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Estudo genômico, fenotípico e molecular da interação entre Burkholderia ambifaria RZ2MS16, uma rizobactéria promotora de crescimento vegetal, e o milho tropical

Processo: 15/01188-9
Linha de fomento:Auxílio à Pesquisa - Regular
Vigência: 01 de fevereiro de 2016 - 31 de janeiro de 2018
Área do conhecimento:Ciências Agrárias - Agronomia - Fitotecnia
Pesquisador responsável:João Lúcio de Azevedo
Beneficiário:João Lúcio de Azevedo
Instituição-sede: Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz (ESALQ). Universidade de São Paulo (USP). Piracicaba , SP, Brasil
Pesq. associados:Gabriel Rodrigues Alves Margarido ; Maria Carolina Quecine Verdi ; Roberto Fritsche Neto
Assunto(s):Genômica funcional  Herdabilidade 

Resumo

Rizobactérias do gênero Burkholderia podem contribuir com a promoção de crescimento vegetal de diversas culturas. Isso ocorre devido à capacidade que algumas linhagens têm em fixar nitrogênio, produzir hormônios vegetais, entre outros. Tais mecanismos potencializam a capacidade de algumas espécies do gênero serem utilizadas comercialmente como bio-fertilizantes, sendo esta, uma alternativa sustentável ao uso de fertilizantes químicos. A linhagem Burkholderia ambifaria RZ2MS16 já demonstrou apresentar previamente efeito expressivo sobre o incremento da biomassa de importantes culturas, entre elas, o milho. Apesar dos seus benefícios para a agricultura, pouco se sabe sobre a natureza molecular dos mecanismos relacionados à promoção de crescimento apresentado por essa bactéria. Além disso, estudos apontam que a simbiose entre bactérias fixadoras de nitrogênio (BFN) e o milho, pode ser otimizada mediante a co-inoculação com rizobatérias promotoras de crescimento de plantas (RPCP). Apesar de promissor, o estudo molecular da interação RPCP-hospedeiro, bem como da utilização de BFN, como a bactéria Azospirillum brasilense, em associação com RPCPs são aspectos ainda pouco investigados no Brasil. Outro fator pouco estudado é a herança genética dos alelos do hospedeiro relacionados à simbiose bacteriana, a qual pode ser muito específica (estirpe x cultivar), e a resposta dos mesmos aos nutrientes que o microrganismo pode oferecer. Assim, há uma enorme necessidade de integrar programas de melhoramento genético de plantas ao estudo molecular da interação microrganismo-planta para a utilização eficiente de bio-fertilizantes. Diante do exposto, visando uma abordagem holística do sistema bactérias promotoras de crescimento - planta os objetivos são: i) o entendimento, em nível genômico, dos mecanismos que permitem que a rizobactéria B. ambifaria RZ2MS16 atue como promotora de crescimento em plantas de milho. Para isso, será realizado o estudo do genoma da mesma e, por meio da técnica de mutagênese sítio dirigida será investigado o papel dos genes potencialmente relacionados à capacidade de promover o crescimento vegetal e a sua interação com o hospedeiro. Em paralelo, a partir da transcriptômica, será investigada a interação molecular entre a linhagem de B. ambifaria (RZ2MS16), A. brasilense (Ab-v5) e híbridos de milho tropical; ii) identificar o controle genético e SNPs associados a interação do milho com essas bactérias co-inoculadas. Para isso, um dialelo completo entre linhagens de milho tropical contrastantes quanto a eficiência no uso de nitrogênio será avaliado à campo e em casa de vegetação, com e sem inoculação bacteriana e em alta e baixa disponibilidade de N no solo. Os dados fenotípicos serão analisados por meio de equações de modelos mistos. Para a identificação dos SNPs, em desequilíbrio de ligação caracteres de interesse, os dados moleculares e fenotípicos, serão analisados via Associação Genômica (GWAS). (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)
VIDOTTI, MIRIAM SUZANE; MATIAS, FILIPE INACIO; ALVES, FILIPE COUTO; PEREZ-RODRIGUEZ, PAULINO; ALVARADO BELTRAN, GREGORIO; BURGUENO, JUAN; CROSSA, JOSE; FRITSCHE-NETO, ROBERTO. Maize responsiveness to Azospirillum brasilense: Insights into genetic control, heterosis and genomic prediction. PLoS One, v. 14, n. 6 JUN 7 2019. Citações Web of Science: 0.
BATISTA, BRUNA DURANTE; LACAVA, PAULO TEIXEIRA; FERRARI, ANDREA; TEIXEIRA-SILVA, NATALIA SOUSA; BONATELLI, MARIA LETICIA; TSUI, SARINA; MONDIN, MATEUS; KITAJIMA, ELLIOT WATANABE; PEREIRA, JOSE ODAIR; AZEVEDO, JOAO LUDO; QUECINE, MARIA CAROLINA. Screening of tropically derived, multi-trait plant growth- promoting rhizobacteria and evaluation of corn and soybean colonization ability. MICROBIOLOGICAL RESEARCH, v. 206, p. 33-42, 2018. Citações Web of Science: 5.
BATISTA, BRUNA DURANTE; TANIGUTI, LUCAS MITSUO; MONTEIRO-VITORELLO, CLAUDIA BARROS; AZEVEDO, JOAO LUCIO; QUECINE, MARIA CAROLINA. Draft Genome Sequence of Burkholderia ambifaria RZ2MS16, a Plant Growth-Promoting Rhizobacterium Isolated from Guarana, a Tropical Plant. MICROBIOLOGY RESOURCE ANNOUNCEMENTS, v. 4, n. 2 MAR-APR 2016. Citações Web of Science: 0.

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