Fixação Biológica de N2 por cianobactérias da Península Antártica em sistema de monitoramento contínuo da nitrogenase sob condições ambientais adversas

• Processo: 12/19036-2
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de fevereiro de 2013
• Data de Término da vigência: 31 de janeiro de 2014
• Área de conhecimento: Ciências Agrárias - Agronomia - Ciência do Solo
• Pesquisador responsável: Marli de Fátima Fiore
• Beneficiário: Diego Bonaldo Genuário
• Supervisor: Lucas J. Stal
• Instituição Sede: Centro de Energia Nuclear na Agricultura (CENA). Universidade de São Paulo (USP). Piracicaba , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: Royal Netherlands Institute for Sea Research, Holanda
• Vinculado à bolsa: 10/00321-3 - Diversidade e atividade funcional de cianobactérias do Arquipélago Shetlands do Sul, Continente Antártico, BP.DR
• Assunto(s): Antártica Biodiversidade
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Antártica | aquecimento global | Biodiversidade | Microbiolgia do solo

Resumo

Este plano de pesquisa tem como proposta investigar o papel ecológico das cianobactérias como contribuidoras para a entrada de nitrogênio no ambiente antártico. O objetivo geral é estudar a fixação biológica de nitrogênio nas linhagens de cianobactérias isoladas das Ilhas Rei George e Deception, Antártica, sob condições controladas de luminosidade, temperatura e teores de oxigênio, simulando parâmetros ambientais experimentados por essas linhagens na Antártica e em um cenário de aquecimento global. Até o momento, 65 linhagens de cianobactérias foram isoladas a partir de substratos coletados, como resultado do projeto de doutorado intitulado "Diversidade e atividade funcional de cianobactérias do Arquipélago Shetlands do Sul, Continente Antártico" (Processo FAPESP n.º 2010/00321-3). Desse total, 53 linhagens de cianobactérias foram submetidas aos testes de amplificação por PCR de fragmentos do gene nifH, envolvido na codificação do complexo enzimático da nitrogenase relacionado à fixação biológica de nitrogênio. Dessas, 35 linhagens apresentaram resultado positivo de amplificação e tiveram esse fragmento gênico sequenciado com sucesso. Dentre essas, 24 linhagens pertencem ao grupo das heterocitadas (família Nostocaceae) sabidamente fixadoras de nitrogênio, oito linhagens pertencem ao grupo das homocitadas e três linhagens são unicelulares. A presença desse fragmento gênico nas linhagens não heterocitadas indica o potencial genético das mesmas em realizar da fixação biológica do nitrogênio (FBN), no entanto, sua capacidade fixadora somente será comprovada após os testes de redução de acetileno em condições de baixa concentração de oxigênio, visto que os morfotipos homocitados e unicelulares não apresentam separação espacial entre as células que realizam a fotossíntese e a FBN e, portanto, podem ter a FBN inibida pela liberação de O2 da fotossíntese. Baixas temperaturas e grande amplitude de intensidade luminosa - condições extremas e características do continente Antártico - serão investigadas nas linhagens que apresentaram o gene nifH visto que podem influenciar a atividade do complexo enzimático da nitrogenase e consequentemente as taxas de FBN. Também, será explorado o efeito do aumento de temperatura sobre as taxas de atividade do complexo da nitrogenase nas linhagens mencionadas simulando a resposta da FBN nesses micro-organismos em um cenário do aquecimento global. (AU)