plantas.Ex: Acetobacter, Rhodobacter e Rhizobium.

AcetobacterRhodobacter

Rhizobium



Proteobacteria beta

� Incluem vários grupos de bactérias aeróbias ou facultativas que são

versáteis nas suas capacidade de degradação.

Ex: Nitrosomonas.

� Algumas espécies patogênicas são encontradas dentro desta classe,

como Burkholderia e Ralstonia.

(Madigan & Martinko, 2004) B. tuberum

R. taiwanesis


Proteobacteria gama

� Incluem vários grupos de bactérias importantes para a ciência, tais

como as Enterobacteriaceae e Pseudomonadaceae. E alguns agentes

patogênicos, como Salmonella e Vibrio.patogênicos, como Salmonella e Vibrio.

Enterobacter Pseudomonas(Madigan & Martinko, 2004)


Proteobacteria delta

� Incluem um grupo de gêneros predominantemente aeróbios, e um

grupo estreitamente anaeróbios que contêm a maior parte das bactérias

redutoras de:redutoras de:

- Sulfato (Desulfobacter, Desulfovibrio)

- Ferro (Geobacter)



Proteobacteria ípsilon

� São constituídas por poucos gêneros, principalmente Helicobacter

(patógeno do duodeno) e Campylobacter (patógeno do estômago).

Campylobacter Helicobacter(Madigan & Martinko, 2004)


Filo Firmicutes

� A maioria das bactérias Gram-positivas.

� Têm a forma de cocos e bacilos.

� Muitos membros produzem endósporos.� Muitos membros produzem endósporos.

(Borenstein, 2006) Bacillus subtilis

Filo Actinobacteria

� Bactérias Gram-positivas conhecidas como actinomicetos ou

actinobactérias.

� Têm organização filamentosa, muitas vezes ramificada.


� Têm organização filamentosa, muitas vezes ramificada.

� Ocorrem amplamente no solo, onde desempenham relevante

papel biológico. Especialmente representantes do gênero

Streptomyces por produzirem antibióticos.

� Os representantes do gênero Frankia que vivem em simbiose

com as raízes de plantas superiores (por exemplo, Casuarina sp.).

(Borenstein, 2006)

Streptomyces

Frankia

Filo Bacteroidetes

� Engloba três grandes grupos

- Bacteroides

- Flavobactérias (São bactérias Gram-negativa em sua grande

parte. Vive no habitat terrestre, sendo encontrada também na água).


parte. Vive no habitat terrestre, sendo encontrada também na água).

- Sphingobactérias

Filo Cyanobacteria

� Inclui as algas azuis, são organismos aquáticos, unicelulares,

procariontes e fotossintéticos.

� Forma de cocos, bastonetes, filamentos ou pseudofilamentos.


� Forma de cocos, bastonetes, filamentos ou pseudofilamentos.

� É uma das principais provedoras de nitrogênio para as cadeias

tróficas dos mares, sendo ainda de utilidade para a alimentação

humana.

(Madigan & Martinko, 2004) Anaboena

Substâncias Reguladoras de Crescimento em Plantas (SRCPs)

� São compostos orgânicos de ocorrência natural que

influenciam processos fisiológicos nas plantas em concentraçõesinfluenciam processos fisiológicos nas plantas em concentrações

muito abaixo daquelas nas quais os nutrientes ou vitaminas

podem afetar tais processos.

(Moreira & Siqueira, 2006)

Substâncias Reguladoras de Crescimento em Plantas (SRCP)

� Fatores que interferem a síntese de SRCP

- pH

- Temperatura- Temperatura

- Disponibilidade de nutrientes

- Composição de substrato

- Quantidade do substrato

(Moreira & Siqueira, 2006)

Rizosfera


CO2

VEGETAL

SOLO ESTÉRIL(5 - 8% do CO2)

SOLO NÃO ESTÉRIL

(12 - 18% do CO2)

(Barber & Martin, 1976)

� Mecanismo de atuação de forma direta

Produção de fitormônios

Inibição da síntese do etileno

Disponibilidade de nutrientes

�


� Mecanismo de atuação de forma indireta

Supressão de microrganismos deletérios e/ou patogênicos

- Antibiose

- Parasitismo

- Produção de compostos voláteis tóxicos

- Indução de resistência

(Cunha, 2005)

� Produção de fitormônios

Auxinas

Mecanismos de Atuação Direta

Iniciação de Raízes Laterais e Adventícias

Alongamento Radicular

� Ácido Indol Acético (AIA)

e Adventícias

Pseudomonas fluorescens

Burkholderia cepacia

(Cunha, 2005; Dubeikovsky et al. 1993; Mendes et al., 2007)

Groselheira-preta

Cana-de-açúcar

Organismo Fitormônio Referências

Azotobacter sp. GiberelinaAIA

El-Bahrawy, 1983Mahmoud et al., 1984

Pseudomonas

Fluorescens

GiberelinaAIACitocinina

Hussain & Vancura, 1970Hussain & Vancura, 1970Nieto & Frankenberg, 1989a.

Tabela 1. Bactérias produtoras de fitormônios

Rhizobium phaseoli Citocinina Puppo & Rigand, 1978

Arthobacter sp. GiberelinaAIACitocinina

Strzelczyk & Pokojska-Burdziej, 1984Kampert & Stozelczyk, 1984

Bacillus sp. Giberelina Katznelson & Cole, 1965

Pseudomonas sp. AIA Brown, 1972

(Adaptado de Melo & Azevedo, 1998)

� Inibição da Síntese do Etileno


Etileno Induz o enraizamento de várias espécies

(Cunha, 2005 )

Acúmulo de Etileno Inibe elongação das raízes formadas

Microrganismos ( )Níveis de Etileno

� Disponibilidade de Nutrientes

Nitrogênio


Ferro

Fósforo

(Rodríguez & Fraga, 1999Glick, 1995; Leong, 1986; Cunha, 2005 )

Solubilização do fosfato

Sideróforo

Solubilização do fosfato


Tabela 2. Influência da presença de microrganismos na absorção de

nutrientes pelas plantas

Quantidade Planta/condições Microrganismo Efeito

absorvida Presente Ausente microbiano (%)

N total parte Centeio / Hidroponia 76,9 31,5 + 144N total parte Centeio / Hidroponia 76,9 31,5 + 144

aérea (µg/pl) - 10-5 M KNO3

P total parte Tomateiro / Hidroponia 27,0 9,0 + 200

Aérea(10-3 mol/pl) Com 32P / Planta

K total Milho em solo com 1507,0 620,0 + 143

(mg K2O/pl) silicato de potássio

(Adaptado de Moreira & Siqueira, 2006)

Mecanismos de Atuação Indireta

� Supressão de microrganismos deletérios e/ou patogênicos

(Antibiose):

Compostos orgânicos que possuem baixo peso molecular e

grande diversidade química produzidos por microrganismos e que,

em baixas concentrações, atuam como deletérios ao metabolismo

de outros organismos.

(Fravel, 1988)

Antibiose ( ) Sobrevivência e Colonização


� Burkholderia cepacia x Fusarium moniliforme

(Mendes et al., 2007)



(Parasitismo):

Bactérias Enzimas Células fúngicasc

v

Azospirillum sp.

Pseudomonas fluorescens(Chet & Inbar, 1994)

v

Quitinase;

Gluconase;

Protease;

Lipase.

Podridão por Rhizoctonia ( )



(Produção de compostos voláteis tóxicos):

- Amônia

- Ácido CianídricoControle Biológico

- Pode atuar promovendo o desenvolvimento de pêlos

radiculares.

(Défago et al., 1990; Luz, 1996)

Pseudomonas fluorescens x Thielaviopsis sp.



(Indução de resistência):

O aumento da capacidade de defesa da planta contra

diversos patógenos após estimulação apropriada, tornando-o mais

resistente.

A indução de resistência sistêmica está diretamente ligada a

alterações bioquímicas e estruturais na planta. Ex: Inoculação

prévia com patógenos avirulentos, componentes microbianos e

substâncias químicas.

(Ramamoorthy et al., 2001; Araújo, 2001; Kuc, 1995)


- Disponibilidade de Nutrientes

- Controle Biológico Indução de- Controle Biológico

- Antibiose

- Parasitismo

(Pascholati & Leite, 1995; Saikia et al., 2004)

Indução deResistência

� Burkholderia cepacia x Fusarium moniliforme


(Mendes et al., 2007)


Indução de Resistência

Eucalipto (Teixeira et al., 2004)

Arroz (Saikia et al., 2006)

Pseudomonas Tomate (Ramamoorthy et al., 2002)

Pimenta (Ramamoorthy et al., 2002)

Pepino (Wei et al., 1991)

Pinus (Enebak & Carey, 2000)

Bacillus Milheto (Raj et al., 2003)

Soja (Araujo, Henning & Hungria, 2005)

Considerações Finais

A ciclagem de nutrientes, a fixação biológica de

nitrogênio e a solubilização de rochas fosfatadas são alguns

exemplos de processos microbiológicos naturais que garantem

o potencial produtivo do solo.

Diante disto, as BPCPs serão provavelmente uma das

táticas mais importante para a atualidade mundial, visto que são

almejadas e rastreadas para uma possível aplicação em campo,

objetivando o aumento da produtividade agrícola, e diminuindo

cada vez mais a dependência de fertilizantes químicos.

OBRIGADA!!!

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