Análise da biodiversidade de bactérias endofíticas de colmo de cana-de-açucar cultivada no Noroeste do Parná

Abstract

Bacterias endofiticas sao encontradas no interior dos tecidos da maioria das especies de plantas e podem trazer beneficios, como fixacao de nitrogenio, producao de fitormonios e controle biologico de patogenos. No presente trabalho a diversidade bacteriana endofitica da cana-de-acucar foi analisada por metodos independentes de cultivo e comparada com aquela previamente obtida atraves de metodologia dependente de cultivo. Os colmos de plantas vindas da Estacao Experimental da UFPR localizada em Paranavai foram externamente desinfectados, macerados e usados para a extracao de DNA. O DNA purificado foi utilizado como molde para a amplificacao do gene 16S rRNA utilizando os conjuntos de oligonucleotideos iniciadores 27f e 16805r e 27f e 1492r. Esses pares amplificam, respectivamente, a porcao inicial (800 pb) e todo o gene 16S rRNA (1500 pb). Os amplicons foram entao clonados no vetor PCR 2.1. Dois mil cento e doze clones foram coletados e os insertos de 866 clones foram sequenciados e analisados. A maioria das sequencias apresentou alta identidade (mais que 91%) com sequencias do gene 16S rRNA do filo Proteobacteria. Uma alta prevalencia de representantes da classe ƒÁ-Proteobacteria foi observada, com dominancia das familias Enterobacteriaceae e Pseudomonadaceae. Dentro das enterobacterias, foram encontradas bacterias relacionadas aos generos Enterobacter sp Pantoea sp, Klebsiella sp, Serratia sp e Citrobacter sp. A familia Pseudomonadaceae foi representada pelo genero Pseudomonas sp. Apenas seis sequencias foram identificadas como ƒ¿-Proteobacteria e uma como ƒÀ-Proteobacteria. Vinte e duas sequencias apresentaram alta identidade com genes 16S rRNA de bacterias naocultivadas, mas foram re-classificadas como Enterobacterias. Resultados semelhantes foram observados com os metodos dependentes de cultivo. Esses resultados revelam uma diversidade diferente da classicamente observada em cana-de-acucar, mostrando que ha nessa planta um potencial reservatorio de organismos ainda a ser explorado e que, a comunidade bacteriana endofitica pode variar de acordo com o genotipo da planta analisada e tambem com sua localizacao geografica.

Endophytic bacteria are found in inner tissues of most plant species and can promote benefits such as nitrogen fixation, phytohormone production and biological control of pathogens. In the present work the bacterial diversity of sugarcane endophytes was analyzed by cultivation-dependent and independent methods. Stem of sugarcane from a commercial crop located in the Northwest of the Parana state (Brazil) was externally disinfested, ground and subjected to DNA extraction. The purified DNA was used as a template for amplification of the 16S rRNA gene using primers 27f and 805r and 27f and 1492r. The amplicons were then cloned into the pCR 2.1 vector. Two thousand and one hundred twelve clones were collected, and the inserts of 866 clones were sequenced and analyzed. The majority (99%) of the sequences were similar (more than 91% identity) to Proteobacteria 16S rRNA gene. The highest prevalence were of representatives of the gama-Proteobacteria such as from Pseudomanadaceae and Enterobacteriaceae families. Among the latter were found the genera Enterobacter sp, Pantoea sp, Klebsiella sp, Serratia sp and Citrobacter. The Pseudomonadaceae family was represented by Pseudomonas genus. Sequences with high identity to the alpha- Proteobacteria Devosia sp, Roseomonas sp, Asaia sp and the beta-Proteobacteria Alcaligenes sp were also found. Twenty-two sequences showed high identity with sequences from uncultured bacteria but they were classified as Enterobateriaceae. Similar results were observed with the culture-dependent method. The results reveal a rich diversity of bacteria in the stem of healthy sugarcane, with some taxons not described in this plant yet.