Quais são as características das plantas e os fatores ambientais que impulsionam a evolução das leguminosas superfixadoras de nitrogênio?

• Processo: 24/16735-4
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Data de Início da vigência: 01 de fevereiro de 2025
• Data de Término da vigência: 31 de janeiro de 2030
• Área do conhecimento: Ciências Biológicas - Botânica - Fisiologia Vegetal
• Pesquisador responsável: Anselmo Nogueira
• Beneficiário: Anselmo Nogueira
• Instituição Sede: Centro de Ciências Naturais e Humanas (CCNH). Universidade Federal do ABC (UFABC). Ministério da Educação (Brasil). Santo André , SP, Brasil
• Pesquisadores associados: Alexandre Rizzo Zuntini ; Amanda Vieira da Silva ; Asmamaw Tesfaw Belay ; Caian Souza Gerolamo ; Célio Fernando Figueiredo Angolini ; Danilo da Cruz Centeno ; Eduardo Gross ; Eduardo Koerich Nery ; Euan Kevin James ; Flavia Fonseca Pezzini ; Italo Antonio Cotta Coutinho ; Joel Klein ; Juliana Gastaldello Rando ; Laura Carolina Leal de Sousa ; Luana de Souza Prochazka ; Rafaela Jorge Trad
• Assunto(s): Ciclo do carbono Ciclo do nitrogênio Diversificação Fixação de nitrogênio Funcionalidade Mutualismo
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Ciclo do Carbono | Ciclo do nitrogênio | Diversificação | fixação de nitrogênio | funcionalidade | mutualismos | Biologia evolutiva, ecologia e fisiologia vegetal

Resumo

O nitrogênio (N) é essencial para a vida, com o N2 atmosférico sendo convertido em amônia por bactérias em um processo chamado fixação biológica de nitrogênio (FBN), principalmente nas leguminosas. Esse mutualismo nutricional ocorre em nódulos de raízes abaixo do solo, aumentando a disponibilidade de nitrogênio do ecossistema e o crescimento das culturas. No entanto, o resultado dos mutualismos planta-bactéria fixadora de nitrogênio varia espacial e temporalmente, influenciado por fatores ambientais e características dos parceiros comumente associados a estratégias facultativas em regiões tropicais. Os benefícios desses mutualismos dependem de luz, água e nutrientes do solo, com modelos matemáticos e estudos empíricos apoiando que a maior nodulação nas raízes é determinada por maior disponibilidade de luz e menor de nitrogênio no solo. Entender essas dinâmicas em escalas ecológicas e evolutivas é crucial para prever parcerias e condições ideais. No entanto, lacunas de conhecimento sobre a importância do mutualismo para as plantas e características funcionais associadas dificultam esses estudos. Para abordar essas lacunas, pretendemos investigar a evolução das leguminosas fixadoras de nitrogênio, com foco em nichos ambientais e impacto das características das plantas na eficiência da FBN. Usaremos a linhagem de Chamaecrista (Leguminosae) como um modelo de planta para estudar a interação planta-rizóbio e a evolução da BNF. O projeto envolve a construção de um banco de dados de características funcionais de leguminosas ligadas à BNF no Cerrado, estudando a evolução fenotípica da fixação de nitrogênio no gênero rico em espécies e conduzindo experimentos com linhagens de rizóbios dessas espécies nativas de leguminosas. Nossa hipótese é que certas linhagens de leguminosas desenvolveram capacidade aprimorada de fixação de nitrogênio ligada a características e condições ambientais específicas. Entender essas dinâmicas ajudará a identificar fixadores de nitrogênio excepcionais e acessar recursos genéticos para enriquecimento do solo e manejo do ecossistema, especialmente no Cerrado. (AU)