Comunidade bacteriana endofítica associada a Pinus caribaea Morelet var. hondurensis e seu potencial na promoção do crescimento de Pinus spp.

Orientadora: Dra. Katia Christina Zuffellato-Ribas

Coorientadores: Dra. Regina Caetano Quisen, Dra. Krisle da Silva, Dr. Henrique Soares Koehler, Bruno Francisco Sant’Anna dos Santos

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Agronomia (Produção Vegetal). Defesa : Curitiba, 15/07/2021

Inclui referências

Área de concentração: Produção Vegetal

Resumo: Pinus compreende, no território brasileiro, plantios comerciais em aproximadamente 2 milhões de hectares. O grande interesse econômico e comercial agregados às espécies de Pinus vêm estimulando a necessidade de serem elaborados e disponibilizados métodos mais rápidos e eficientes para a sua propagação, os quais superem as dificuldades encontradas na clonagem silvicultural e favoreçam uma maior multiplicação dos genótipos de interesse. A propagação vegetativa por miniestaquia e micropropagação, bem como a propagação por sementes de genótipos superiores, têm se mostrado como alternativas promissoras na busca por ganhos em produtividade em plantios de Pinus, visando atender às demandas crescentes de mudas de qualidade fisiológica superior. Visando a obtenção de números mais promitentes de mudas clonadas e uma maior sustentabilidades dos plantios, a aplicabilidade de bactérias associativas promotoras de crescimento vegetal otimizam, por meio de vários mecanismos, o potencial de promoção de crescimento de espécies lenhosas florestais. A síntese microbiana de ácido indol-3-acético (IAA) aparece como uma alternativa natural ao uso de reguladores vegetais e, semelhantemente, contribui para um maior desenvolvimento vegetal. Diante disso, o presente estudo teve como objetivo o isolamento, identificação e avaliação do potencial de bactérias endofíticas isoladas de Pinus na promoção de crescimento vegetal, na inoculação e desenvolvimeto radicial de sementes e enraizamento de propágulos vegetativos de Pinus taeda L. e Pinus caribaea Morelet var. hondurensis. Pela trituração das acículas de Pinus caribaea var. hondurensis, foram isoladas estirpes bacterianas diversas. Após a purificação, foram realizadas análises de caracterização fenotípica, identificação molecular e quantificação da síntede de IAA para os isolados bacterianos. Para os ensaios de germinação, as sementes foram inoculadas com as bactérias endofíticas e as estirpes comerciais Azospirillum brasilense 2083 e Azospirillum brasilense 2084, com aplicação de peróxido de hidrogênio para superação da dormência tegumentar. Miniestacas de Pinus taeda L. foram inoculadas com os isolados bacterianos obtidos e duas estirpes de Azospirillum brasilense. Em condições in vitro, microestacas de Pinus caribaea var. hondurensis foram avaliadas perante a inoculação com as bactérias endofíticas. Foram obtidos 39 isolados bacterianos de Pinus caribaea var. hondurensis. Onze isolados foram identificados e apresentaram similaridade com os gêneros Acinetobacter, Pseudomonas, Sphingomonas e Staphylococcus. As estirpes CNPF 307 e CNPF 317 destacaram-se na biossíntese de IAA em meio com e sem L-triptofano. Os tratamentos com bactérias endofíticas e Azospirillum brasilense favoreceram a germinação de sementes de Pinus taeda L., aumentaram o índice de velocidade de germinação (IVG), diminuíram o tempo médio de germinação (TMG) e apresentaram mudas mais vigorosas, com raízes mais longas e maior altura das plântulas. Em relação ao enraizamento em casa de vegetação, A. brasilense e o isolado CNPF 316 promoveram um incremento no percentual de miniestacas enraizadas de Pinus taeda L., número médio de raízes e comprimento médio de raízes. Para Pinus caribaea var. hondurensis micropropagado, os isolados CNPF 300 e CNPF 303 favoreceram um maior crescimento aéreo das microestacas. Nenhum isolado bacteriano contribuiu para o enraizamento in vitro de microestacas de P. caribaea var. hondurensis.

Abstract: Pinus comprises, in Brazilian territory, commercial plantations in approximately 2 million hectares. The great economic and commercial interest in Pinus species has been stimulating the need to develop and make available faster and more efficient methods for propagation, which overcome the difficulties found in clonal silviculture and favor a greater multiplication of interesting genotypes. Vegetative propagation by minicutting and micropropagation, as well as propagation by seeds of superior genotypes, have shown to be promissory alternatives in the search for productivity gains in Pinus plantations, seeking to attend the growing demand of superior physiological quality seedlings. Aiming to obtain more promising numbers of cloned seedlings and greater sustainability of plantations, the applicability of associative and growth-promoting bacteria optimizes, through various mechanisms, the growth promotion potential of woody forest species. Microbial synthesis of indole-3-acetic acid (IAA) appears as a natural alternative to the use of chemical plant regulators and, similarly, contributes to a greater plant development. Therefore, the present study aimed to isolate, identify and evaluate the potencial of endophytic bacteria isolated from Pinus in promoting plant growth by inoculation and root development of seeds and rooting of vegetative propagules of Pinus taeda L. and Pinus caribaea Morelet var. hondurensis. By crushing the Pinus caribaea Morelet var. hondurensis aciculates leaves, several bacterial strains were isolated. After purification, phenotypic characterization, molecular identification and quantification of IAA synthesis were performed for the endophytic bacterial isolates. For the germination experiments, the seeds were inoculated with the endophytic bacteria and commercial strains of Azospirillum brasilense 2083 and Azospirillum brasilense 2084, with application of hydrogen peroxide to overcome the tegumentary dormancy. Pinus taeda L. minicuttings were inoculated with the bacterial isolates and both strains of Azospirillum brasilense. Under in vitro conditions, Pinus caribaea var. hondurensis microcuttings were evaluated after endophytic bacterial inoculation. 39 bacterial isolates were obtained of Pinus caribaea var. hondurensis. Eleven isolates were identified and showed similarity with Acinetobacter, Pseudomonas, Sphingomonas and Staphylococcus genus. The strains CNPF 307 and CNPF 317 stood out in IAA biosynthesis in growth medium with or without L-tryptophan. The treatments with endophytic bacteria and Azospirillum brasilense favored the germination of Pinus taeda L. seeds, increased germination speed index (GSI), decreased the average germination time (AGT) and obtained more vigorous seedlings, with longer roots and higher seedlings height. About rooting in greenhouse, Azospirillum brasilense and CNPF 316 promoted an increment in rooted Pinus taeda L. minicuttings percentage, average number of roots and average root length. For micropropagated Pinus caribaea var. hondurensis, the isolates CNPF 300 and CNPF 303 furthered aerial plant growth of microcuttings. No endophytic bacterial isolate contributed to P. caribaea var. hondurensis in vitro rooting.