Processamento de substratos por formigas Attini: dinâmica e cooperação metabólica com micro-organismos

• Processo: 14/25507-3
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Vigência: 01 de julho de 2015 - 30 de junho de 2017
• Área do conhecimento: Ciências Biológicas - Genética - Genética Molecular e de Microorganismos
• Pesquisador responsável: Mauricio Bacci Junior
• Beneficiário: Mauricio Bacci Junior
• Instituição Sede: Instituto de Biociências (IB). Universidade Estadual Paulista (UNESP). Campus de Rio Claro. Rio Claro , SP, Brasil
• Assunto(s): Evolução molecular Genômica Polissacarídeos Formigas Mutualismo (biologia)
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: coevolução | Formiga Attini | Genômica de nova geração | mutualismo | polissacarídeos | Evolução Molecular

Resumo

A quantidade de biomassa vegetal processada pelas formigas Attini é comparável àquela consumida pela pecuária ou produzida pela agricultura dos seres humanos. A altíssima capacidade de conversão de biomassa vegetal em biomassa animal é o resultado de 50 milhões de anos de coevolução das formigas com micro-organismos que digerem a matéria vegetal. Os principais micro-organismos envolvidos com esta digestão são fungos basidiomicetos mutualistas cultivados pelas formigas em diversos substratos trazidos para os ninhos. Este cultivo é conhecido como "jardim de fungo", embora outros micro-organismos também possam degradar substratos nos jardins. O presente projeto de pesquisa irá reconstruir os passos evolutivos que resultaram na alta capacidade de transferir carbonos desde a matéria vegetal até as formigas, envolvendo a degradação de polissacarídeos vegetais. Para tanto, a coleta de substratos pelas formigas e a degradação desses substratos nos jardins de fungos serão caracterizadas em formigas Attini primitivas, intermediárias ou derivadas. Esta caracterização inclui a análise de atividade de despolimerases e da concentração de metabólitos dos polissacarídeos vegetais, bem como de quantificação de biomassa e de velocidade de crescimento microbianos nos jardins de fungos. Além disso, a transcriptômica de nova geração será utilizada para identificar os genes microbianos envolvidos com as vias degradando polissacarídeos nos jardins de fungos. Os resultados obtidos poderão subsidiar processos biotecnológicos que visam degradar biomassa vegetal e também revelar enzimas chaves para a nutrição das formigas, que poderão ser utilizadas como alvos moleculares para o controle de Attini pragas agrícolas. (AU)

Publicações científicas

(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

RABELING, C.; MESSER, S.; LACAU, S.; DO NASCIMENTO, I. C.; BACCI, JR., M.; DELABIE, J. H. C.. Acromyrmex fowleri: a new inquiline social parasite species of leaf-cutting ants from South America, with a discussion of social parasite biogeography in the Neotropical region. Insectes Sociaux, v. 66, n. 3, p. 435-451, AUG 2019. (14/25507-3, 11/50226-0)

MUELLER, ULRICH G.; KARDISH, MELISSA R.; ISHAK, HEATHER D.; WRIGHT, APRIL M.; SOLOMON, SCOTT E.; BRUSCHI, SOFIA M.; CARLSON, ALEXIS L.; BACCI, JR., MAURICIO. Phylogenetic patterns of ant-fungus associations indicate that farming strategies, not only a superior fungal cultivar, explain the ecological success of leafcutter ants. Molecular Ecology, v. 27, n. 10, p. 2414-2434, MAY 2018. (14/25507-3, 03/08112-0)