Diversidade de bactérias diazotróficas e fixação biológica de nitrogênio em cultivares de feijão-caupi no Semiárido de Pernambuco
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Data de Publicação: | 2019 |
Tipo de documento: | Tese |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da UFPE |
Texto Completo: | https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/33844 |
Resumo: | O feijão-caupi (Vigna unguiculata (L.) Walp.) tem grande importância alimentícia e econômica, principalmente nas regiões Norte e Nordeste do Brasil. Esta cultura pode adquirir nitrogênio da atmosfera através da fixação biológica de nitrogênio (FBN), que é ecologicamente relevante por redução da adubação nitrogenada e dos impactos ambientais. Nesse sentido, os objetivos deste trabalho foram: 1) determinar a FBN, o aporte de N e a produtividade de grãos em cultivares de feijão-caupi no Pernambuco submetidos à inoculação com bactérias recomendadas como para esse cultivo; e 2) determinar a diversidade de rizóbios associados a essas variedades. Dois experimentos foram conduzidos na estação experimental da Embrapa Semiárido, localizado em Petrolina. O primeiro, para avaliar a FBN, produtividade e diversidade de rizóbios em dez variedades de feijão-caupi (BRS Acauã, BRS Imponente, BRS Nova Era, BRS Marataoã, BRS Pajeú, BRS Potengi, BRS Pujante, BRS Tapaihum, BRS Tumucumaque, e BRS Xiquexique), cultivadas com ou sem inoculação de quatro estirpes de Bradyrhizobium (UFLA 03-84, BR3267, INPA 03-11B e BR3262), com controles nitrogendo (80 kg ha⁻¹ N, na forma de ureia), e controle absoluto (C.A). Foram estimados os teores de N total, N acumulado, a FBN pelo método da abundância natural do ¹⁵N, e N fixado e produção de biomass seca e grãos. Também foi estimada a diversidade de bactérias diazotróficas em todas as variedades, que foram isoladas e caracterizadas fenotípica e genotípicamente a partir de técnicas de fingerprint (RFLP) e sequenciamento do gene IGS 16-23S rDNA, além de análises de fingerprint por BOX-PCR para os isolados obtidos da variedade BRS Nova Era. O segundo experimento foi feito com cinco variedades de feijão-caupi que apresentaram respostas diferentes nos parâmetros de FBN e produtividade em relação à inoculação com os rizóbios recomendados (BRS Imponente, BRS Marataoã, BRS Pujante, BRS Tapaihum e BRS Tumucumaque), sendo submetidas aos mesmos tratamentos utilizados no experimento anterior. Foram determinados peso de biomassa aérea e grãos. Houve FBN em todas as variedades de feijão-caupi. Os valores de δ¹⁵N variaram entre 1,5 ‰ na variedade BRS Pujante (C.A) e 6,18 ‰ na variedade BRS Tumucumaque inoculada com BR 3267. A maior quantidade N fixado foi na variedade BRS Tumucumaque inoculada com BR 3262 (34,8 kg ha⁻¹) que também apresentou maior N acumulado na biomassa aérea (67,9 kg ha⁻¹). O peso da biomassa aérea variou entre 470 kg ha⁻¹ na variedade BRS Xique-xique com BR 3262 e 1642 kg ha⁻¹ na BRS Imponente com INPA 03-11B. Os tratamentos inoculados apresentaram resultados semelhantes ou superiores de produção de grãos ao do tratamento com adubação nitrogenada, com exceção da BRS Imponente. O sequenciamento da IGS revelou a presença de isolados dos gêneros Bradyrhizobium, Rhizobium, Microvirga, Pseudomonas e Mycobacterium. Possíveis novas espécies de Bradyrhizobium, Rhizobium e Microvirga foram registradas. No segundo experimento de campo, a utilização de diferentes fontes de N afetou a produção de grãos, com exceção da variedade BRS Tapaihum. A produção de grãos variou entre 1305 kg ha⁻¹ na variedade BRS Imponente e 2789 kg ha⁻¹ na BRS Tapaihum com adubação nitrogenada. |
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Dois experimentos foram conduzidos na estação experimental da Embrapa Semiárido, localizado em Petrolina. O primeiro, para avaliar a FBN, produtividade e diversidade de rizóbios em dez variedades de feijão-caupi (BRS Acauã, BRS Imponente, BRS Nova Era, BRS Marataoã, BRS Pajeú, BRS Potengi, BRS Pujante, BRS Tapaihum, BRS Tumucumaque, e BRS Xiquexique), cultivadas com ou sem inoculação de quatro estirpes de Bradyrhizobium (UFLA 03-84, BR3267, INPA 03-11B e BR3262), com controles nitrogendo (80 kg ha⁻¹ N, na forma de ureia), e controle absoluto (C.A). Foram estimados os teores de N total, N acumulado, a FBN pelo método da abundância natural do ¹⁵N, e N fixado e produção de biomass seca e grãos. Também foi estimada a diversidade de bactérias diazotróficas em todas as variedades, que foram isoladas e caracterizadas fenotípica e genotípicamente a partir de técnicas de fingerprint (RFLP) e sequenciamento do gene IGS 16-23S rDNA, além de análises de fingerprint por BOX-PCR para os isolados obtidos da variedade BRS Nova Era. O segundo experimento foi feito com cinco variedades de feijão-caupi que apresentaram respostas diferentes nos parâmetros de FBN e produtividade em relação à inoculação com os rizóbios recomendados (BRS Imponente, BRS Marataoã, BRS Pujante, BRS Tapaihum e BRS Tumucumaque), sendo submetidas aos mesmos tratamentos utilizados no experimento anterior. Foram determinados peso de biomassa aérea e grãos. Houve FBN em todas as variedades de feijão-caupi. Os valores de δ¹⁵N variaram entre 1,5 ‰ na variedade BRS Pujante (C.A) e 6,18 ‰ na variedade BRS Tumucumaque inoculada com BR 3267. 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A produção de grãos variou entre 1305 kg ha⁻¹ na variedade BRS Imponente e 2789 kg ha⁻¹ na BRS Tapaihum com adubação nitrogenada.FACEPECowpea (Vigna unguiculata (L.) Walp.) Has great alimentary and economic importance, mainly in the North and Northeast regions of Brazil. This crop can acquire nitrogen from the atmosphere through biological nitrogen fixation (BNF), which is ecologically relevant by reducing nitrogen fertilization and environmental impacts. Therefore, the aims of this study were: 1) to determine the BNF, N intake and grain yield in cowpea cultivars in Pernambuco submitted to inoculation with bacteria recommended for this crop; and 2) determine the diversity of rhizobia associated with these varieties. Two experiments were conducted at the Embrapa Semiarid experimental station, located in Petrolina. The first, to evaluate BNF, productivity and diversity of rhizobia in ten varieties of cowpea (BRS Acauã, BRS Imponente, BRS Nova Era, BRS Marataoã, BRS Pajeú, BRS Potengi, BRS Pujante, BRS Tapaihum, BRS Tumucumaque, and BRS Xiquexique), cultivated with or without inoculation of four strains of Bradyrhizobium (UFLA 03-84, BR3267, INPA 03-11B and BR3262), with nitrogen control (80 kg ha⁻¹ N as urea), and absolute control (A.C.). The N contents, N accumulated, the BNF by the natural abundance method of ¹⁵N, and N fixed and dry biomass and grain yield were estimated. It was also estimated the diversity of diazotrophic bacteria in all varieties, which were isolated and characterized phenotypically and genotypically from fingerprint (RFLP) techniques and IGS 16-23S rDNA gene sequencing, as well as fingerprint analyzes by BOX-PCR for the isolates obtained from the BRS Nova Era variety. The second experiment was done with five varieties of cowpea that presented different responses in the BNF parameters and productivity in relation to the inoculation with the recommended rhizobia (BRS Imponente, BRS Marataoã, BRS Pujante, BRS Tapaihum and BRS Tumucumaque), being submitted to the same treatments used in the previous experiment. Weight of aerial biomass and grains were determined. There was FBN in all varieties of cowpea. The values of δ¹⁵N ranged from 1.5 ‰ in the BRS Pujante (CA) and 6.18‰ variety in the BRS Tumucumaque strain inoculated with BR 3267. The higher N amount fixed was the BRS Tumucumaque inoculated with BR 3262 (34.8 kg ha⁻¹), which also presented higher accumulated N in the Shoot biomass (67.9 kg ha⁻¹). The weight of the aerial biomass varied between 470 kg ha⁻¹ in the BRS Xique-xique variety with BR 3262 and 1642 kg ha⁻¹ in the BRS Imponente with INPA 03-11B. The treatments inoculated presented similar or superior results of grain yield to the treatment with nitrogen fertilization, except for the BRS Imponente. Sequencing of the IGS revealed the presence of isolates of the genus Bradyrhizobium, Rhizobium, Microvirga, Pseudomonas and Mycobacterium. Possible new species of Bradyrhizobium, Rhizobium and Microvirga were recorded. In the second field experiment, the use of different N sources affected grain production, except for the BRS Tapaihum variety. Grain production varied between 1305 kg ha⁻¹ in the BRS Imponente variety and 2789 kg ha⁻¹ in BRS Tapaihum with nitrogen fertilization.porUniversidade Federal de PernambucoPrograma de Pos Graduacao em Tecnologias Energeticas e NuclearUFPEBrasilAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessEngenharia nuclearVigna unguiculataRizóbioDiversidade genética16S-23S rDNAEficiência agronômicaDiversidade de bactérias diazotróficas e fixação biológica de nitrogênio em cultivares de feijão-caupi no Semiárido de Pernambucoinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisdoutoradoreponame:Repositório Institucional da UFPEinstname:Universidade Federal de Pernambuco (UFPE)instacron:UFPETHUMBNAILTESE Reginaldo Alves Ferreira Neto.pdf.jpgTESE Reginaldo Alves Ferreira Neto.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1308https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/33844/5/TESE%20Reginaldo%20Alves%20Ferreira%20Neto.pdf.jpg72d297b90b8958c64ddfd65a9fab7c4cMD55ORIGINALTESE Reginaldo Alves Ferreira Neto.pdfTESE Reginaldo Alves Ferreira Neto.pdfapplication/pdf1237633https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/33844/1/TESE%20Reginaldo%20Alves%20Ferreira%20Neto.pdf7226c42cdecd0ee7ed50abeaf04ab865MD51CC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; 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O feijão-caupi (Vigna unguiculata (L.) Walp.) tem grande importância alimentícia e econômica, principalmente nas regiões Norte e Nordeste do Brasil. Esta cultura pode adquirir nitrogênio da atmosfera através da fixação biológica de nitrogênio (FBN), que é ecologicamente relevante por redução da adubação nitrogenada e dos impactos ambientais. Nesse sentido, os objetivos deste trabalho foram: 1) determinar a FBN, o aporte de N e a produtividade de grãos em cultivares de feijão-caupi no Pernambuco submetidos à inoculação com bactérias recomendadas como para esse cultivo; e 2) determinar a diversidade de rizóbios associados a essas variedades. Dois experimentos foram conduzidos na estação experimental da Embrapa Semiárido, localizado em Petrolina. O primeiro, para avaliar a FBN, produtividade e diversidade de rizóbios em dez variedades de feijão-caupi (BRS Acauã, BRS Imponente, BRS Nova Era, BRS Marataoã, BRS Pajeú, BRS Potengi, BRS Pujante, BRS Tapaihum, BRS Tumucumaque, e BRS Xiquexique), cultivadas com ou sem inoculação de quatro estirpes de Bradyrhizobium (UFLA 03-84, BR3267, INPA 03-11B e BR3262), com controles nitrogendo (80 kg ha⁻¹ N, na forma de ureia), e controle absoluto (C.A). Foram estimados os teores de N total, N acumulado, a FBN pelo método da abundância natural do ¹⁵N, e N fixado e produção de biomass seca e grãos. Também foi estimada a diversidade de bactérias diazotróficas em todas as variedades, que foram isoladas e caracterizadas fenotípica e genotípicamente a partir de técnicas de fingerprint (RFLP) e sequenciamento do gene IGS 16-23S rDNA, além de análises de fingerprint por BOX-PCR para os isolados obtidos da variedade BRS Nova Era. O segundo experimento foi feito com cinco variedades de feijão-caupi que apresentaram respostas diferentes nos parâmetros de FBN e produtividade em relação à inoculação com os rizóbios recomendados (BRS Imponente, BRS Marataoã, BRS Pujante, BRS Tapaihum e BRS Tumucumaque), sendo submetidas aos mesmos tratamentos utilizados no experimento anterior. Foram determinados peso de biomassa aérea e grãos. Houve FBN em todas as variedades de feijão-caupi. Os valores de δ¹⁵N variaram entre 1,5 ‰ na variedade BRS Pujante (C.A) e 6,18 ‰ na variedade BRS Tumucumaque inoculada com BR 3267. A maior quantidade N fixado foi na variedade BRS Tumucumaque inoculada com BR 3262 (34,8 kg ha⁻¹) que também apresentou maior N acumulado na biomassa aérea (67,9 kg ha⁻¹). O peso da biomassa aérea variou entre 470 kg ha⁻¹ na variedade BRS Xique-xique com BR 3262 e 1642 kg ha⁻¹ na BRS Imponente com INPA 03-11B. Os tratamentos inoculados apresentaram resultados semelhantes ou superiores de produção de grãos ao do tratamento com adubação nitrogenada, com exceção da BRS Imponente. O sequenciamento da IGS revelou a presença de isolados dos gêneros Bradyrhizobium, Rhizobium, Microvirga, Pseudomonas e Mycobacterium. Possíveis novas espécies de Bradyrhizobium, Rhizobium e Microvirga foram registradas. No segundo experimento de campo, a utilização de diferentes fontes de N afetou a produção de grãos, com exceção da variedade BRS Tapaihum. A produção de grãos variou entre 1305 kg ha⁻¹ na variedade BRS Imponente e 2789 kg ha⁻¹ na BRS Tapaihum com adubação nitrogenada. |
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