Universidade Federal Rural De Pernambuco Vinicius Santos Gomes Da Silva Prospecção De Rizóbios De Leguminosas Arbóreas Em So
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UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DE PERNAMBUCO VINICIUS SANTOS GOMES DA SILVA PROSPECÇÃO DE RIZÓBIOS DE LEGUMINOSAS ARBÓREAS EM SOLOS DO SEMIÁRIDO BRASILEIRO SOB DIFERENTES USOS DA TERRA Recife 2017 Vinicius Santos Gomes da Silva Engenheiro Agrônomo Prospecção de rizóbios de leguminosas arbóreas em solos do Semiárido brasileiro sob diferentes usos da terra Tese apresentada ao Programa de Pós- Graduação em Ciência do Solo, da Universidade Federal Rural de Pernambuco, como parte dos requisitos para obtenção do título de Doutor em Agronomia – Ciência do Solo Orientadora Dra. Carolina Etienne de Rosália e Silva Santos Coorientadores Prof. Dr. Alexandre Tavares da Rocha Dra. Ana Dolores Santiago de Freitas Recife 2017 Autorizo a reprodução e divulgação total ou parcial deste trabalho, por qualquer meio convencional ou eletrônico, para fins de estudo e pesquisa desde que citada a fonte. Dados Internacionais de Catalogação na Publicação (CIP) Sistema Integrado de Bibliotecas da UFRPE Nome da Biblioteca, Recife-PE, Brasil S586p Silva, Vinicius Santos Gomes da Prospecção de rizóbios de leguminosas arbóreas em solos do Semiárido brasileiro sob diferentes usos da terra / Vinicius Santos Gomes da Silva. – 2017. 159 f. : il. Orientadora: Carolina Etienne de Rosália e Silva Santos. Coorientadores: Ana Dolores Santiago de Freitas; Alexandre Tavares da Rocha. Tese (Doutorado) – Universidade Federal Rural de Pernambuco, Programa de Pós-Graduação em Ciências do Solo, Recife, BR-PE, 2017. Inclui referências. 1. Diversidade rizobiana 2. Eficiência simbiótica 3. Fixação biológica de nitrogênio 4. Leucaena leucocephala 5. Mimosa caesalpiniifolia I. Santos, Carolina Etienne de Rosália e Silva, orient. II. Freitas, Ana Dolores Santiago de, coorient. III. Rocha, Alexandre Tavares da, coorient. IV. Título CDD 631.4 VINICIUS SANTOS GOMES DA SILVA Prospecção de rizóbios de leguminosas arbóreas em solos do Semiárido brasileiro sob diferentes usos da terra Tese apresentada ao Programa de Pós-Graduação em Agronomia - Ciência do Solo, da Universidade Federal Rural de Pernambuco, como parte dos requisitos para obtenção do título de Doutor em Agronomia – Ciência do Solo. Aprovada em 08 de agosto de 2017 Dra. Carolina Etienne de Rosália e Silva Santos Orientadora Universidade Federal Rural de Pernambuco BANCA EXAMINADORA Dr. Dário Costa Primo Universidade Federal de Pernambuco Profa. Dra. Izabel Cristina de Luna Galindo Universidade Federal Rural de Pernambuco Profa. Dra. Giselle Gomes Monteiro Fracetto Universidade Federal Rural de Pernambuco Dra. Ana Dolores Santiago de Freitas Universidade Federal Rural de Pernambuco Aos meus pais, Eliane e Valdemy, principais incentivadores na realização deste sonho. DEDICO AGRADECIMENTOS A Deus por guiar, iluminar e me dar tranquilidade para seguir em frente com os meus objetivos e não desanimar com as dificuldades. Aos meus pais, minha irmã Elaine e minha namorada Sabrina, que sempre me motivaram, entenderam as minhas faltas e momentos de afastamento, e me mostraram o quanto é importante estudar. A minha orientadora Carolina Etienne de Rosália e Silva Santos e minha coorientadora Ana Dolores Santiago de Freitas, agradeço o apoio inestimável para realização deste estudo, a dedicação, amizade e o entusiasmo científico que souberam transmitir durante esses anos de convivência. Agradeço ainda pela confiança e por compartilhar de suas linhas de pesquisa e que hoje podemos ver alguns frutos desse trabalho. Ao meu coorientador Alexandre Tavares da Rocha pelas contribuições neste trabalho. A Universidade Federal Rural de Pernambuco, em especial ao Programa de Pós-Graduação em Ciência do Solo, pela oportunidade e condições concedidas para realização da pesquisa. Aos professores da Pós-Graduação em Ciência do Solo da UFRPE, representados por Newton Pereira Stamford, Giselle Gomes Monteiro Fracetto, Felipe José Cury Fracetto, Emídio Cantidio Almeida de Oliveira, Mateus Rosas Ribeiro Filho, Maria Betânia Galvão dos Santos Freire, Flávio Adriano Marques e Mário Lira de Andrade Júnior pelos ensinamentos transmitidos durante meu doutoramento. Ao amigo Mauro Wagner de Oliveira, que foi meu orientador na graduação e mestrado, por ter me inserido no meio acadêmico, pelo compartilhamento de suas ideias e experiências, e por sempre acreditar e me incentivar a seguir em frente no meio científico. Ao laboratório de Genômica do Instituto Agronômico de Pernambuco, pela contribuição para realização deste estudo, em especial às pesquisadoras Maria do Carmo Catanho Pereira de Lyra e Adália Cavalcanti Mergulhão, pelos conselhos, amizade e ensinamentos. Ao pesquisador Paulo Ivan Fernandes Júnior, pela presteza e ajuda no desenvolvimento da tese. Aos estimados colegas bolsistas e estagiários, que muito ajudaram na construção deste trabalho, Pablo Acácio Souza, Andressa Oliveira e Cíntia Gouveia. E ao amigo, colega de doutorado, Aleksandro Ferreira da Silva, pela amizade, suporte e auxílio em várias etapas do trabalho. Aos amigos de pós-graduação, representados por Abraão Cícero da Silva, Adriana Bezerra da Silva, Aglair Cardoso, Bruno Campos Mantovanelli, Carlos Vitor Oliveira Alves, Juscélia Ferreira da Silva, Mayame de Brito Santana, Juliet Emília Santos Souza, Jéssyca Adriana Gomes Florêncio, Leandro Reis, Gerson Moreira Barros, Emanuelle Maria da Silva, Felipe Martins do Rêgo Barros, Jéssica Rafaela de Souza Oliveira, Tiago Santos e Thiago Schlosser. A Sra. Maria do Socorro Santana, secretária do Programa de Pós-Graduação em Ciência do Solo pela cordialidade e presteza. A FACEPE (Fundação de Amparo à Ciência e Tecnologia do Estado de Pernambuco) pela concessão da bolsa de doutorado. Enfim a todos que contribuíram diretamente ou indiretamente para este trabalho e fizeram parte da minha jornada. Muito obrigado! LISTA DE TABELAS Capítulo 01 Tabela 1 - Características gerais dos municípios de Belo Jardim na mesorregião do Agreste e Serra Talhada na mesorregião do Sertão, Semiárido do estado de Pernambuco, Brasil. ............................................................................ 60 Tabela 2 - Análises físicas de amostras de solos coletadas em áreas com diferentes formas de uso da terra no Semiárido de Pernambuco ............................. 62 Tabela 3 - Caracterização química de solos coletados em áreas com diferentes formas de uso da terra no Semiárido de Pernambuco. ........................................ 62 Tabela 4 - Número e biomassa seca de nódulos em mudas de sabiá (Mimosa caesalpiniifolia) e leucena (Leucaena leucocephala) em solos coletados em diferentes sistemas de uso da terra, na região Semiárida brasileira. ....... 65 Tabela 5 - Biomassa seca da parte aérea e de raízes, e nitrogênio acumulado na biomassa aérea de sabiá (Mimosa caesalpiniifolia) e leucena (Leucaena leucocephala) cultivadas em solos coletados sob diferentes sistemas de uso da terra na região Semiárida brasileira. ............................................. 69 Capítulo 02 Tabela 1 - Características gerais dos municípios de Belo Jardim na mesorregião do Agreste e Serra Talhada na mesorregião do Sertão, Semiárido do estado de Pernambuco, Brasil. ............................................................................ 81 Tabela 2 - Análises físicas e classificação textural de amostras de solos coletadas em áreas com diferentes formas de uso da terra no Semiárido de Pernambuco. ................................................................................................................. 84 Tabela 3 - Caracterização química de solos coletados em áreas com diferentes formas de uso da terra no Semiárido de Pernambuco. ........................................ 84 Tabela 4 - Teste de qui-quadrado para as frequências observadas e esperadas para proporção de isolados bacterianos de nódulos de sabiá (Mimosa caesalpiniifolia Benth.) oriundos de diferentes sistemas de uso da terra que amplificaram fragmentos de genes simbióticos. ....................................... 90 Tabela 5 - Teste de qui-quadrado para as frequências observadas e esperadas para proporção de isolados bacterianos de nódulos de leucena (Leucaena leucocephala (Lam.) de Wit) oriundos de diferentes sistemas de uso da terra que amplificaram fragmentos de genes simbióticos. ........................ 91 Tabela 6 - Número de grupos, índices de dominância de Simpson, diversidade de Shannon, riqueza de Margalef e equitabilidade de Pielou de bactérias isoladas de nódulos de sabiá (Mimosa caesalpiniifolia Benth.) e leucena (Leucaena leucocephala (Lam.) de Wit.) cultivadas em amostras de solos provenientes de diferentes sistemas de uso da terra no Semiárido brasileiro ................................................................................................................. 99 Tabela 7 - Resultados da pesquisa de similaridade no GenBank com o programa Blast de 20 isolados de nódulos de sabiá (Mimosa caesalpiniifolia Benth.) cultivados em solos do Semiárido brasileiro sob diferentes usos da terra. ............................................................................................................... 102 Tabela 8 - Resultados da pesquisa de similaridade no GenBank com o programa Blast de 19 isolados de nódulos de leucena (Leucaena leucocephala (Lam.) de Wit.) cultivados em solos do Semiárido brasileiro sob diferentes usos da terra. ....................................................................................................... 103 Capítulo 03 Tabela 1 - Distribuição do número de isolados de acordo com os usos da terra em que foram obtidos. ........................................................................................