Microrganismos Promotes de Crescimento: Técnicas de Inoculação

XIX Congresso Brasileiro de Floricultura e Plantas Ornamentais
VI Congresso Brasileiro de Cultura de Tecido de Plantas
Microrganismos Promotores de
Crescimento na Aclimatização de
Plantas: Técnicas de Inoculação
Dr. Christtianno Rollemberg
Pós-doutorando em Fitopatologia - UFS
Recife - 2013
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Microrganismos Promotores de Crescimento na Aclimatização de
Plantas : Técnicas de Inoculação
O que são
MICRORGANISMOS PROMOTERES DE
CRESCIMENTO DE PLANTAS?
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Microrganismos Promotores de Crescimento na Aclimatização de
Plantas : Técnicas de Inoculação
Microrganismos promotores do crescimento
de plantas (MPCPs) encontram-se em
habitats naturais colonizando de forma
interna e externa órgãos de plantas e podem
ser benéficas, neutras ou prejudiciais ao seu
crescimento.
(Mariano et al., 2004)
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Microrganismos Promotores de Crescimento na Aclimatização de
Plantas : Técnicas de Inoculação
Microrganismos Promotores de
Crescimento de Plantas
FUNGOS
Fungos Simbiontes:
- Fungos micorrízicos
- Fungos saprófitas
BACTÉRIAS
Bactérias Promotores
de Crescimento (BPCPs)
4
Associação Micorrízicas
São associações simbióticas entre plantas e fungos que
colonizam a região cortical das raízes;
-Micorriza: mico = fungo e riza = raíz (fungo de raiz);
- Presença de micorrizas há 400 milhões de anos, junto
como surgimento das plantas.
- Ocorrência de micorrizas em 95% dos gêneros de
plantas.
Associações Micorrízicas
Tipos:
1 - Ectomicorrizas (ECM)
Corte transversal ECM
manto
Rede de Hartig
Associações Micorrízicas
2 – Micorrizas Arbusculares (AM)
Hifas extraradiculares
Arbúsculo
Segmento de raiz colonizada
Associações Micorrízicas
6 – Micorrizas Orquidóides
Estabelecem-se entre membros da família
Orchidaceae
Fungos Saprófitas
Fungos do gênero Trichoderma
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Microrganismos Promotores de Crescimento na Aclimatização de
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Bactérias promotoras de
crescimento das plantas (BPCPs)
Bactérias que exercem efeitos
benéficos sobre o desenvolvimento
das plantas
(Mariano et al., 2004)
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Áreas de influência da planta
carposfera
espermosfera
etc.
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Microrganismos Promotores de Crescimento na Aclimatização de
Plantas : Técnicas de Inoculação
MPCP podem agir direta ou
indiretamente sobre as plantas
• Promoção de crescimento
• Controle biológico
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Mecanismos Usados pelos MPCPs
Benifícios Nutricionais
- Aumentam em até 80% a absorção de nutrientes
e água;
- Maior volume de solo explorado (para fungos);
- Aumento
nutrientes;
da
capacidade
de
absorção
de
-Fixação de nitrogênio (para bactérias);
- Absorção de nutrientes em formas indisponíveis
para as plantas;
- Maior longevidade das raízes;
- Contribuição das micorrizas na absorção de P
(80%), Cu (60%), N (25%) e K (10%);
Mecanismos Usados pelos MPCPs
Benefícios não-nutricionais
Proteção contra patógenos
- Proteção física de devido ao manto;
- Indução de mecanismos de resistência;
- Competição e produção de antibióticos.
Maior tolerância a estresses ambientais
Seca;
- Altas temperaturas;
- Acidez;
- Metais pesados (quelantes e imobilização).
-
Produção de substâncias PCP
- Hormônios (citocinina, auxina, giberelinas);
- Vitaminas.
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Plantas : Técnicas de Inoculação
Mecanismos de ação das MPCPs de
BIOPROTEÇÃO







Antagonismo
Interferência em sinais
Predação e Parasitismo
Indução de resistência sistêmica
Competição por íons férricos
Competição por nutrientes e nichos
Interferência com atividade, sobrevivência, germinação e
esporulação do patógeno.
(Lugtenberg & Kamilova, 2009)
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Microrganismos Promotores de Crescimento na Aclimatização de
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Aumento médio de produtividade pelo uso de
YIB = BAP
22,5 23,1
25
Tomate,pimentão
Trigo
20
14,3
12,6
12,5
15
10
16,9
16,2
15,5
11 10,4
Algodão
Milho
Soja
Amendoin
Melancia
10
Arroz
Beterraba
5
Batata
Batata-doce
0
AMP%
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•Outros efeitos
–
–
–
–
Emergência de plântulas
Vigor vegetativo
Maturação de grãos
Teores de :
• proteínas - trigo 8.1%
• aminoácidos totais - arroz 18,4%
• lisina - arroz 12,8%
• fibra - algodão 2mm
• açúcar - batata doce 22,6%
• óleo - soja 3%
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•Controle de doenças
90
80
70
60
50
85,5
70,2
80,3
77
R.solani
X. oryzae
56,6
50,5
U.maydis
40
Pcc
30
F.o.vasinfectum
G.cingulata
20
10
0
RSD%
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Microrganismos Promotores de Crescimento na Aclimatização de
Plantas : Técnicas de Inoculação
Alguns gêneros e espécies de bactérias promotoras de
crescimento de plantas
Actinobacter sp.
Aeromonas caviae
Rhizobium radiobacter
Alcaligenes sp.
Bacillus brevis
B. cereus
B. circulans
B. firmus
B. licheniformis
B. subtilis
Corynebacterium sp.
Enterobacter aerogenes
E. agglomerans
Enterobacter cloacae
Erwinia herbicola
Flavobacterium spp.
Phyllobacterium sp.
Pseudomonas aureofaciens
P. chlororaphis
P. cepacia
P. fluorecens
P. putida
Serratia fonticola
S. marcescens
S. proteamaculans
Streptomyces griseoviridis
etc.
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Plantas : Técnicas de Inoculação
Formulações
•Líquido ou suspensão aquosa
•pó molhável
•pó seco
•grânulos/microgrânulos
•biomassa seca em turfa
•pelets
•esporos
•cultura em ágar em placa de Petri
•suspensão de culturas
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Microrganismos Promotores de Crescimento na Aclimatização de
Plantas : Técnicas de Inoculação
Técnicas de inoculação
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Microrganismos Promotores de Crescimento na Aclimatização de
Plantas : Técnicas de Inoculação
Fatores importantes para inoculação
1 – Concentração da Suspensão Microbiana
Concentrações muito baixas podem ser a
causa de insucesso na promoção de crescimento
de plantas.
Ideal: Fungos – 107 a 109 esporos/mL
Bactérias - 106 a 109 UFC/mL
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Microrganismos Promotores de Crescimento na Aclimatização de
Plantas : Técnicas de Inoculação
Fatores importantes para inoculação
2 – Idade da Cultura Microbiana
Fungos: usa-se esporos que são, geralmente,
formados com 7 a 10 dias de cultivo em
temperatura ótima.
Bactérias: usa-se a cultura bacteriana em
fase logarítmica de crescimento, o que geralmente
ocorre com 36-48h de cultivo em temperatura
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ótima.
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Plantas : Técnicas de Inoculação
Fatores importantes para inoculação
3 – Condições Ambientais
Para o sucesso, a temperatura e a umidade
devem está de acordo para cada microrganismo em
relação a espécie vegetal.
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Microrganismos Promotores de Crescimento na Aclimatização de
Plantas : Técnicas de Inoculação
Fatores importantes para inoculação
4 – Importância das Técnicas de Inoculação
São muitas vezes a chave do sucesso.
Desconhecendo o microrganismo deve-se usar o
maior número de técnicas possíveis.
Existem diversas técnicas e muitas outras podem
ser criadas, dependendo da imaginação e
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necessidade do pesquisador.
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Microrganismos Promotores de Crescimento na Aclimatização de
Plantas : Técnicas de Inoculação
Microbiolização
Inoculação =
Bacterização
Tratamento de sementes, raízes
frutos, tubérculos, outros órgãos
vegetais, solo ou substratos com
agentes microbianos (bacterianos).
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Microrganismos Promotores de Crescimento na Aclimatização de
Plantas : Técnicas de Inoculação
Inoculação = Colonização
• Processo ativo pelo qual os microrganismos
sobrevivem à inoculação nas sementes ou
nas raízes.
– multiplicam-se na espermosfera em resposta aos
exsudatos das sementes;
– associam-se com a superfície das raízes
e
colonizam
o
sistema
radicular
em
desenvolvimento,
no
solo
contendo
microrganismos nativos.
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Microrganismos Promotores de Crescimento na Aclimatização de
Plantas : Técnicas de Inoculação
Tipos de Inoculação
1. Atomização (Pulverização);
2. Inoculação pelas raízes,
3. Infestação do solo
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Plantas : Técnicas de Inoculação
Tipos de Inoculação:
Atomização (Pulverização)
Atomizar (pulverizar) a suspensão microbiana
na parte aérea da planta, de modo a obter
uma distribuição uniforme do inóculo até o
escorrimento.
- Não esquecer de adicionar algumas gotas de
espalhante adesivo (Tween) a suspensão.
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Inoculação com o
microrganismo
Câmara úmida 24h
Re-Inoculação
(109 UFC mL-1)
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Plantas : Técnicas de Inoculação
Tipos de Inoculação:
Inoculação de raízes
1 - Cuidadosamente retirar as plantas do potes
ou bioreatores;
2
- Imediatamente, fazer a imersão do
sistema radicular na suspensão microbiana;
3 - Após 10 – 15 min (varia) fazer o plantio
em solo/ substrato esterilizado;
4 – Realizar uma rega moderada deixando as
plantas em condições de casa de vegetação.
31
Culturas puras
de BPCPs
Pote
Visão geral
Agitador tipo
vórtex
Transplantio
em copos de
500mL
Fotocolorímetro
Bacterização das
raízes por
imersão
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Plantas : Técnicas de Inoculação
Tipos de Inoculação:
Infestação do solo
Adicionar ao solo/substrato esterilizado a
suspensão microbiana por rega ou mistura e em
seguida plantar a planta.
- Não há necessidade de câmara úmida.
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Culturas puras
de BPCPs
Agitador tipo
vórtex
Fotocolorímetro
Infestação do
solo/substrato
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Como saber se houve promoção de
crescimento das plantas pelos
microrganismos?
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Microrganismos Promotores de Crescimento na Aclimatização de
Plantas : Técnicas de Inoculação
Avaliações Fitotécnicas
- Sobrevivência (%);
- Altura da planta (AL);
- Número de folhas (NF);
- Área foliar (AF);
- Matéria seca da parte aérea (MSA);
- Matéria seca das raízes (MSR)
- Produtividade e outras
Avaliações Nutricionais, Fisiológicas
e outras
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Exemplos
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Abacaxi
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Microrganismos Promotores de Crescimento na Aclimatização de
Plantas : Técnicas de Inoculação
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1AL
= altura da planta, NF = número de folhas, MSA = matéria seca da parte aérea,
MSR = matéria seca das raízes, AF = área foliar
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Plantas : Técnicas de Inoculação
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Microrganismos Promotores de Crescimento na Aclimatização de
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Orquídeas
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AF = área foliar , NR = número de raízes, CMR = comprimento médio das raízes, MSPA= massa seca da parte radicular, MSPA =
massa seca da parte aérea, S = sobrevivência (porcentagem), IAAF = índice de aumento de área foliar, IAMST = Índice de aumento
da massa seca total (soma das partes aérea e radicular). *Médias seguidas por letras diferentes na mesma coluna diferem entre si
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ao nível de 5% pelo teste da D.M.S.
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Fig. 1 Cattleya loddigesii plants inoculated with Paenibacillus macerans
strain 1C, left, and not inoculated on the right
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Acclimatization of terrestrial orchid
Spathoglottis plicata (Orchidaceae) propagated
under in vitro conditions.
(Rollemberg et al, 2013)
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Table 1: Number of planted and dead plants of Spathoglottis plicata during
the acclimatization procedure.
Number
of
Treatment
Number and percentage
planted
plants
of dead plants
5th week
Total
8th week
Control
100
9a
9,0 % 32 a 32,0 % 41 a
Trichoderma
harzianum
100
1b
1,0 %
3c
3,0 %
4c
T. virens
100
1b
1,0 %
3c
3,0 %
4c
T. viride
100
2b
2,0 %
7 b 7,0 %
9b
49
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Obrigado !!!
Dr. Christtianno Rollemberg
[email protected]
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