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Microbioma da rizosfera de feijão resistente ao patógeno de solo Fusarium oxysporum

Processo: 14/03217-3
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
Vigência (Início): 01 de junho de 2014
Vigência (Término): 31 de maio de 2018
Área do conhecimento:Ciências Agrárias - Agronomia - Ciência do Solo
Pesquisador responsável:Tsai Siu Mui
Beneficiário:Lucas William Mendes
Instituição-sede: Centro de Energia Nuclear na Agricultura (CENA). Universidade de São Paulo (USP). Piracicaba , SP, Brasil
Bolsa(s) vinculada(s):15/00251-9 - Análise do microbioma associado ao sistema radicular de feijão, BE.EP.PD
Assunto(s):Rizosfera   Microbiota   Ecologia microbiana

Resumo

A rizosfera é considerada uma das interfaces mais dinâmicas da terra, constituindo um "hot-spot" de atividade microbiana. O microbioma da rizosfera desempenha um papel fundamental no funcionamento de plantas, influenciando sua fisiologia e desenvolvimento. Embora sua importância para o crescimento de plantas seja amplamente conhecida, para a vasta maioria dos micro-organismos da rizosfera ainda não há informações. Para melhorar a promoção do crescimento e saúde da planta, é essencial conhecer quais organismos estão presentes no microbioma da rizosfera e o que eles estão fazendo. Considerando que exemplos de resistência genética de plantas a doenças de solo são mais raros que resistência a patógenos da parte aérea, tem-se sugerido que a planta usa mecanismos presentes no microbioma de rizosfera para se defender de infecções e por isso não necessita desenvolver resistência genética. Assim, neste estudo iremos selecionar materiais de feijão com um gradiente de resistência ao patógeno Fusarium oxysporum, i.e. material resistente, susceptível e intermediários, para entender como a planta hospedeira molda diferencialmente a estrutura do microbioma da rizosfera. O objetivo deste projeto é avaliar a comunidade microbiana habitante da rizosfera de feijão, a fim de identificar potenciais grupos de micro-organismos que auxiliam a planta na proteção contra o patógeno. Para tanto, cultivares de feijão resistente e suscetível ao patógeno serão crescidos em experimentos de casa de vegetação utilizando dois tipos de solo, um com alta diversidade (Terra Preta de Índio) e um solo agrícola. A avaliação da comunidade será feita através de abordagens de microbiologia clássica e biologia molecular. Primeiramente serão realizados isolamentos e testes de antagonismo pata detectar grupos que promovam proteção da planta contra o fungo. Numa abordagem molecular, a estrutura e diversidade das comunidades microbianas serão caracterizadas por meio de sequenciamento em larga escala e então comparadas para detectar as diferenças entre a comunidade da planta resistente e suscetível. Os dados obtidos serão analisados por ferramentas de bioinformática e análises estatísticas multivariadas, agregando informações sobre a estrutura e composição microbiana, com dados físico-químicos dos solos utilizados. Este projeto busca entender e detectar alterações no microbioma da rizosfera em decorrência da resistência da planta ao patógeno, e qual a relação dos micro-organismos neste processo. Considerando a importância dos micro-organismos de solo nos ciclos biogeoquímicos, como também na interação planta-patógeno, a abordagem de um estudo focado na ecologia microbiana é urgentemente necessária para o desenvolvimento de novos métodos que promovam a saúde e crescimento de plantas. Os dados obtidos nessa pesquisa serão úteis para aumentar nosso conhecimento sobre o papel do microbioma da rizosfera e utilizar essas novas informações para um uso mais sustentável do ecossistema.

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)
MENDES, LUCAS WILLIAM; MENDES, RODRIGO; RAAIJMAKERS, JOS M.; TSAI, SIU MUI. Breeding for soil-borne pathogen resistance impacts active rhizosphere microbiome of common bean. ISME Journal, v. 12, n. 12, p. 3038-3042, DEC 2018. Citações Web of Science: 2.
MENDES, LUCAS WILLIAM; RAAIJMAKERS, JOS M.; DE HOLLANDER, MATTIAS; MENDES, RODRIGO; TSAI, SIU MUI. Influence of resistance breeding in common bean on rhizosphere microbiome composition and function. ISME Journal, v. 12, n. 1, p. 212-224, JAN 2018. Citações Web of Science: 27.
MENDES, LUCAS W.; PEREZ BRAGA, LUCAS PALMA; NAVARRETE, ACACIO A.; DE SOUZA, DENNIS GOSS; SILVA, GENIVALDO G. Z.; TSAI, SIU M. Using. Metagenomics to Connect Microbial Community Biodiversity and Functions. CURRENT ISSUES IN MOLECULAR BIOLOGY, v. 24, p. 103-118, 2017. Citações Web of Science: 0.

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