Bacteriosomes in axenic plants: endophytes as stable endosymbionts

Abstract

Observations of cells of axenic peach palm (Bactris gasipaes) microplants by light microscopy revealed movements of small particles within the cells. The phenomenon was characterized initially as Brownian movement, but electron microscopy revealed the presence of an intracellular bacterial community in these plants. Microscopy observations revealed the particular shapes of bacterial cells colonizing inner tissues of analyzed plants. Applying a molecular characterization by polymerase chain reaction and denaturing gradient gel electrophoresis, it was revealed the existence of bacterial rRNA within the plants. Sequencing of the rRNA identified three different phylogenetic groups; two bands had a high degree of similarity to sequences from Moraxella sp. and Brevibacillus sp., and a third sequence was similar to a non-cultivated cyanobacterium. The presence of those endosymbionts, called bacteriosomes, in axenic peach palm microplants raises the question of whether these stable endosymbionts were acquired in the process of evolution and how could they benefit the process of plants micropropagation.

Antibioticoterapia em microplantas de abacaxizeiro (Ananas comosus)

“…No entanto, trabalhos como o de ALMEIDA et al (2009) e ABREU-TARAZI et al (2010 comprovaram a presença de bactérias em plantas micropropagadas sadias e assintomáticas (sem manifestação de colônias bacterianas no meio de cultura), quebrando, desta forma, o paradigma de que plantas cultivadas in vitro são axênicas.…”

“…No cultivo in vitro, considera-se que a manifestação de colônias microbianas no meio de cultura, quando não ocorre nos primeiros dias após a introdução do material, não é caracterizada como contaminação, considerando-se o fato de não afetarem o crescimento do vegetal e, muitas vezes, apresentam associações benéficas com ele (ALMEIDA et al, 2005;ALMEIDA et al, 2009;ABREU-TARAZI et al, 2010;BATAGIN-PIOTTO, 2013).…”

“…Isso se dá em razão da estreita relação entre o endófito e o hospedeiro, a qual envolve processos de co-evolução, influenciando na fisiologia do vegetal, bem como otimizando o crescimento e a adaptação das plantas às diferentes condições de cultivo, seja in vitro ou in vivo (ALMEIDA et al, 2009).…”

Identificação e controle de microrganismos contaminantes no processo de micropropagação de cana-de-açúcar

“…Esta hipótese foi abordada recentemente em dois trabalhos, que caracterizam a presença de bactérias em tecidos de plantas mantidas sob condições de cultivo in vitro por longos períodos de tempo (ALMEIDA et al 2009;TARAZZI et al 2010). Estes autores demonstram a existência de tais bactérias, mostram sua longa permanência dentro das plantas hospedeiras, e discutem sobre a essencialidade destas bactérias para o funcionamento da planta.…”

“…De acordo com a literatura é conhecido que os antibióticos são comumente esterilizados por filtração e adicionados ao meio de cultura somente após autoclavagem do mesmo (GRATTAPAGLIA & MACHADO, 1998 (LACAZ, 1975;SPINOSA, 1996), deve-se destacar que os organismos associados às plantas não são eliminados, mas apenas tem seu crescimento inibido no meio de cultura. Neste ponto, retomando a discussão proposta na literatura (ALMEIDA et al 2009;TARAZZI et al, 2010), onde a eliminação de tais microrganismos podem comprometer o desenvolvimento das plantas, o uso de uma bacteriostático seria preferencial ao uso de um composto bactericida.…”