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Rizobactérias Promotoras do Crescimento de Plantas
Rhizosphere bacteria help plants tolerate abiotic stressJungwook Yang1, Joseph W. Kloepper2 and Choong-Min Ryu1,3
1 Systems Microbiology Research Center, Korea Research Institute of Bioscience and Biotechnology (KRIBB), Daejeon 305-806,
South Korea
2 Department of Entomology and Plant Pathology, Auburn University, Auburn, AL 36849, USA
3 Field of Functional Genomics, University of Science and Technology, Daejeon 305-666, South Korea
Rizobactérias Promotoras do Crescimento de Plantas
Grupo 9Carlos Ozeki
Fernando RossineLucas Cavalcante
Rafael Nunes FranciosiRafael de Souza C. Melhem
Rodrigo Nardi
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RizosferaRizosferaRizosferaRizosfera
� Camada de solo presa à raiz pela mucilagem mais os pêlos radiculares - contém uma grande variedade de microrganismos.
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RizosferaRizosferaRizosferaRizosfera
� Microambiente que circunda a raiz
� Máxima atividade microbiana
� Gradientes de umidade do solo, mineralização, nitrificação e simbiose
� Fonte de bactérias produtoras de metabólitos secundários� Fonte de bactérias produtoras de metabólitos secundários
� Efeitos contra dessecação
� Resposta a salinidade
� Absorção de nutrientes
� Degradação de alguns poluentes
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PGPRs (Rizobactérias promotoras do
crescimento de plantas)
� Colonizam a rizosfera de muitas plantas
� Podem causar mudanças fisiológicas nas plantas
� Podem trazer benefícios para planta como:
- Aumento da absorção de nutrientes para planta
- Diminui a susceptibilidade a doenças causadas por - Diminui a susceptibilidade a doenças causadas por bactérias, fungos, vírus e nematódeos
- Aumento a tolerância ao estresse abiótico
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IST – Indução da Tolerância
Sistêmica� Mudanças físicas e químicas induzidas por PGPR
� Aumento da tolerância ao estresse abiótico
ISR – Indução da Resistência
SistêmicaSistêmica
� Mudanças físicas e químicas relacionadas à defesa da planta
� Supressão de bactérias patogênicas
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Indução da Tolerância Sistêmica (IST) promovida por PGPRs
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ACC deaminase� Enzima que metaboliza o ácido 1-amino-ciclopropano-1-
carboxilíco(ACC)
� Inibe a produção do etileno na planta
Ciclo de Yang
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Efeito da ACC deaminase contra o
estresse hídrico
Influência da produção de ACC
deaminase por Achromobacter
piechaudii ARV8 em tomate
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Efeito bacteriano na resistência ao dessecamento
Influência da ACC deaminase contra dessecamento em Arabidopsis
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Efeito da ACC deaminase contra o estresse
salino
Water NaCl ARV8 ARV8+NaCl
Influência da produção de ACC deaminase por Achromobacter piechaudii ARV8
em tomate
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Compostos orgânicos voláteis (VOCs)
� PGPRs liberam compostos voláteis que estimulam o crescimento de plantas e resistência a salinidade
� VOCs regulam a expressão de genes relacionados ao transporte de Na+ e K+
� A expressão do gene HKT1 (high-affinity K+ transporter 1) � A expressão do gene HKT1 (high-affinity K+ transporter 1) controla a entrada de Na+ na raiz
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Regulação da expressão do gene HKT1
através dos VOCs
PGPR GB03 confere resistencia a salinidade para Arabidopsis. (A) Imagens representativas. (B) crescimento apical com Bacillus subtilis GB03 e sem. (C) crescimento radicular com GB03 e sem.
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Citocinina produzida por PGPR� Rizobactérias produzem citocininas
� Rota biosintética comum ao ABA
� Citocininas produzidas por rizobactérias afetam a sinalização de ABA e conferem resistência ao dessecamento
HPLC – Cromatografia liquida de alta performance. (a, b) – cromatograma com citocinina de extratos bacterianos de Paenibacillus polymyxa (c) – citocininas autenticas de plantas.
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Absorção de nutrientes e fertilidade
� PGPRs estimulam a produção de AIA, que está relacionado com o desenvolvimento da raiz para uma melhor absorção, podendo também mudar a arquitetura da raiz
� Melhoria na absorção de nutrientes não é explicado pela indução de tolerância sistêmica diretamenteindução de tolerância sistêmica diretamente
� Redução na quantidade de fertilizantes no campo
� Evita o desperdício, o encarecimento da plantação e a poluição de mananciais
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Acumulo de Nitrato e Fosfato na
água
PGPRs podem aumentar a absorção de nutrientes evitando a contaminação
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Bibliografia� S. Mayak et al., Plant growth-promoting bacteria that confer resistance to water stress in
tomatoes and peppers, Plant Sci. 166 (2004), pp. 525–530.
� B.R. Glick et al., Promotion of plant growth by bacterial ACC deaminase, Crit. Rev. Plant Sci. 26 (2007), pp. 227–242.
� C-M. Ryu et al., Bacterial volatiles induce systemic resistance in Arabidopsis, Plant Physiol.134 (2004), pp. 1017–1026
� H. Zhang et al., Soil bacteria confer plant salt tolerance by tissue-specific regulation of � H. Zhang et al., Soil bacteria confer plant salt tolerance by tissue-specific regulation of the sodium transporter HKT1, Mol. Plant Microbe Interact. 21 (2008), pp. 737–744.
� D. Malakoff, Coastal ecology: death by suffocation in the Gulf of Mexico, Science 281(1998), pp. 190–192