Bioprospecting of elite plant growth-promoting bacteria for the maize crop

Abstract

The use of plant growth-promoting bacteria (PGPB), which aims to replace chemical fertilizers and biological control, is a goal for achieving agriculture sustainability. In this scenario, our goal was to identify and evaluate the potential of bacteria isolated from maize roots to promote plant growth and be used as inoculants. We evaluated 173 bacterial strains isolated from the maize (Zea mays L.) rhizosphere for the properties of their PGPB in vitro. Twelve strains were positive for siderophores, indole acetic acid (IAA) production, biological nitrogen fixation (BNF), and phosphate solubilization. Sequence analysis of 16S rRNA identified these strains as belonging to the genera Cellulosimicrobium, Stenotrophomonas, Enterobacter, and Bacillus. The elite strains were evaluated under greenhouse conditions upon the inoculation of two maize hybrids, ATL100 and KWX628. The ability of the isolates to promote plant growth was dependent on the maize genotype; Enterobacter sp. LGMB208 showed the best ability to promote growth of hybrid ATL100, while Enterobacter sp. strains LGMB125, LGMB225, and LGMB274 and Cellulosimicrobium sp. strain LGMB239 showed the best ability to promote growth of hybrid KWX628. The results highlight the potential of bacterial genera little explored as maize PGPB but indicate the need to investigate their interactions with different plant genotypes.

The occurrence of rhizobacteria from Paspalum genotypes and their effects on plant growth

“…Several studies indicate that the efficiency of associative diazotrophs depends on plant genotype and age, which generate various responses that must be previously tested to certify the inoculation technique. The strain/species also modulates the communication between the pre-existing microbial community and the strain introduced as an inoculant (Hungria et al, 2016;Ikeda et al, 2020;Reis et al, 2018).…”

Diversidade, mecanismos de atuação e potencial agrícola de bactérias promotoras de crescimento de plantas, usando milho como cultura exemplo

“…Diversas bactérias da rizosfera já foram identificadas com efeitos antagônicos a fungos e nematoides (STURZ; NOWAK, 2000;TIAN;YANG;ZHANG, 2007;MACHADO et al, 2012), produzindo antibióticos, toxinas e enzimas, interferindo no processo de reconhecimento planta-hospedeiro, induzindo resistência ou proporcionando o desenvolvimento da planta (SIDDIQUI; SHAUKAT, 2002;BAGHEL;AKHTAR, 2007;STIRLING, 2017). Algumas das espécies mais frequentemente citadas são de Bacillus, e pelo menos parte destas forma endósporos e apresenta uma multiplicidade de mecanismos antagônicos (DOMENECH et al, 2006; GROVER; NAIN; SAXENA, 2009; KAKAR et al, 2018; ALOO; O potencial para FBN, isoladamente ou associado a outros mecanismos, foi identificado e quantificado em diferentes espécies vegetais como Dodoneae viscosa L. (AFZAL et al, 2017), milho (CARVALHO et al, 2017;GARCIA et al, 2017;MARAG;SUMAN, 2018;IKEDA et al, 2020), arroz (CHAUDHARY et al, 2012BANIK;MUKHOPADHAYA;DANGAR, 2016;BEUTLER et al, 2016;MAHMUD et al, 2020) e cana- de-açúcar (TAULÉ et al, 2012;RODRIGUES et al, 2018;MAHMUD et al, 2020).…”

“…Diversos autores obtiveram isolados com potencial in vitro de produção de AIA, sendo eles provenientes de diferentes espécies vegetais como Dodoneae viscosa (AFZAL et al, 2019), Agrostis capillaris L. (GROBELAK; NAPORA; KACPRZAK, 2015), Tripogon spicatus (FERNANDES-JÚNIOR et al, 2015), tomate (KHAN et al, 2016), capim-pangolão (MENDONÇA et al, 2019), milho (BATISTA et al, 2018;MARAG;SUMAN, 2018;JOCHUM et al, 2019;IKEDA et al, 2020), trigo (SALA et al, 2008CHERIF-SILINI et al, 2016;EMAMI et al, 2019) e cana-de-açúcar (SILVA et al, 2012). A longa lista de exemplos indica como esse relacionamento entre plantas e bactérias endofíticas deve ser comum na natureza.…”

“…Além disso, resultados positivos foram obtidos com a utilização de isolados produtores de AIA nas culturas de milho (PEREZ-MONTANO et al, 2014;KUAN et al, 2016;BATISTA et al, 2018;IKEDA et al, 2020), arroz (HAHN et al, 2016THEISEN et al, 2017;SHEN et al, 2019), trigo (BARNAWAL et al, 2017PATEL;ARCHANA, 2017;EMAMI et al, 2019), Oliveira (SILVA et al, 2017BIZOS et al, 2020) e soja (CASSÁN et al, 2009;THEISEN et al, 2017;PUENTE et al, 2018;ARMENDARIZ et al, 2019;IGIEHON;BABALOLA;AREMU, 2019;PUENTE et al, 2019). Novamente, este largo espectro indica a grande importância potencial destes micro-organismos na promoção de uma agricultura mais sustentável.…”

“…agropec. pernamb., Recife,25(2), e2282252020, 2020 fixação de nitrogênio atmosférico CEREZINI;IKEDA et al, 2020;MAHMUD et al, 2020;MORETTI et al, 2020); atua na produção de sideróforos (ZAREI et al, 2019;KOUR et al, 2020;PURI;PADDA;CHANWAY, 2020;TORRES et al, 2020); redução do efeito de estresse oxidativo (FUKAMI et al, 2018;SARKAR et al, 2018;HARMAN;UPHOFF, 2019;JOCHUM et al, 2019;YOOLONG et al, 2019); e como controle biológico e redutor do efeito de fitopatógenos (STURZ;NOWAK, 2000;TIAN;YANG;ZHANG, 2007;VERMA;WHITE, 2018).…”