Utilize este identificador para referenciar este registo: http://hdl.handle.net/10451/17635
Título: Biofilm formation by Azospirillum brasilense: microbial socialization in the rhizosphere
Autor: Cerqueira, Francisco Diogo de Almeida, 1990-
Orientador: Cruz, Cristina, 1964-
Carvalho, Luís
Palavras-chave: Biofilme
Solos
Biomassa
Teses de mestrado - 2014
Data de Defesa: 2015
Resumo: Azospirillum brasilense is a remarkable Plant-Growth Promoting Rhizobacteria (PGPR), with great potential as agricultural inoculant for several crops. Several isolates of this species have been produced as inoculant by some companies and applied in the agriculture as a biofertilizer. Therefore, there is a great interest in gathering more scientific knowledge that improves A. brasilense efficacy as a PGPR. To enhance the beneficial effects, from phytohormone synthesis to nitrogen fixation, it is essential that A. brasilense colonize plant roots and survive in the soil. For such, a vast array of traits is required, including biofilm formation and chemotactic response. The rhizosphere is a hotspot of biodiversity and a place of intensive networking; root exudates are the major plant tool to modulate the reciprocal interactions between the plant and the rhizosphere. In this work I focus on the influence of root symbiotic Arbuscular Mycorrhizal Fungi (AMF) and rhizospheric bacteria on A. brasilense biofilm formation with the following objectives: Firstly, to test if root exudates from maize plants colonized or not with different AMF species generate chemotactic response and stimulate biofilm formation of A. brasilense. Secondly, to test the interspecific influence of several soil bacterial strains in A. brasilense biofilm formation. Moreover, to assess the effect of Pseudomonas putida X236 and Bradyrhizobium japonicum by growing A. brasilense with supernatants, in co-inoculation, and with root exudates from maize plants inoculated with each one of those strains and with A. brasilense itself. Finally, inquire Phytohormone production, namely indol-3-acetic-acid (IAA), of A. brasilense in biofilm to assess a potential benefit to plants. Results showed that some mycorrhizal fungal species interact with A. brasilense via root exudates acting as chemoatractants. The soil borne bacteria P. putida X236 promoted biofilm formation of A. brasilense, indicating potential to create a co-inoculum with A. brasilense. Root exudates of maize plants inoculated with A. brasilense provoke a raise in its biofilm. IAA levels in biofilm cells were generally higher than in planktonic cells. This study highlights the importance of interspecific relations and of microbial consortia inoculums to maximize functions of the PGPR A. brasilense.
Azospirillum brasilense é uma Rizobactéria Promotora do Crescimento de Plantas, com grande potencial para uso como inoculante agrícola em diversas culturas de plantas. Foram já desenvolvidos inóculos com aplicação na agricultura como biofertilizante. Portanto, há um grande interesse em obter conhecimento que possa melhorar a eficácia de A. brasilense. Para aumentar os efeitos benéficos potenciais do A. brasilense como a síntese de fito-hormonas e a fixação de azoto, é essencial que A. brasilense consiga colonizar eficazmente as raízes, possa perdurar no solo e tenha as condições necessárias para manifestar o fenótipo adequado o que inclui a formação de biofilme e a resposta quimiotáctica a exsudados radiculares. A rizosfera é um “hotspot” de biodiversidade e palco de inúmeras relações entre organismos, sendo os exsudados radiculares o meio pelo qual a raiz influência a estrutura e função do microbioma rizosférico. Neste contexto o meu trabalho de mestrado foi centrado no estudo da influência de fungos micorrízicos arbusculares (AMF) e bactérias rizosféricas na formação de biofilme em A. brasilense e teve como objectivos: Em primeiro lugar, testar exsudados radiculares de plantas de milho colonizadas ou não por diferentes espécies de AMF, e analisar a resposta quimiotática e a formação de biofilme por A. brasilense. Em segundo lugar, avaliar o efeito de interacções de várias estirpes de bactérias presentes no solo na formação de biofilme de A. brasilense. Adicionalmente, estudar-se mais aprofundadamente o efeito de Pseudomonas putida X236 e Bradyrhizobium japonicum, crescendo A. brasilense com sobrenadantes, em co-inoculação e com exsudados radiculares recolhidos de plantas de milho inoculadas com cada uma dessas estirpes e do próprio A. brasilense. Por último, avaliar a síntese de fito-hormonas, nomeadamente de indol-3-acético (IAA), por parte de A. brasilense em biofilme para averiguar a influência de um potencial efeito benéfico nas plantas. Os resultados deste estudo demonstraram que certas espécies de AMF interagem com A. brasilense via exsudados, actuando como quimioatratores. A bactéria P. putida X236 estimulou a formação de biofilme de A. brasilense, indicando potencial para formar um co-inóculo com A. brasilense. Exsudados de plantas de milho inoculadas com A. brasilense promoveram um aumento do seu biofilme. Níveis de IAA sintetizado em biofilmes foram geralmente superiores aos das células planctónicas, indicando a importância da colonização radicular de A. brasilense pela forma de biofilme. Este trabalho realça a importância das relações interespecíficas e o potencial do uso de consórcios microbianos para maximizar funções de A. brasilense como PGPR.
Descrição: Tese de mestrado. Biologia (Microbiologia Aplicada). Universidade de Lisboa, Faculdade de Ciências, 2014
URI: http://hdl.handle.net/10451/17635
Designação: Mestrado em Biologia (Microbiologia Aplicada)
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