Protection against biotic and abiotic stresses in common bean by rhizobacteria | Proteção contra estresse abiótico e biótico em feijoeiro por rizobactérias

Biotic and abiotic stresses may interfere with the performance of plantassociated rhizobacteria. The objectives of this study were: (a) to evaluate the effect of the volatile organic compounds (VOCs) of Bacillus amylolicefaciens ALB629 and B. subtilis UFLA285 in anthracnose (Colletotrichum lindemuthianum - Cl) control; (b) to evaluate the effectiveness of ALB629 in promoting plant growth, nutrient uptake and the contribution of Mg supplementation to photosynthetic rates, CO2 assimilation, chlorophyll content, and bacterial wilt (BW) control caused by Curtobacterium flaccumfaciens pv. flaccumfaciens (Cff) at ALB629 presence; (c) to find out whether exudates from seeds are able to interfere with ALB629 biofilm formation and growth; (d) to check the performance of ALB629 on plant health under drought stress. In vitro and in vivo tests were set up to assess the spore numbers and the mycelial growth of Cl as well as anthracnose control in the presence of ALB629 and UFLA285 VOCs. Additionally, bean plants from seeds treated with ALB629 were assessed for growth promotion-related variables, photosynthetic-related variables, and BW control when plants were grown in soil with different Mg contents (0–50 mg kg-1). Alternatively, ALB629 was tested for biofilm formation and for its effect on the plant-related variables under drought stress. ALB629 reduced spore numbers (31%), while UFLA285 and ALB629 inhibited mycelial growth of Cl (16–18%), respectively. Both bacterial volatiles controlled anthracnose in vivo (79–85%) and were identified as 3-hydroxy-2- butanone, 3-methylbutanoic acid, and 2-methylbutanoic acid. At 25 mg kg-1 Mg, an increased accumulation of CO2 was found in the leaf mesophyll of the ALB629 and control, indicating low CO2 fixation and low Rubisco activity. Higher doses of Mg caused an increase in chlorophyll content and in photosynthetic rates in rhizobacterium-treated plants. Furthermore, at 25 mg kg-1 Mg, there was an increase in chlorophyll content in ALB629 (30%) and a reduction in BW severity (51%). Moreover, photosynthesis was negatively correlated with BW (r = -0.53, p<0.01). Seed exudates increased ALB629 biofilm and the ALB629 cell counts both in culture and on the bean seed surface. Furthermore, seed exudates up-regulated biofilm operons in ALB629 TasA and EpsD by about 2- and 6-fold, respectively. Seedlings from seeds treated with ALB629rif-nal showed a higher concentration of the bacteria when the malic acid was present, showed a promotion in plants growth and imparted drought tolerance. This study showed that UFLA285 and ALB629 play a major role in improving common bean health against biotic and abiotic stresses.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Estresses bióticos e abióticos podem interferir com o desempenho de rizobactérias. Com este estudo objetivou-se a: (a) avaliar o efeito dos compostos orgânicos voláteis (VOCs) de Bacillus amyloliquefaciens e B. subtilis ALB629 UFLA285 no controle da antracnose (Colletotrichum lindemuthianum - Cl); (b) avaliar a eficácia de ALB629 na promoção de crescimento, absorção de nutrientes e na contribuição da suplementação de Mg nas taxas fotossintéticas, assimilação de CO2, teor de clorofila e controle da murcha-de-curtobacterium (MCB) causada por Curtobacterium flaccumfaciens pv. flaccumfaciens (Cff) na presença de ALB629; (C) descobrir se os exsudados provenientes de sementes são capazes de interferir na formação de biofilme e no crescimento de ALB629; (d) avaliar o desempenho do ALB629 na sanidade da planta sob estresse hídrico. Experimentos in vitro e in vivo foram desenvolvidos para avaliar o número de esporos e o crescimento micelial de Cl, assim como o controle da antracnose na presença dos VOCs de ALB629 e UFLA285. Plantas provenientes de sementes tratadas com ALB629 foram avaliadas quanto às variáveis de crescimento, fotossíntese e controle de MCB em solo com diferentes teores de Mg (0-50 mg kg-1). Alternativamente, ALB629 foi avaliado quanto a formação de biofilme e quanto às variáveis relacionadas às plantas sob estresse hídrico. ALB629 reduziu o número de esporos (31%), e UFLA285 e ALB629 inibiram o crescimento micelial de Cl (16-18%), respectivamente. Os VOCs controlaram a antracnose in vivo (79-85%) e foram identificados como sendo 3-hidroxi-2-butanona, ácido 3- metilbutanoico e ácido 2-metilbutanoico. Na dose de 25 mg kg-1 de Mg, foi verificado um aumento na acumulação de CO2 no mesofilo da folha para ALB629 e controle, indicando baixa fixação de CO2 e baixa atividade da Rubisco. As maiores doses de Mg causaram um aumento no teor de clorofila e fotossíntese em plantas tratadas com a rizobacteria. Além disso, a 25 mg kg-1 de Mg, houve um aumento no teor de clorofila para ALB629 (30%) e uma redução na severidade da MCB (51%). Além disso, a fotossíntese foi negativamente correlacionada com a doença (r = -0,53, p<0,01). Exsudato de sementes aumentou o biofilme e o crescimento de ALB629 tanto in vitro e na superfície da semente. Houve um aumento na expressão em ALB629 de TASA e EPSD, ca. 2- e 6 vezes, respectivamente. Plântulas de sementes tratadas com ALB629rif-Nal mostraram uma maior concentração da bactéria quando o ácido málico estava presente, promoveu o crescimento da planta e maior tolerância à seca. Este estudo mostrou que UFLA285 e ALB629 desempenham um papel importante na melhoria da sanidade ao feijoeiro contra estresses bióticos e abióticos.