Caracterização de Sinorhizobium sp. isolado de Medicago sativa L.

Abstract

A utilização de luzernas (Medicago sativa L. e Medicago polymorpha L.) em pastagens na zona mediterrânea requer a inoculação de sementes com estirpes de Sinorhizobium (S. meliloti e S. medicae) eficazes e bem adaptadas às condições de clima semi-árido que prevalecem nesta região. Este trabalho teve como objectivo caracterizar a população de Sinorhizobium de um solo do Alentejo (Elvas-ENMP), isolada de nódulos de diferentes cultivares de M. sativa (ABT, Coussouls, Magali, Melissa e Mamuntanas), através da avaliação da diversidade genética e da eficácia simbiótica, bem como da tolerância a temperaturas elevadas (28 a 42ºC) e à salinidade (0 a 1000 mM de NaCl). A análise dos perfis obtidos mediante REP e ERIC PCR permitiram determinar a existência de diversos “clusters”, indicando uma elevada diversidade genética entre a população de Sinorhizobium estudada. Os resultados obtidos com os perfis de restrição do 16S rDNA, utilizando a enzima RsaI demonstraram uma prevalência de estirpes de S. medicae (73) em relação às estirpes de S. meliloti (18). Nos restantes parâmetros o comportamento das estirpes variou consoante a sua origem. Verificou-se a existência dum maior número de estirpes isoladas das cultivares Melissa e Mamuntanas com eficácia elevada, quando em simbiose com M. polymorpha e moderada com M. sativa, contrariamente às isoladas da cultivar Coussouls, que foram as menos eficazes com as duas espécies de Medicago. Relativamente à temperatura, foi na temperatura de 40ºC que as estirpes tiveram comportamentos mais diferenciados desde muito sensíveis a muito tolerantes, existindo um grande número de estirpes das cultivares Coussouls, Melissa e Mamuntanas entre as últimas. Apenas duas estirpes toleraram a temperatura de 42ºC, uma isolada de Coussouls e outra de Melissa. Nos ensaios de salinidade, a maioria das estirpes tolerou a concentração de 500 mM e sete toleraram a concentração de 1 M. Da totalidade de estirpes estudadas, apenas uma estirpe Melissa 5c apresentou elevada tolerância à temperatura e salinidade e simultaneamente uma eficácia simbiótica moderada.

ABSTRACT: The use of alfalfa (Medicago sativa, L. and Medicago polymorpha) in pastures in the Mediterranean area implies the inoculation of seeds with Sinorhizobium (S. meliloti and S. medicae) bacteria effective and well adapted to the semi-arid environmental conditions which prevails in this area. The aim of this work was to characterize S. meliloti natural population present in an Alentejo soil (Elvas- ENMP), isolated from nodules of different M. sativa varieties (ABT, Coussouls, Magali Mamuntanas and Melissa). Genetic diversity and symbiotic efficiency as well as the tolerance to high temperatures (28 to 42ºC) and salinity (0 to 1000 mM of NaCl) were evaluated. Analyzing the different patterns obtained by REP and ERIC PCR, the existence of several clusters was verified, indicating a high genetic diversity among Sinorhizobium population studied. The results obtained with RsaI enzyme showed a prevalence of S. medicae strains (73) in relation to S. meliloti strains (18).Strains behaviour when facing high temperatures or salinity varied according to the host cultivar of origin. It was verified that a great number of strains isolated from cultivar Melissa and Mamuntanas had a high effectiveness, when in symbiosis with M. polymorpha and moderated with M. sativa, whereas strains isolated from cultivar Coussouls were poorly effective with both Medicago species. For tolerance to temperature, at 40ºC the strains had different behaviours from very sensitive to very tolerant, existing a great number of strains from the cultivar Coussouls, Melissa and Mamuntanas among the last ones. Only two strains tolerated the temperature of 42ºC, one isolated from Coussouls and another from Melissa. Salinity tests showed that almost all strains tolerate 500 mM, although seven tolerate 1 M. Among the strains studied, only one (Melissa 5c) has overcome the tests of tolerance, achieving medium values of nitrogen fixation.