RESUMO
Rock phosphate is an alternative form of phosphorus (P) fertilizer; however, there is no information regarding the influence of P fertilizer sources in Brazilian Cerrado soils upon microbial genes coding for phosphohydrolase enzymes in crop rhizospheres. Here, we analyze a field experiment comparing maize and sorghum grown under different P fertilization (rock phosphate and triple superphosphate) upon crop performance, phosphatase activity and rhizosphere microbiomes at three levels of diversity: small subunit rRNA marker genes of bacteria, archaea and fungi; a suite of alkaline and acid phosphatase and phytase genes; and ecotypes of individual genes. We found no significant difference in crop performance between the fertilizer sources, but the accumulation of fertilizer P into pools of organic soil P differed. Phosphatase activity was the only biological parameter influenced by P fertilization. Differences in rhizosphere microbiomes were observed at all levels of biodiversity due to crop type, but not fertilization. Inspection of phosphohydrolase gene ecotypes responsible for differences between the crops suggests a role for lateral genetic transfer in establishing ecotype distributions. Moreover, they were not reflected in microbial community composition, suggesting that they confer competitive advantage to individual cells rather than species in the sorghum rhizosphere.
Assuntos
Fósforo , Rizosfera , Brasil , Fertilização , Monoéster Fosfórico Hidrolases , Filogenia , Solo , Microbiologia do SoloRESUMO
Several diseases have affected apple production, among them there is Glomerella leaf spot (GLS) caused by Colletotrichum spp. The first report of this disease in apple was in plants nearby citrus orchards in São Paulo State, Brazil. The origin of this disease is still not clear, and studies based on the molecular phylogeny could relate the organisms evolutionarily and characterize possible mechanisms of divergent evolution. The amplification of 5.8S-ITS (Internal Transcribed Spacer) of rDNA of 51 pathogenic Colletotrichum spp. isolates from apples, pineapple guava and citrus produced one fragment of approximately 600 bases pairs (bp) for all the isolates analyzed. The amplified fragments were cleaved with restriction enzymes, and fragments from 90 to 500bp were obtained. The sequencing of this region allowed the generation of a phylogenetic tree, regardless of their hosts, and 5 isolated groups were obtained. From the "in silico" comparison, it was possible to verify a variation from 93 to 100% of similarity between the sequences studied and the Genbank data base. The causal agent of GLS is nearly related (clustered) to isolates of pineapple guava and to the citrus isolates used as control.
A produção de maçã vem sendo comprometida pela ocorrência de muitas doenças, entre as quais se destaca a Mancha Foliar de Glomerella (MFG), causada por Colletotrichum spp. O primeiro relato dessa doença em maçã foi registrado em plantas próximas a pomares de citrus no Estado de São Paulo, Brasil. A origem da MFG ainda não está bem clara, e estudos baseados na filogenia permitirão relacionar o organismo evolutivamente, possibilitando caracterizar possíveis mecanismos divergentes de evolução. A amplificação da região 5.8S-ITS (espaçador interno transcrito) do rDNA de 51 isolados de Colletotrichum patogênicos em de maçã, goiabeira serrana e citrus produziu um fragmento de aproximadamente 600 pares de bases (pb) para todos os isolados analisados. Os fragmentos amplificados foram digeridos por enzimas de restrição, sendo obtidos fragmentos de 90 a 500pb. O sequenciamento dessa região permitiu a construção de uma árvore filogenética com a distribuição dos isolados em cinco grupos, independentemente de seus hospedeiros. A partir da comparação in silico, foi possível verificar uma variação de 93 a 100% de similaridade entre as sequências estudadas e o banco de dados do GenBank. O agente causal da MFG está relacionado (agrupado) a isolados de goiabeira serrana e aos isolados padrões de citrus.
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Several diseases have affected apple production, among them there is Glomerella leaf spot (GLS) caused by Colletotrichum spp. The first report of this disease in apple was in plants nearby citrus orchards in São Paulo State, Brazil. The origin of this disease is still not clear, and studies based on the molecular phylogeny could relate the organisms evolutionarily and characterize possible mechanisms of divergent evolution. The amplification of 5.8S-ITS (Internal Transcribed Spacer) of rDNA of 51 pathogenic Colletotrichum spp. isolates from apples, pineapple guava and citrus produced one fragment of approximately 600 bases pairs (bp) for all the isolates analyzed. The amplified fragments were cleaved with restriction enzymes, and fragments from 90 to 500bp were obtained. The sequencing of this region allowed the generation of a phylogenetic tree, regardless of their hosts, and 5 isolated groups were obtained. From the "in silico" comparison, it was possible to verify a variation from 93 to 100% of similarity between the sequences studied and the Genbank data base. The causal agent of GLS is nearly related (clustered) to isolates of pineapple guava and to the citrus isolates used as control.
A produção de maçã vem sendo comprometida pela ocorrência de muitas doenças, entre as quais se destaca a Mancha Foliar de Glomerella (MFG), causada por Colletotrichum spp. O primeiro relato dessa doença em maçã foi registrado em plantas próximas a pomares de citrus no Estado de São Paulo, Brasil. A origem da MFG ainda não está bem clara, e estudos baseados na filogenia permitirão relacionar o organismo evolutivamente, possibilitando caracterizar possíveis mecanismos divergentes de evolução. A amplificação da região 5.8S-ITS (espaçador interno transcrito) do rDNA de 51 isolados de Colletotrichum patogênicos em de maçã, goiabeira serrana e citrus produziu um fragmento de aproximadamente 600 pares de bases (pb) para todos os isolados analisados. Os fragmentos amplificados foram digeridos por enzimas de restrição, sendo obtidos fragmentos de 90 a 500pb. O sequenciamento dessa região permitiu a construção de uma árvore filogenética com a distribuição dos isolados em cinco grupos, independentemente de seus hospedeiros. A partir da comparação in silico, foi possível verificar uma variação de 93 a 100% de similaridade entre as sequências estudadas e o banco de dados do GenBank. O agente causal da MFG está relacionado (agrupado) a isolados de goiabeira serrana e aos isolados padrões de citrus.
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Several diseases have affected apple production, among them there is Glomerella leaf spot (GLS) caused by Colletotrichum spp. The first report of this disease in apple was in plants nearby citrus orchards in São Paulo State, Brazil. The origin of this disease is still not clear, and studies based on the molecular phylogeny could relate the organisms evolutionarily and characterize possible mechanisms of divergent evolution. The amplification of 5.8S-ITS (Internal Transcribed Spacer) of rDNA of 51 pathogenic Colletotrichum spp. isolates from apples, pineapple guava and citrus produced one fragment of approximately 600 bases pairs (bp) for all the isolates analyzed. The amplified fragments were cleaved with restriction enzymes, and fragments from 90 to 500bp were obtained. The sequencing of this region allowed the generation of a phylogenetic tree, regardless of their hosts, and 5 isolated groups were obtained. From the "in silico" comparison, it was possible to verify a variation from 93 to 100% of similarity between the sequences studied and the Genbank data base. The causal agent of GLS is nearly related (clustered) to isolates of pineapple guava and to the citrus isolates used as control.
A produção de maçã vem sendo comprometida pela ocorrência de muitas doenças, entre as quais se destaca a Mancha Foliar de Glomerella (MFG), causada por Colletotrichum spp. O primeiro relato dessa doença em maçã foi registrado em plantas próximas a pomares de citrus no Estado de São Paulo, Brasil. A origem da MFG ainda não está bem clara, e estudos baseados na filogenia permitirão relacionar o organismo evolutivamente, possibilitando caracterizar possíveis mecanismos divergentes de evolução. A amplificação da região 5.8S-ITS (espaçador interno transcrito) do rDNA de 51 isolados de Colletotrichum patogênicos em de maçã, goiabeira serrana e citrus produziu um fragmento de aproximadamente 600 pares de bases (pb) para todos os isolados analisados. Os fragmentos amplificados foram digeridos por enzimas de restrição, sendo obtidos fragmentos de 90 a 500pb. O sequenciamento dessa região permitiu a construção de uma árvore filogenética com a distribuição dos isolados em cinco grupos, independentemente de seus hospedeiros. A partir da comparação in silico, foi possível verificar uma variação de 93 a 100% de similaridade entre as sequências estudadas e o banco de dados do GenBank. O agente causal da MFG está relacionado (agrupado) a isolados de goiabeira serrana e aos isolados padrões de citrus.
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The genus Colletotrichum is one of the most important pathogenic fungi group, mainly in tropical and subtropical areas of the world. The identification of Colletotrichum species is difficult due to their large morphological variation. Molecular methods, such as PCR-RFLP and rDNA sequence, have been very useful for phylogenic studies of this pathogen. The objective of this work was to compare the PCRRFLP and rDNA sequence techniques for phylogenetic analysis of Colletotrichum spp. Isolates. All isolates were cultivated from cultures grown on Potato Sucrose Broth (PSB), for one week at 24oC. The amplification of the rDNA was accomplished by the ITS1 and ITS4 initiators, followed by digestion of the ITS area using restriction enzymes (Rsa I, Alu I, Hinf I, Hpa II, Hha I, Xho I, Acc I, Eco RI and Taq I). The revelation was made in agarose gel 2%. The primers produced fragments from 600 to 90 pb. The amplified fragment was purified with the kit QIAquick Gel Extraction Kit 250 (Unisciense of Brazil) and the internal transcribed spacer region of the rDNA (ITS1-ITS2) was sequenced. The ITS1- 5.8S-ITS2 sequences were aligned with the software ClustalW and the phylogenetic tree was constructed using the software Mega 3.1. The products obtained with the amplification of the ITS-rDNA produced a fragment of approximately 600 pb, for all the isolated analyzed. The PCR-RFLP technique is not v
O gênero Colletotrichum é dos grupos fitopatogênicos mais importantes, principalmente em regiões tropicais e subtropicais do mundo. A identificação das suas espécies é difícil, devido à grande variação morfológica intraespecífica. Métodos moleculares, como PCR-RFLP e o sequenciamento, têm ganhado destaque em estudos de filogenia deste fitopatógeno. Este trabalho objetivou comparar as técnicas de PCR-RFLP e sequenciamento para análise filogenética entre isolados de Colletotrichum spp. Todos os isolados foram cultivados em meio Batata-Sacarose (BS), por uma semana a 24 oC. Inicialmente foi realizada a amplificação do rDNA, utilizando-se iniciadores ITS1 e ITS4. A seguir foi feita a digestão da região ITS utilizando enzimas de restrição (Rsa I, Alu I, Hinf I, Hpa II, Hha I, Xho I, Acc I, Eco RI e Taq I) e revelação em gel de agarose 2%. Obteve-se uma grande variação com produtos da clivagem, de 500 a 90 pb. Os fragmentos amplificados foram purificados com o kit QIAquick Gel Extraction Kit 250 e as amostras foram sequenciadas na região ITS do rDNA de todos os isolados. As sequências foram alinhadas no software ClustalW e a árvore filogenética foi construída no software Mega 3.1. Os produtos obtidos na amplificação da região ITS1- 5.8S-ITS2 do rDNA, com a utilização do par de iniciadores ITS1 e ITS4, revelaram um fragmento de aproximadamente 600 pb para todos os isolados analisados.
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We characterized indigenous common bean rhizobia from five districts of the state of Minas Gerais, Brazil. The isolates were trapped by two common bean varieties, the Mineiro Precoce (Andean origin) and Ouro Negro (Mesoamerican origin). Analysis by BOX-PCR of selected isolates detected a high level of genetic diversity.
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Endophytic bacteria play an important role in agriculture by improving plant performance and adaptation against biotic and abiotic stresses. In the present study molecular methods were used for identifying Bacillus endophytic bacteria isolated from Brazilian sweet corn. SDS-PAGE of wholecell protein extract of fortytwo isolates revealed a high number of scrutinable bands. Twenty-four isolates were identified in nine different groups of duplicated bacteria and eighteen were identified as unique. Some high-accumulated polipeptides with variable length were observed in almost isolates. Partial sequencing of 16S ribosomal gene revealed that all isolates are Bacillus sp. and among thirteen isolates with similar protein profiles, two were different strains. Among the forty-two isolates identified by rDNA sequencing, Bacillus subitilis and B. pumilus were the most frequenty species (15 and 12 isolates, respectively) followed by B. licheniformes (7 isolates), B. cereus (5 isolates) and B. amiloliquefascens (3 isolates). According to present results, SDS-PAGE technique could be used as a fast and cheap first tool for identifying interspecific variation in maize endophytic bacterial collections while rDNA sequencing could be applied for analyzing intraspecific variation among isolates with similar protein profile as well as for taxonomic studies.
Bactérias endofíticas desempenham papel importante na agricultura, melhorando a performance e adaptação de plantas contra estresses bióticos e abióticos. No presente estudo, métodos moleculares foram empregados para identificar bactérias endofíticas do gênero Bacillus isoladas de cultivares de milho doce brasileiro. SDS-PAGE de extratos protéicos totais de quarenta e dois isolados revelaram elevado número de bandas escrutináveis. Vinte e quatro isolados formaram nove grupos diferentes de réplicas bactérianas e dezoito foram considerados como únicos. Entre os isolados, alguns polipeptídios, de tamanhos variados, foram altamente acumulados. Seqüenciamento parcial do gene ribosomal 16S revelou que todos os isolados pertencem ao gênero Bacillus e que, entre treze isolados com padrão protéico similar, dois eram linhagens diferentes. Entre os quarenta e dois isolados identificados por seqüenciamento de rDNA, Bacillus subtilis e B. pumilus foram mais frequentes (15 e 12 isolados, respectivamente), seguido por, B. licheniformes (7 isolados), B. cereus (5 isolados) e B. amiloliquefascens (3 isolados). Baseado nos resultados, conclui-se que a técnica de SDS-PAGE poderá ser usada como primeiro procedimento, rápido e barato, para identificar variação inter-específica em coleções de bactérias endofíticas isoladas do milho, enquanto o método de seqüenciamento de rDNA poderá ser aplicado para analisar variações intra-específica entre isolados com padões similares de proteínas e estudos de taxonomia.
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The genus Colletotrichum is one of the most important pathogenic fungi group, mainly in tropical and subtropical areas of the world. The identification of Colletotrichum species is difficult due to their large morphological variation. Molecular methods, such as PCR-RFLP and rDNA sequence, have been very useful for phylogenic studies of this pathogen. The objective of this work was to compare the PCRRFLP and rDNA sequence techniques for phylogenetic analysis of Colletotrichum spp. Isolates. All isolates were cultivated from cultures grown on Potato Sucrose Broth (PSB), for one week at 24oC. The amplification of the rDNA was accomplished by the ITS1 and ITS4 initiators, followed by digestion of the ITS area using restriction enzymes (Rsa I, Alu I, Hinf I, Hpa II, Hha I, Xho I, Acc I, Eco RI and Taq I). The revelation was made in agarose gel 2%. The primers produced fragments from 600 to 90 pb. The amplified fragment was purified with the kit QIAquick Gel Extraction Kit 250 (Unisciense of Brazil) and the internal transcribed spacer region of the rDNA (ITS1-ITS2) was sequenced. The ITS1- 5.8S-ITS2 sequences were aligned with the software ClustalW and the phylogenetic tree was constructed using the software Mega 3.1. The products obtained with the amplification of the ITS-rDNA produced a fragment of approximately 600 pb, for all the isolated analyzed. The PCR-RFLP technique is not v
O gênero Colletotrichum é dos grupos fitopatogênicos mais importantes, principalmente em regiões tropicais e subtropicais do mundo. A identificação das suas espécies é difícil, devido à grande variação morfológica intraespecífica. Métodos moleculares, como PCR-RFLP e o sequenciamento, têm ganhado destaque em estudos de filogenia deste fitopatógeno. Este trabalho objetivou comparar as técnicas de PCR-RFLP e sequenciamento para análise filogenética entre isolados de Colletotrichum spp. Todos os isolados foram cultivados em meio Batata-Sacarose (BS), por uma semana a 24 oC. Inicialmente foi realizada a amplificação do rDNA, utilizando-se iniciadores ITS1 e ITS4. A seguir foi feita a digestão da região ITS utilizando enzimas de restrição (Rsa I, Alu I, Hinf I, Hpa II, Hha I, Xho I, Acc I, Eco RI e Taq I) e revelação em gel de agarose 2%. Obteve-se uma grande variação com produtos da clivagem, de 500 a 90 pb. Os fragmentos amplificados foram purificados com o kit QIAquick Gel Extraction Kit 250 e as amostras foram sequenciadas na região ITS do rDNA de todos os isolados. As sequências foram alinhadas no software ClustalW e a árvore filogenética foi construída no software Mega 3.1. Os produtos obtidos na amplificação da região ITS1- 5.8S-ITS2 do rDNA, com a utilização do par de iniciadores ITS1 e ITS4, revelaram um fragmento de aproximadamente 600 pb para todos os isolados analisados.