Perfis metagenômicos de comunidades microbianas associadas a cana-de-açúcar sob cultivo orgânico versus convencional e prospecção de microrganismos promotores de crescimento em plantas

• Processo: 17/09008-5
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Data de Início da vigência: 01 de agosto de 2017
• Data de Término da vigência: 31 de janeiro de 2020
• Área do conhecimento: Interdisciplinar
• Pesquisador responsável: Daniel Guariz Pinheiro
• Beneficiário: Daniel Guariz Pinheiro
• Instituição Sede: Faculdade de Ciências Agrárias e Veterinárias (FCAV). Universidade Estadual Paulista (UNESP). Campus de Jaboticabal. Jaboticabal , SP, Brasil
• Pesquisadores associados: Eliana Gertrudes de Macedo Lemos ; Jairo Osvaldo Cazetta ; Lúcia Maria Carareto Alves ; Luciano Takeshi Kishi ; Marcos Antônio Soares ; Maria Inês Tiraboschi Ferro
• Assunto(s): Manejo e tratos culturais Agricultura orgânica Crescimento vegetal Microbiologia agrícola Cana-de-açúcar Metagenoma Sequenciamento de alta performance
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: cana-de-açúcar | cultivo orgânico versus convencional | metagenoma | microrganismos associados a plantas | Saccharum spp | Sequenciamento de DNA de alto rendimento | Bioinformática, Bioquímica e Biologia Molecular

Resumo

Nos últimos anos, a agricultura industrial de cana-de-açúcar tem sido caracterizada por uma intensificação do uso de insumos agrícolas e expansão da monocultura. Por outro lado, há um aumento da demanda por produtos naturais mais saudáveis e sustentáveis. Nesse sentido, o cultivo orgânico tem sido considerado. Contudo, para suprir a demanda esse agroecossistema deve ser também produtivo e isso requer a adoção de práticas de manejo adequadas e que devem ser aprimoradas com maior conhecimento dos processos biogeoquímicos. Dentro desses processos, os microrganismos são os protagonistas, atuando em especial no solo e em associação com as plantas. Dessa forma, propomos a utilização de sequenciamento de DNA de alto rendimento para o estudo das comunidades de microrganismos associados à cana-de-açúcar, a fim de avaliar a diversidade de microrganismos e a estruturação dessa colonização nos tecidos e na rizosfera de plantas sob dois modos de cultivo (orgânico x convencional). Serão sequenciados amplicons (16S e ITS) de amostras da superfície ou no interior das raízes, colmos e folhas. Os dados serão analisados via abordagem de identificação taxonômica e predição de perfis funcionais, necessárias para a avaliação de diversidade e redes de co-ocorrências das Unidades Taxonômicas Operacionais encontradas. Também será realizado sequenciamento dos metagenomas das rizosferas, os quais serão analisados via abordagem de montagem e anotação taxonômica e gênica funcional. Além disso, pretendemos prospectar microrganismos promotores de crescimento em plantas por meio do cultivo de comunidades microbianas e avaliações bioquímicas e experimentais de inoculação em planta modelo (Setaria viridis). Dessa forma, pretendemos expandir o conhecimento a respeito da complexa relação entre microrganismos, planta e ambiente e, com isso, contribuir para o desenvolvimento de soluções para o problema de aumento de rendimento na produção sem prejuízos aos ecossistemas. Esse deve ser o caminho para obter sustentabilidade na agricultura. (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)

CORREA MONEDA, ANA PAULA; LOPES DE CARVALHO, LUCAS AMOROSO; TEHERAN-SIERRA, LUIS GUILLERMO; GONCALVES FUNNICELLI, MICHELLI INACIO; PINHEIRO, DANIEL GUARIZ. Sugarcane cultivation practices modulate rhizosphere microbial community composition and structure. SCIENTIFIC REPORTS, v. 12, n. 1, p. 19-pg., 2022-11-10. (17/09008-5)

LOPES DE CARVALHO, LUCAS AMOROSO; TEHERAN-SIERRA, LUIS GUILLERMO; GONCALVES FUNNICELLI, MICHELLI INACIO; DA SILVA, RAFAEL CORREIA; ZANELI CAMPANARI, MARIA FERNANDA; CORREA DE SOUZA, RAFAEL SOARES; ARRUDA, PAULO; SOARES, MARCOS ANTONIO; PINHEIRO, DANIEL GUARIZ. Farming systems influence the compositional, structural, and functional characteristics of the sugarcane-associated microbiome. MICROBIOLOGICAL RESEARCH, v. 252, NOV 2021. (17/09008-5)

TEHERAN-SIERRA, LUIS GUILLERMO; GONCALVES FUNNICELLI, MICHELLI INACIO; LOPES DE CARVALHO, LUCAS AMOROSO; TIRABOSCHI FERRO, MARIA INES; SOARES, MARCOS ANTONIO; PINHEIRO, DANIEL GUARIZ. Bacterial communities associated with sugarcane under different agricultural management exhibit a diversity of plant growth-promoting traits and evidence of synergistic effect. MICROBIOLOGICAL RESEARCH, v. 247, JUN 2021. (17/09008-5)