Pantoea ananatis is the causal agent of maize white spot, a foliar disease responsible for significant maize yield reduction worldwide, especially in Brazil. In general, the maize foliar diseases control involves the adoption of resistant genotypes and pesticides application. However, the use of agrochemicals can significantly cause increase production costs, damage to human health and negative environmental impacts. In this sense, the use of biological control agents has been considered among the most promising eco-friendly technologies for sustainable agriculture. Actinobacteria, particularly of Streptomyces genus, has been widely recognized as agroindustrially important microorganism due to its potential in producing diverse range of secondary metabolites, including antibiotics and enzymes. Thus, the aim of this work is to characterize and to evaluate the potential of soil actinobacteria for P. ananatis control. We observed that 59 actinobacteria strains (85%) exhibited proteolytic or chitinolytic activity. Only the strains Streptomyces pseudovenezuelae ACSL 470, that also exhibited high proteolytic activity, S. novaecaesareae ACSL 432 and S. laculatispora ACP 35 demonstrated high or moderate antagonist activity in vitro against P. ananatis. Temporal analysis of metabolites produced by these strains growth in different liquid media indicated greater antibacterial activity at 72 h. In this condition, chromatographic and mass spectrometry analysis revealed that S. pseudovenezuelae ACSL 470 strain produced neomycin, an aminoglycoside antibiotic that displayed high bactericidal activity in vitro against P. ananatis. This is the first report of actinobacteria acting as potential microbial antagonists for P. ananatis control. Further studies are needed to determine the control efficacy of maize white spot disease by Streptomyces strains or their metabolites in greenhouse and field conditions.

The mycotoxigenic fungus Fusarium verticillioides is the primary maize pathogen and causes the maize stalk and ear rot diseases with significant economic losses. Furthermore, the excessive use of fungicides to control F. verticillioides constitutes threats to the environment and human health. Thus, sustainable alternatives such as biological control are needed to minimize the hazards associated with the current method. Although much is known about the vulnerability of the maize silks as a gateway for several fungal pathogens invading the developing grains, studies on the chemical properties of silk extracts and their resident microbiota are scarce. This study isolated and characterized bacteria and fungi that colonize the maize stigma to assess new potential biocontrol agents. The samples were collected from maize fields in the Brazilian localities of Sete Lagoas-MG, Sidrolândia-MS, Sertaneja-PR, and Goiânia-GO. One hundred sixty-seven microorganisms were isolated, 46% endophytic and 54% epiphytic. First, the antagonist activity was evaluated by the agar disc diffusion method performed in triplicate, and 83% of the isolates showed antagonist activity against F. verticillioides. Then, the 42 most efficient isolates were identified based on the partial sequencing of the bacterial 16S rRNA gene and fungi ITS region. The bacteria belong to the genera Bacillus (57.1%), Burkholderia (23.8%), Achromobacter (7.1%), Pseudomonas (2.4%), and Serratia (2.4%), while the fungi are Penicillium (2.4%), Candida (2.4), and Aspergillus (2.4%). The results showed that microorganisms from maize stigma might represent new promising agents for F. verticillioides control.

The aphid Melanaphis sorghi (Theobald) (Hemiptera: Aphididae), which infest the sorghum crop, has been an economically important pest which have been causing severe damage to sorghum crops in Brazil since 2019. These species have been observed mainly at the end of vegetative stage and beginning of reproductive stage of plants. Their high reproductive rate on sorghum raises concerns about these pests. Therefore, the present study aimed to estimate the life expectancy and fertility tables of Melanaphis sorghi fed on 15 hybrids of grain sorghum, in order to know the resistance characteristics of these materials and understand how plant resistance can help manage this insect. This study was carried out in a laboratory at 26±2 ºC and 60±10% R.H (relative humidity). Fifty insects were kept in each hybrid, each insect was considered one repetition. According to biological parameters and fertility life table, hybrids BRS373, DKB590 and 50A10 were less suitable for the sugarcane aphid multiplication. Thus, these hybrids could be useful to manage this pest, since the population growth speed is one of the worst problems for the implementation of cropping systems. Genotypes AG1090, MSK327 and XGN1305 favored the development of this pest and, when chosen within a cropping system, other management strategies should be considered.

Phosphorus is an essential nutrient for plant growth and development. The ability of plants to acquire phosphate (Pi) from the rhizosphere soil is critical in the Brazilian Cerrado characterized by acidic soil. The induction of Pi transporters is one of the earliest molecular responses to Pi deficiency in plants. In this study, we characterize the transcriptional regulation of six (ZmPT1 to ZmPT6) high-affinity Pi transporters genes in four Pi-efficient and four Pi-inefficient maize (Zea mays) genotypes. The expression analysis indicated that Pi-starvation induced the transcription of all ZmPT genes tested. The abundance of transcripts was inversely related to Pi concentration in nutrient solution and was observed as early as five days following the Pi deprivation. The Pi-starved plants replenished with 250 µM Pi for four to five days resulted in ZmPT suppression, indicating the Pi role in gene expression. The tissue-specific expression analysis revealed the abundance of ZmPT transcripts in roots and shoots. The six maize Pi transporters were primarily detected in the upper and middle root portions and barely expressed in root tips. The expression profiles of the six ZmPTs phosphate transporters between and among Pi-efficient and Pi-inefficient genotypes showed an absence of significant differences in the expression pattern of the ZmPTs among Pi-efficient and Pi-inefficient genotypes. The results suggested that Pi acquisition efficiency is a complex trait determined by quantitative loci in maize.

Organo-mineral fertilizers supplemented with biological additives are an alternative to chemical fertilizers. In this study, thermoresistant microorganisms from composting mass were isolated by two-step procedures. First, samples taken at different time points and temperatures (33 days at 52 ºC, 60 days at 63 ºC, and over 365 days at 26 ºC) were pre-incubated at 80 oC for 30 minutes. Second, the microbial selection by in vitro culture-based methods and heat shock at 60 oC and 100 oC for 2h and 4h. Forty-one isolates were able to grow at 60 °C for 4h; twenty-seven at 100 °C for 2h, and two at 100 °C for 4h. The molecular identification by partial sequencing of the 16S ribosomal gene using universal primers revealed that thirty-five isolates were from eight Bacillus species, one Brevibacillus borstelensis, three Streptomyces thermogriseus, and two fungi (Thermomyces lanuginosus and T. dupontii). Data from amylase, phytase, and cellulase activity assays and the enzymatic index (EI) showed that 38 of 41 thermo-resistant isolates produce at least one enzyme. For amylase activity, the highest EI value was observed in Bacillus licheniformis (isolate 21C2, EI= 4.11), followed by Brevibacillus borstelensis (isolate 6C2, EI= 3.66), Bacillus cereus (isolate 18C2, EI= 3.52), and Bacillus paralicheniformis (isolate 20C2, EI= 3.34). For phytase, the highest EI values were observed for Bacillus cereus (isolate 18C2, EI= 2.30) and Bacillus licheniformis (isolate 3C1, EI= 2.15). Concerning cellulose production, B. altitudinis (isolate 6C1) was the most efficient (EI= 6.40), followed by three Bacillus subtilis (isolates 9C1, 16C2, and 19C2) with EI values of 5.66, 5.84, and 5.88, respectively, and one B. pumilus (isolate 27C2, EI= 5.78). The selected microorganisms are potentially useful as a biological additive in organo-mineral fertilizers and other biotechnological processes.

O Brasil tem destaque na area plantada e na producao de milho e soja, que se concentra na regiao dos Cerrados, onde os solos sao predominantemente acidos, pobres em nutrientes, com enfase no fosforo (P). A equipe da Embrapa Milho e Sorgo vem pesquisando e selecionando microrganismos solubilizadores de fosfato ha quase 20 anos. Resultados destes anos de pesquisa culminaram com o desenvolvimento do produto comercial BiomaPhos®. Este trabalho teve como objetivo a realizacao de uma analise da viabilidade tecnica e economica da aplicacao do BiomaPhos® no rendimento das culturas do milho e soja em diferentes regioes produtoras do Pais, para fins de recomendacao agricola e expansao de seu uso. Os experimentos foram conduzidos em areas de producao comercial de milho e soja nos estados da Bahia, Mato Grosso, Mato Grosso do Sul, Goias, Minas Gerais, Parana, Santa Catarina e Rio Grande do Sul. Para a cultura do milho, em todos os locais a producao de graos foi maior nas areas inoculadas. Considerando todos os locais de avaliacao, o ganho medio de producao foi de 8,6% e media de 11,9 sacas/ha, e o custo medio da aplicacao foi 1,7 sc/ ha de milho. Para a cultura da soja, em todas as lavouras, a producao foi maior na area inoculada. Considerando todos os locais de avaliacao, o ganho medio foi de 6,3% e os ganhos medios foram de 4,3 sacas/ha. O custo medio da aplicacao do inoculante foi 0,7 sc/ha de soja. A aplicacao do inoculante BiomaPhos® na dose 100 mL/ha na semente resultou em ganhos significativos de producao nas culturas do milho e da soja. Os ganhos medios com a aplicacao do produto foram 7 e 6,1 vezes o custo de aplicacao, no milho e na soja, respectivamente. A publicacao representa uma contribuicao para atingir a meta ODS 12, que visa garantir sistemas sustentaveis de producao de alimentos e implementar praticas agricolas resilientes, que aumentem a produtividade e a producao, que ajudem a manter os ecossistemas, que fortalecam a capacidade de adaptacao as mudancas climaticas, as condicoes meteorologicas extremas, secas, inundacoes e outros desastres, e que melhorem progressivamente a qualidade da terra e do solo.

O objetivo desse trabalho foi avaliar o efeito da inoculacao com as cepas Bacillus subtilis B2084 e B. megaterium B119, aplicadas isoladamente ou em mistura (BiomaPhos®), na produtividade de graos de milho em condicoes de campo. O BiomaPhos e um produto que contem a tecnologia Embrapa de aumentar a eficiencia de uso do fosforo por microrganismos para as plantas, o que pode resultar em menores doses de fertilizante e, consequentemente, menos dispendio de energia na producao e no transporte. Alem disso, aumentando a produtividade das culturas, diminui a pressao sobre novas areas e aumenta a sustentabilidade dos atuais sistemas de producao.

A presente publicacao enfoca a tecnologia de manejo da fertilidade do solo como ponto de partida para a superacao dos fatores limitantes ao desenvolvimento da agropecuaria em areas com menor aptidao por causa de restricoes edafoclimaticas. Tendo como base um estudo de caso envolvendo niveis de investimento tecnologico na conversao de pastagem degradada em sistema intensificado de Integracao Lavoura-Pecuaria-Floresta (ILPF), descreve-se um passo a passo ilustrado das praticas de correcao da acidez do solo e de adubacoes corretivas e de manutencao. Na sequencia, sao reportadas as alteracoes e a evolucao da fertilidade do solo decorrentes destas intervencoes. Sao enfocados, ainda, os resultados de algumas caracteristicas relacionadas ao vigor vegetativo da pastagem, em resposta ao investimento tecnologico no sistema ILPF. Os resultados deste trabalho de construcao e conservacao da fertilidade, conduzido nas condicoes do Cerrado central de Minas Gerais, ilustram os desafios enfrentados pelo produtor, especialmente o pecuarista, na tomada de decisao sobre ate que ponto se deve investir na melhoria da qualidade do solo para a formacao ou recuperacao de pastagens. Mas o principal objetivo aqui e apresentar indicadores que demonstram como o potencial produtivo de um sistema de pastagem pode ser ampliado, na medida em que se consegue melhorar gradativamente o suprimento de nutrientes e as condicoes para o desenvolvimento vegetal, adaptando uma modalidade de ILPF de acordo com a oferta ambiental e os recursos disponiveis na propriedade.Como o proprio titulo da publicacao destaca, o manejo sustentavel no uso da terra se inicia com a adequacao de sua fertilidade quimica, principal limitacao nas areas de Cerrado. A superacao dessa limitacao e imprescindivel para viabilizar a intensificacao produtiva e alcancar melhores condicoes de convivencia com a seca em locais com periodos mais severos de deficit hidrico, tal como ocorre na regiao Centro-Norte de Minas Gerais, ou, ainda, em decorrencia de futuros das mudancas do clima. A construcao da fertilidade tambem e pre-requisito para a reversao da degradacao do solo, a exemplo da possibilidade de conversao de areas pastagens degradadas em ambientes de alto potencial para lavouras, pastagens e/ou florestas. Todos esses aspectos estao relacionados ao alcance de Objetivos de Desenvolvimento Sustentavel (ODS), estabelecidos pela Organizacao das Nacoes Unidas - ONU, voltados a seguranca alimentar, ao desenvolvimento economico e social com meios de producao agropecuaria sustentavel, ao enfrentamento das mudancas climaticas e a mitigacao de processos que levam a degradacao dos ambientes rurais. Assim, o presente trabalho contribui para o atendimento dos ODS 2. Acabar com a fome, alcancar a seguranca alimentar e melhoria da nutricao e promover a agricultura sustentavel; ODS 8. Promover o crescimento economico sustentado, inclusivo e sustentavel, emprego pleno e produtivo e trabalho decente para todos; ODS 12. Assegurar padroes de producao e de consumo sustentaveis; ODS 13. Tomar medidas urgentes para combater a mudanca do clima e seus impactos e ODS 15. Proteger, recuperar e promover o uso sustentavel dos ecossistemas terrestres, gerir de forma sustentavel as florestas, combater a desertificacao, deter e reverter a degradacao da terra e deter a perda de biodiversidade.

No mes de novembro de 2017, foi iniciado um projeto de pesquisa entre a Embrapa e a Fazenda Trijuncao, com previsao de trabalho em parceria por cinco anos de duracao. Dentre as acoes do projeto Trijuncao, cujo slogan e ?Solos arenosos vivos, intensificacao sustentavel e ambiente saudavel?, foi realizada uma caracterizacao inicial dos solos da Fazenda Santa Luzia, localizada no Sudoeste baiano, municipio de Cocos-BA, e pertencente a matricula principal Fazenda Trijuncao, com sede no municipio de Jaborandi-BA (Figura 1). Para isso, houve descricao, coleta, classificacao e medicao de resistencia a penetracao com penetrometro eletronico de perfis de solo nas areas de producao agropecuaria (talhoes comerciais) e em areas de referencia, solo de Cerrado com vegetacao nativa. Alem disso, houve avaliacao do solo com georadar ? GPR em transectos nos lotes 3 A e 3 D (area experimental do Projeto Trijuncao) e a coleta de grade amostral de 65 pontos nas profundidades de 0-20 e 20-40 cm nos lotes citados para caracterizacao fisica, quimica e microbiologica do solo. Assim, nesta Serie Documentos serao apresentados os dados da caracterizacao quimica, fisica e microbiologica realizada em grade amostral nos lotes 3 A e 3 D. Posteriormente, novos trabalhos serao publicados a fim de apresentar as demais avaliacoes realizadas nos talhoes comerciais e areas de referencia do Projeto Trijuncao.

Secondary metabolites produced by Actinobacteria of tropical soils represent a largely understudied source of novel molecules with relevant application in medicine, pharmaceutical and food industries, agriculture, and environmental bioremediation. The present study aimed to characterize sixty-nine Actinobacteria isolated from compost and tropical soils using morphological, biochemical, and molecular methods. All the isolates showed high variation for morphological traits considering the color of pigments of the aerial and vegetative mycelium and spore chain morphology. The enzymatic activity of amylase, cellulase, and lipase was highly variable. The amylase activity was detected in 53 (76.81%) isolates. Eighteen isolates showed enzymatic index (EI) > 4.0, and the isolates ACJ 45 (Streptomyces curacoi) and ACSL 6 (S. hygroscopicus) showed the highest EI values (6.44 and 6.42, respectively). The cellulase activity varied significantly (P ≤ 0.05) among the isolates. Twenty-nine isolates (42.02%) showed high cellulase activity, and the isolates ACJ 48 (S. chiangmaiensis) and ACJ 53 (S. cyslabdanicus) showed the highest EI values (6.56 for both isolates). The lipase activity varied statistically (P ≤ 0.05) with fourteen isolates (20.29%) considered good lipase producers (EI > 2.0). The isolate ACSL 6 (S. hygroscopicus) showed the highest EI value of 2.60. Molecular analysis of partial 16S rRNA gene sequencing revealed the existence of 49 species, being 38 species with only one representative member and 11 species represented by one or more strains. All species belonged to three genera, namely Streptomyces (82.61%), Amycolatopsis (7.25%), and Kitasatospora (10.14%). The present results showed the high biotechnological potential of different Actinobacteria from tropical soils.

In the present study, we demonstrated the in vitro activity of endophytic phosphate-solubilizing bacteria (PSB). Fifty-five endophytic PSB that were isolated from sap, leaves, and roots of maize were tested for their ability to solubilize tricalcium phosphate and produce organic acid. Partial sequencing of the 16S rRNA-encoding gene showed that the isolates were from the genus Bacillus and different species of Enterobacteriaceae. The phosphate solubilization index on solid medium and phosphate solubilization in liquid medium varied significantly among the isolates. There was a statistically significant difference (P ≤ 0.05) for both, the values of phosphate-solubilizing activity and pH of the growth medium, among the isolates. Pearson correlation was statistically significant (P ≤ 0.05) between P-solubilization and pH (R = -0.38), and between the gluconic acid production and the lowering of the pH of the liquid medium at 6 (R = 0.28) and 9 days (R = 0.39). Gluconic acid production was prevalent in all the PSB studied, and Bacillus species were most efficient in solubilizing phosphate. This is the first report on the characterization of bacterial endophytes from maize and their use as potential biofertilizers. In addition, this may provide an alternative strategy for improving the phosphorus acquisition efficiency of crop plants in tropical soils.

A utilização de fertilizantes organominerais enriquecidos com microrganismos solubilizadores de potássio (MSK) se mostra uma alternativa promissora para reduzir o uso de fertilizantes químicos na agricultura. No entanto, há poucas informações a respeito dos efeitos desses fertilizantes na qualidade biológica do solo e ciclagem de nutrientes. O objetivo desse trabalho foi avaliar o efeito da adubação com fertilizantes organominerais e MSK na biologia de um solo cultivado com milheto, pela determinação das atividades de enzimas envolvidas na ciclagem de fósforo (fosfatase ácida e alcalina) e nitrogênio (urease e arginase), ambas indicadoras da qualidade do solo. O experimento foi conduzido em casa de vegetação em vasos contendo 3 kg de solo proveniente de cerrado com 20 tratamentos, quatro repetições e delineamento inteiramente casualizado. Os tratamentos consistiram de adubação com fertilizantes granulados, produzidos com cama-de-frango (42,5%), rocha fonolito (50%) e inoculados ou não com microrganismos. Na inoculação foram utilizados quatro MSK (F76, B30, F56 e F04) pertencentes à Coleção de Microrganismos da Embrapa Milho e Sorgo. Os controles consistiram de tratamentos com cloreto de potássio (KCl) e sem adubação. As análises das enzimas foram feitas segundo metodologias colorimétricas em amostras de solo coletadas após 45 dias da semeadura, durante três cultivos sucessivos. Os dados foram submetidos à análise de variância (ANOVA) e as médias comparadas pelo teste de ScottKnott (p≤0,05). Considerando as médias gerais dos tratamentos, os resultados mostraram que para todas as enzimas, as maiores atividades foram observadas no terceiro cultivo. No entanto, não houve diferença estatística entre o primeiro e o último cultivo para a atividade da fosfatase ácida e entre o segundo e terceiro cultivo para atividade da arginase. Em relação aos fertilizantes inoculados, foi observado que em geral não houve efeito dos microrganismos inoculados no fertilizante sobre a atividade enzimática no solo, exceto para a fosfatase alcalina no terceiro cultivo, que apresentou maior atividade quando o solo foi adubado com fertilizante contendo o F04. A inoculação com F04 aumentou atividade da fosfatase alcalina que foi estatisticamente igual ao solo que recebeu adubação com KCl. Para a urease, considerando a média geral dos cultivos, nos tratamentos que não continham a rocha fonolito a atividade foi maior, indicando possível influência dessa rocha na atividade dessa enzima.

O objetivo deste trabalho foi avaliar a presenca de MSP em formulacoes de fertilizantes granulados produzidos a partir de fosfato natural e/ou cama de frango e enriquecidas com estirpes bacterianas com potencial de mineralizacao e solubilizacao de P, apos um periodo de armazenamento de seis meses, com a finalidade de avaliar o potencial dessas estirpes para a producao de fertilizantes organominerais granulados.

This work presents indicators to assess the conservation status of forest patches in fragmented landscapes. However, how can we evaluate the conservation status of forest patches in order to compare it to a hypothetical situation of well-preserved vegetation without human disturbance? It is possible to measure some ecological processes, like nutrient cycling, canopy, edaphic, topographic and hydrological parameters, as well as landscape attributes, and associate them to conservation status. When the attributes of original well-preserved forest are unknown because they are seldom found, it is possible to compare patches by assessing the variability of their attributes. To this end, parameters related to canopy, soil, topography and landscape were analyzed to establish indicators and their integrated analysis was developed to assess the conservation status of forest patches and identify possible causes of shortcomings or obstacles to reach the conservation status. The study area is located in a Semidecidual Forest region, in Brazil. The methodology was developed considering plots distributed in sites within forest patches. The results allowed the identification of patches in different conditions of conservation and provided information of the factors that contribute to this status, in order to help guide and select the most appropriate measures to mitigate degradation and identify forest conservation strategies.