BACTÉRIAS PROMOTORAS DE

UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DE PERNAMBUCO PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIAS DO SOLO

SEMINÁRIO II EM CIÊNCIAS DO SOLO

BACTÉRIAS PROMOTORAS DE

CRESCIMENTO EM PLANTAS

CRESCIMENTO EM PLANTAS

MESTRANDA: BSc. Cybelle Souza de Oliveira

ORIENTADORA: Profª.Drª. Márcia V. B. Figueiredo

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.

Quais os principais efeitos

observados na promoção de

observados na promoção de

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 de produção de ervilha e de até 150% em plantas de rabanete com inoculação de Pseudomonas spp.

Bactérias Promotoras de Crescimento em Plantas (BPCPs)

Os principais grupos de BPCPs podem ser encontrados nos Filos:

Proteobacteria Firmicutes Firmicutes Actinobacteria Bacteroidetes Cyanobacteria

Bactérias Promotoras de Crescimento em Plantas (BPCPs)

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

Bactérias Promotoras de Crescimento em Plantas (BPCPs)

Proteobacteria alfa

A maioria dos gêneros fototróficos, mas também incluem gêneros

simbiontes de plantas.

Ex: Acetobacter, Rhodobacter e Rhizobium.

Acetobacter Rhodobacter _Rhizobium

Bactérias Promotoras de Crescimento em Plantas (BPCPs)

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

Bactérias Promotoras de Crescimento em Plantas (BPCPs)

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

Bactérias Promotoras de Crescimento em Plantas (BPCPs)

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)

Bactérias Promotoras de Crescimento em Plantas (BPCPs)

Proteobacteria ípsilon

São constituídas por poucos gêneros, principalmente Helicobacter

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

Campylobacter Helicobacter

Bactérias Promotoras de Crescimento em Plantas (BPCPs)

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)

Filo Actinobacteria

Bactérias Gram-positivas conhecidas como actinomicetos ou

actinobactérias.

Têm organização filamentosa, muitas vezes ramificada.

Bactérias Promotoras de Crescimento em Plantas (BPCPs)

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.).

Streptomyces

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).

Bactérias Promotoras de Crescimento em Plantas (BPCPs)

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

Filo Cyanobacteria

Inclui as algas azuis, são organismos aquáticos, unicelulares,

procariontes e fotossintéticos.

Forma de cocos, bastonetes, filamentos ou pseudofilamentos.

Bactérias Promotoras de Crescimento em Plantas (BPCPs)

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)

Substâncias Reguladoras de Crescimento em Plantas

(SRCPs)

Substâncias Reguladoras de Crescimento em Plantas

(SRCP)

- pH - Temperatura - Temperatura - Disponibilidade de nutrientes - Composição de substrato - Quantidade do substrato

(Moreira & Siqueira, 2006)

Bactérias Promotoras de Crescimento em Plantas (BPCPs)

Inibição da síntese do etileno Disponibilidade de nutrientes

Bactérias Promotoras de Crescimento em Plantas (BPCPs)

Supressão de microrganismos deletérios e/ou patogênicos - Antibiose

- Parasitismo

- Produção de compostos voláteis tóxicos - Indução de resistência

Auxinas

Mecanismos de Atuação Direta

Iniciação de Raízes Laterais

e Adventícias Alongamento Radicular

Pseudomonas fluorescens Burkholderia cepacia

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

Organismo Fitormônio Referências Azotobacter sp. Giberelina AIA El-Bahrawy, 1983 Mahmoud et al., 1984 Pseudomonas Fluorescens Giberelina AIA Citocinina

Hussain & Vancura, 1970 Hussain & Vancura, 1970 Nieto & Frankenberg, 1989a. Tabela 1. Bactérias produtoras de fitormônios

Rhizobium phaseoli Citocinina Puppo & Rigand, 1978

Arthobacter sp. Giberelina

AIA

Citocinina

Strzelczyk & Pokojska-Burdziej, 1984

Kampert & Stozelczyk, 1984

Bacillus sp. Giberelina Katznelson & Cole, 1965

Pseudomonas sp. AIA Brown, 1972

Mecanismos de Atuação Direta

Etileno Induz o enraizamento de várias espécies

(Cunha, 2005 ) Acúmulo de Etileno Inibe elongação das raízes formadas

Nitrogênio

Mecanismos de Atuação Direta

Ferro

Fósforo

Solubilização do fosfato

Sideróforo

Mecanismos de Atuação Direta

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 + 144

N 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} 32_{P / Planta}

K total Milho em solo com 1507,0 620,0 + 143 (mg K2O/pl) silicato de potássio

Mecanismos de Atuação Indireta

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)

Mecanismos de Atuação Indireta

Mecanismos de Atuação Indireta

Bactérias Enzimas c Células fúngicas v

Azospirillum sp.

Pseudomonas fluorescens

(Chet & Inbar, 1994)

v

Quitinase; Gluconase; Protease; Lipase.

Mecanismos de Atuação Indireta

- Amônia

- Ácido Cianídrico Controle Biológico

- Pode atuar promovendo o desenvolvimento de pêlos radiculares.

(Défago et al., 1990; Luz, 1996) Pseudomonas fluorescens x Thielaviopsis sp.

Mecanismos de Atuação Indireta

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.

Mecanismos de Atuação Indireta

- Disponibilidade de Nutrientes

- Controle Biológico _{Indução de} - Controle Biológico

- Antibiose - Parasitismo

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

Indução de Resistência

Mecanismos de Atuação Indireta

Mecanismos de Atuação Indireta

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)

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.