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Dissertação de Mestrado
DOI
10.11606/D.11.2014.tde-21032014-104600
Documento
Autor
Nome completo
Clederson Ferreira
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
Piracicaba, 2014
Orientador
Banca examinadora
Mendes, Rodrigo (Presidente)
Andreote, Fernando Dini
Kavamura, Vanessa Nessner
Título em português
Dinâmica do microbioma da rizosfera de mandacaru na Caatinga
Palavras-chave em português
Caatinga
Comunidade bacteriana
Metagenoma
Rizosfera
Resumo em português
O atual cenário mundial das mudanças climáticas, somado ao aquecimento global e ao aumento das áreas em processo de desertificação tem impactado diretamente nos padrões de produção agrícola. A Caatinga é um bioma que só ocorre no Brasil e possui um clima semiárido, quente e de baixa pluviosidade, sendo que na estação seca a temperatura do solo pode chegar até 60ºC. A Caatinga apresenta uma grande riqueza de ambientes e espécies, e boa parte dessa diversidade não é encontrada em nenhum outro bioma. Uma característica muito peculiar da Caatinga é a existência de duas estações bem contrastantes durante o ano, o inverno caracterizado por ser a estação da chuva e o verão a época da seca. A vegetação é composta por Euforbiáceas, Bromeliáceas e Cactáceas, dentre as quais destacam-se o Cereus jamacaru (mandacaru), Pilosocereus gounellei (xique-xique) e Melocactus sp. (cabeça-de-frade). O mandacaru planta que sobrevive às altas temperaturas e baixa disponibilidade de água da Caatinga possui adaptações morfológicas estruturais que contribuem para a sobrevivência da mesma. Além dessas adaptações a comunidade microbiana da rizosfera foi estudada para descobrir quais micro-organismos presentes nesse ambiente auxiliam na manutenção do hospedeiro frente a essas condições adversas. Assim como, quais grupos e funções são mais abundantes nessas condições. Nesse estudo foi feito o sequenciamento parcial do gene 16S rRNA e do DNA total da rizosfera de mandacaru. A comunidade bacteriana foi bem representada pelos filos Actinobacteria, Proteobacteria e Acidobacteria, sendo que o filo Actinobacteria foi mais abundante na seca de acordo com o sequenciamento metagenômico e o filo Acidobacteria foi mais abundante no período de chuva. Em geral o sequenciamento do gene 16S rRNA, indicou que Actinobacteria e Proteobacteria são os filos mais abundantes e os genes relacionados às funções de resistência a doenças foram mais abundantes na estação seca, enquanto genes relacionados ao metabolismo do nitrogênio foram mais abundantes durante o período chuvoso, revelando assim, um pouco do potencial que o microbioma da rizosfera de mandacaru possui para auxiliar a planta hospedeira.
Título em inglês
Dynamics of mandacaru rhizosphere microbiome in the Caatinga
Palavras-chave em inglês
Bacterial community
Caatinga
Metagenome
Rhizosphere
Resumo em inglês
The present world scenario of climate change, global warming and the increase in areas undergoing desertification, have directly impacted on current patterns of agricultural crop production. The Caatinga is a specific Brazilian biome because of its semi-arid climate, hot and low rainfall, and the temperature that reaches the 60°C in the dry season. The Caatinga has a huge biodiversity and much of its diversity is not found in any other biome. A peculiar characteristic of the Caatinga biome is the occurrence of two very contrasting seasons during the year, the winter which is characterized by a rainy season and summer the dry season. The vegetation is composed by Euphorbiaceae , Bromeliaceae and Cactaceae, represented by Cereus jamacaru (Mandacaru) Pilosocereus gounellei (xique-xique) and Melocactus sp. (head-to-brother). Mandacaru is the plant that can survive through the specifics climate conditions of the Caatinga biome such as high temperatures and low water availability and this is probably due to some structural and morphological adaptations that contribute to its survival. Therefore, we assessed which microorganisms are associated with the plant rhizosphere, and which microbial groups contribute to the maintenance of the host throughout these adverse conditions. Also, we identified which are the most abundant microbial groups in these conditions and which microbial functions are more abundant in both evaluated seasons. Thus the present study assessed the mandacaru rhizosphere microbiome through a partial 16S rRNA gene sequencing and metagenomic sequencing. The bacterial community was well represented by the phyla Actinobacteria, Proteobacteria and Acidobacteria. The Actinobacteria was the most abundant microbial phyla in the dry season according to shotgun sequencing while the Acidobacteria was the most abundant microbial phyla in the rainy season. Overall, the 16S rRNA sequencing indicated that Actinobacteria and Proteobacteria were the most abundant groups and additionally, and genes related to disease resistance functions were more abundant in the dry season. Genes related to nitrogen metabolism were more abundant during the rainy season revealing some of the potential traits that the mandacaru can explore from its microbiome.
 
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Data de Publicação
2014-03-31
 
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