Caracterização de genes relacionados à eficiência da fixação biológica do nitrogênio em estirpes de Bradyrhizobium japonicum, microssimbiontes da soja

Mestrado em Biotecnologia Aplicada à Agricultura
Autor: Camila de Medeiros
Orientador: Fernando Gomes Barcellos
Defendido em: 21/06/2012

Resumo

A soja (Glicyne Max L.) é um vegetal de grande importância econômica e alimentar. O Brasil ocupa o segundo lugar em produtividade mundial do grão, que é rico em proteínas e fonte de óleo vegetal. A alta produtividade brasileira é devida aos processos de melhoramento vegetal e a inoculação com estipes selecionadas de Bradyrhizobium japonicum e B. elkanii. Estas espécies de bactérias realizam simbiose com as raízes de soja, resultando na formação de estruturas denominadas nódulos. Através do processo de simbiose a bactéria fornece à planta o nitrogênio necessário para o crescimento, através do processo de Fixação Biológica do Nitrogênio (FBN), a qual ocorre no interior dos nódulos. Estas bactérias são utilizadas nos inoculantes comerciais para a soja, como alternativa ao uso de adubo nitrogenado, resultando em economia e vantagens ambientais com a não utilização de fertilizantes químicos. Devido à necessidade de uma constante busca de genótipos (estirpes) de Bradyrhizobium mais eficientes no processo de FBN, faz-se necessário a identificação de genes relacionados aos processos de eficiência na FBN com a soja, para o uso como marcadores moleculares nos programas de seleção de estirpes mais eficientes para este processo. Desta forma, este estudo teve como objetivo identificar a presença de polimorfismos na sequência dos genes, através da técnica de PCR-RFLP, identificados originalmente na estirpe S 370 como relacionados à eficiência na FBN, em estirpes de B. japonicum contrastantes para esta característica. Os resultados obtidos demonstraram uma alta conservação dos genes chvE e blr4511 entre as estipes de B. japonicum analisadas, não sendo possível a identificação de polimorfismos. A conservação na sequência nucleotídica destes genes pode estar relacionada com a função adaptativa que estes possam exercer durante o processo evolutivo das espécies de rizóbios.

Palavras-chave

*Bradyrhizobium japonicum*, fixação biológica de nitrogênio, PCR-RFLP

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Title

Characterization of blr4511 and chvE genes of *Bradyrhizobium japonicum* related to the biologic nitrogen fixation (BNF) efficiency with soybean in strains contrasting to this feature

Abstract

Soybean (Glicyne max L.) is a vegetable of large economic and nutritious importance. Brazil occupies the second place in the world grain productivity, which is protein-rich and source of vegetable oil. The high brazilian productivity is due to the crop breeding processes and to the inoculation with Bradyrhizobium japonicum and B. elkanii selected strains. These bacterial species establishes a symbiotic partnership with the soybean roots, resulting in the formation of structures called as nodules. The nitrogen necessary to the plant growth is supplied by the bacteria trough the Biological Nitrogen Fixation (BNF) process that occurs inside of nodules. These bacteria are used in the commercial inoculants to soybean as an alternative to the use of nitrogen fertilizers, resulting in savings and environmental advantages due to the non-utilization of chemicals fertilizers. Due to the necessity of a continuous selection of Bradyrhizobium genotypes (strains) more efficient to the BNF process, it is necessary the identification of genes related to the BNF efficiency process with soybean to use as molecular markers in the strain selection programs. Therefore, this study aimed at identifying the presence of polymorphisms, trough the PCR-RFLP technique, in gene sequences of B. japonicum strains contrasting to this feature. The gene sequences studied were previously identified in the B. japonicum S 370 strain as related to the BNF efficiency in soybean. The results showed a high gene sequence conservation of the chvE and blr4511 genes between the strains analyzed, since the polymorphism was not possible to be identified by the PCR-RFLP technique. The nucleotide sequence conservation of these genes may be related to the adaptive function that they may act during the evolutive process of rhizobia species.

Keywords

*Bradyrhizobium japonicum*, biological nitrogen fixation, PCR-RFLP