Inoculation of indole-3-acetic acid producing bacteria in lettuce (Lactuca sativa L.) plants

Authors

DOI:

https://doi.org/10.17584/rcch.2017v11i1.5780

Keywords:

Phyto-hormones, plant Growth promoting bacteria, Tryptophan, Sustainability

Abstract

Microorganisms are of great importance for the development of plants through the production of various compounds, such as indole-3-acetic acid (IAA), synthesized by bacteria. However, research on the effect of inoculation of these bacteria on plants is still lacking. The objective of this study was to evaluate the in vitro production of IAA by diazotrophic bacteria grown in the presence or absence of tryptophan (Trp) and the effect of inoculation of these strains on lettuce seeds (Lactuca sativa L.). Initially, a completely randomized design experiment (DIC) was installed in a 19 × 2 factorial scheme, with 19 bacterial strains grown in media containing or not containing Trp, with four replications. It has been observed that Trp contributes to a higher production of IAA by most strains. Subsequently, six of these strains were selected for inoculation in lettuce seeds in two experiments: the first in gerbox and the other in trays containing commercial substrate. DIC was used in a 8 × 2 factorial scheme, with seven bacterial strains and one control without inoculation and the presence or absence of Trp in the culture medium, with four replications. Inoculation with most of the strains contributed to an increase in the seed germination rate, root length and shoot dry matter weight; however, the excess of IAA produced by some strains when grown in the presence of Trp may interfere with the development of lettuce seedlings.

JEL Classification

Array

Downloads

Download data is not yet available.

References

Baldotto, L.E.B., M.A. Baldoto, F.L. Olivares, A.P. Viana e R. Bressan-Smith. 2010. Seleção de bactérias promotoras de crescimento no abacaxizeiro cultivar vitória durante a aclimatização. Rev. Bras. Ciênc. Solo 34 (2), 349-360. Doi: 10.1590/S0100-06832010000200008

Bastián, F., A. Cohen, P. Piccoli, V. Luna, R. Bottini, R. Baraldi e R. Bottini. 1998. Production of indole-3-acetic acid and gibberellins A(1) and A(3) by Acetobacter diazotrophicus and Herbaspirillum seropedicae in chemically-defined culture media. Plant Growth Regul. 24(1), 7-11. Doi: 10.1023/A:1005964031159

Cassán, F., J. Vanderleyden e S. Spaepen. 2014. Physiological and agronomical aspects of phytohormone production by model plantbacteria-promoting rhizobacteria (PGPR) belonging to the genus Azospirillum. J. Plant Growth Regul. 33(2), 440-59. Doi: 10.1007/s00344-013-9362-4

Chaves, V.A., S.G. Santos, N. Schultz, W. Pereira, J.S. Sousa, R.C. Monteiro e V.M. Reis. 2015. Desenvolvimento inicial de duas variedades de Cana-de-Açúcar inoculadas com bactérias diazotróficas. Rev. Bras. Ciênc. Solo 39(6), 1595-1602. Doi: 10.1590/01000683rbcs20151144

Cola, G.P.A. e J.B.P. Simão. 2012. Rochagem como forma alternativa de suplementação de potássio na agricultura agroecológica. Rev. Verde Agroecol. Desenvolv. Sustent. 7(4), 15-27.

Dias, M.S. 2015. Diversidade e potencial de utilização de bactérias fixadoras de N2 em Brachiaria brizantha. Dissertação de mestrado. UNIFENAS, Alfenas, MG, Brasil.

Dobbelaere, S., A. Croonenborghs, A. Trys, A. Vande Broek e J. Vanderleyden. 1999. Phytostimulatory effect of Azospirillum brasilense wild type and mutant strains altered in IAA production on wheat. Plant Soil. 212(2), 155-164. Doi: 10.1023/A:1004658000815

Döbereiner, J., V.L. Baldani e J.I. Baldani. 1995. Como isolar e identificar bactérias diazotróficas de plantas não leguminosas. Embrapa-SPI, Itaguaí, Embrapa-CNPAB, Brasília, Brasil.

Ferreira, D.F. 2011. Sisvar: a computer statistical analysis system. Cienc. Agrotec. 35(6), 1039-1042. Doi: 10.1590/S1413-70542011000600001

Ferreira, E.P.B., A.M. Knupp e C.C.C. Martin-Didonet. 2014. Crescimento de cultivares de arroz (Oryza sativa L.) influenciado pela inoculação com bacterias promotoras de crescimento de plantas. Biosci. J. 30(3), 655-665.

Filgueira, F.A.R. 2003. Novo manual de olericultura: agrotecnologia moderna na produção e comercialização de hortaliças. 2. ed. UFV, Viçosa, Brasil.

Flores-Félix, J.D., E. Menéndez, L.P. Rivera, M. Marcos-Garcia, P. Martínez-Hidalgo, P.F. Mateos, E. Martínez-Molina, M.E. Velázquez, P. Garcia-Fraile e R. Rivas. 2013. Use of Rhizobium leguminosarum as a potential biofertilizer for Lactuca sativa and Daucus carota crops. J. Plant Nutr. Soil Sc. 176(6), 876-882. Doi: 10.1002/jpln.201300116

Gordon, S.A. e R.P. Weber. 1951. Colorimetric estimation of indoleacetic acid. Plant Physiol. 26(1), 192-195. Doi: 10.1104/pp.26.1.192

Hager, A., G. Debus, H.G. Edel, H. Stransk e R. Serrano. 1991. Auxin induces exocytosis and rapid synthesis of a high-turnover pool of plasma-membrane H+-ATPase. Planta 185(4), 527-537. Doi: 10.1007/BF00202963

Khalid, A., M. Arshad e Z.A. Zahir. 2004. Screening plant growth-promoting rhizobacteria for improving growth and yield of wheat. J. Appl. Microbiol. 96(3), 473-480. Doi: 10.1046/j.1365-2672.2003.02161.x

Kozusny-Andreani, D.I. e R. Andreani Junior. 2014. Colonização rizosférica e promoção do crescimento por rizóbios em mudas de alface. Nucleus 11(2), 443-452. Doi: 10.3738/1982.2278.1108

Lambrecht, M., Y. Okon, A. Vande Broek e J. Vanderleyden. 2000. Indole-3-acetic acid: a reciprocal signalling molecule in bacteria-plant interactions. Trends Microbiol. 8(7), 298-300. Doi: 10.1016/S0966-842X(00)01732-7

López, D.B.S., A.M.G. Hoyos, F.A.R. Perdomo e R.R.B. Buitrago. 2014. Efecto de rizobacterias promotoras de crecimiento vegetal solubilizadoras de fosfato em Lactuca sativa cultivar White Boston. Rev. Colomb. Biotecnol. 16(2), 122-128. Doi: 10.15446/rev.colomb.biote.v16n2.41077

Malavolta E., F. Pimentel-Gomes e J.C. Alcarde. 2002. Adubos e adubação. Ed. Agronômica Ceres, São Paulo, Brasil.

Mariano, R.L.R., E.B. Silveira, S.M.P. Assis, A.M.A. Gomes, A.R.P. Nascimento e V.M.T.S. Donato, 2004. Importância das bactérias promotoras de crescimento e de biocontrole de doenças de plantas para uma agricultura sustentável. Anais Acad. Pernambucana Ciênc. Agron. 1(1), 89-111.

Miguel, F.B., R.K. Grizotto e R.P.B. Furlaneto. 2010. Custo de produção de alface em sistema de cultivo orgânico. Pesqui. Tecnol. 7(2), 1-6.

Moreira, F.M.S. e J.O. Siqueira. 2006. Microbiologia e bioquímica do solo. UFLA, Lavras, Brasil.

Moreira, F.M.S. , K. Silva, R.S.A. Nóbrega e F. Carvalho. 2010. Bactérias diazotróficas associativas: diversidade, ecologia e potencial de aplicações. Comunicata Scientiae 1(2), 74-99.

Patten, C.L. e B.R. Glick. 1996. Bacterial biosynthesis of indole-3-acetic acid. Can. J. Microbiol. 42(3), 207-230. Doi: 10.1139/m96-032

Pedrinho, E.A.N., R.R. Galdiano Júnior, J.C. Campanharo, L.M.C. Alves e E.G.M. Lemos. 2010. Identificação e avaliação de rizobactérias isoladas de raízes de milho. Bragantia 69(4), 905-911. Doi: 10.1590/S0006-87052010000400017

Radwan, T.E.E., Z.K. Mohamed e V.M. Reis. 2004. Efeito da inoculação de Azospirillum e Herbaspirillum na produção de compostos indólicos em plântulas de milho e arroz. Pesqui. Agropecu. Bras. 39(10), 987-994. Doi: 10.1590/S0100-204X2004001000006

Ramaih, S., M. Guedira, G. Paulsen e G.M. Paulsen. 2003. Relationship of indoleacetic acid and tryptophan to dormancy and preharvest sprouting of wheat. Funct. Plant Biol. 30(9), 939-945. Doi: 10.1071/FP03113

Ryan R.P., K. Germaine, A. Franks, D.J. Ryan e D.N. Dowling. 2008. Bacterial endophytes: recent developments and applications. FEMS Microbiol. Lett. 278(1), 1-9. Doi: 10.1111/j.1574-6968.2007.00918.x

Sabino, D.C.C., J.S. Ferreira, S.L. Guimarães e V.L.D. Baldani. 2012. Bactérias diazotróficas como promotoras do desenvolvimento inicial de plântulas de arroz. Enciclopédia Biosfera 8(15), 2337- 2345.

Schlindwein, G., L.K. Vargas, B.B. Lisboa, A.C. Azambuja, C.E. Granada, N.C. Gabiatti, F. Prates e R. Stumpf. 2008. Influência da inoculação de rizóbios sobre a germinação e o vigor de plântulas de alface. Ciênc. Rural 38(3), 658-664. Doi: 10.1590/S0103-84782008000300010

Silva, E.M.NCP., R.L.F. Ferreira, S.E. Araújo Neto, L.B. Tavella e A.J.S. Solino. 2011. Qualidade de alface crespa cultivada em sistema orgânico, convencional e hidropônico. Hortic. Bras. 29: 242-245. Doi: 10.1590/S0102-05362011000200019

Sondegaard, T.E., A. Schulza e M.G. Palmgren. 2004. Energization of transport processes in plants. Roles of plasma membrane H+-ATPase. Plant Physiol. 136(1), 2475-2482. Doi: 10.1104/pp.104.04823

Spaepen, S., J. Vanderleyden e R. Remans. 2007. Indole-3-acetic acid in microbial and microorganism-plant signaling. FEMS Microbiol. 31(43), 425-448. Doi: 10.1111/j.1574-6976.2007.00072.x

Szilagyi-Zecchin, V.J., A.F. Mógor, L. Ruaro e C. Röder. 2015. Crescimento de mudas de tomateiro (Solanum lycopersicum) estimulado pela bactéria Bacillus amyloliquefaciens subsp. plantarum FZB42 em cultura orgânica. Rev. Ciênc. Agr. 38(1), 26-33.

Taiz, L. e E. Zeiger. 2004. Fisiologia vegetal. 3. ed. Artmed, Porto Alegre, Brasil.

Vargas, L.K., B.B. Lisboa, G. Schlindwein, C.E. Granada, A. Ginongo e L.M.P. Passaglia. 2015. Occurrence of plant growth-promoting traits in clover-nodulating rhizobia strains isolated from different soils in Rio Grande do Sul state. Rev. Bras. Ciênc. Solo . 33(5), 1227-1235. Doi: 10.1590/S0100-06832009000500016

Wier, M. e C. Calverley. 2002. Market potential for organic foods in Europe. Brit. Food J. 104(1), 45-62. Doi: 10.1108/00070700210418749

Published

2017-06-13

How to Cite

Florentino, L. A., Silva, A. B., Landgraf, P. R. C., & Souza, F. R. C. (2017). Inoculation of indole-3-acetic acid producing bacteria in lettuce (Lactuca sativa L.) plants. Revista Colombiana De Ciencias Hortícolas, 11(1), 89–96. https://doi.org/10.17584/rcch.2017v11i1.5780

Issue

Section

Vegetable section

Metrics

Similar Articles

You may also start an advanced similarity search for this article.