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Dinâmica da produção e consumo de metano pela microbiota ativa em áreas inundáveis da Amazônia

Processo: 17/03575-5
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Programa de Pesquisa sobre Mudanças Climáticas Globais - Jovens Pesquisadores  
Vigência (Início): 01 de março de 2017
Vigência (Término): 29 de fevereiro de 2020
Área do conhecimento:Ciências Biológicas - Ecologia - Ecologia de Ecossistemas
Pesquisador responsável:Acacio Aparecido Navarrete
Beneficiário:Acacio Aparecido Navarrete
Instituição-sede: Centro de Ciências e Tecnologias para a Sustentabilidade (CCTS). Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR). Sorocaba , SP, Brasil
Vinculado ao auxílio:16/16687-3 - Dinâmica da produção e consumo de metano pela microbiota ativa em áreas inundáveis da Amazônia, AP.PFPMCG.JP
Assunto(s):Ecologia microbiana   Biologia computacional   Isótopos estáveis

Resumo

As áreas inundáveis na Amazônia são responsáveis pela emissão de cerca de 4% das emissões anuais globais de metano (CH4) segundo estudos publicados há mais de 10 anos pela equipe que realiza o Experimento em Larga Escala da Biosfera-Atmosfera da Amazônia (LBA). Sendo a ciclagem do CH4 mediada por micro-organismos, é supreendente que o papel da composição da comunidade microbiana em regular os processos metabólicos envolvidos com o fluxo de CH4 em escala ecossistêmica seja ainda desconhecido. Nesse sentido, esta proposta visa entender como a composição das comunidades microbianas metanogênicas e metanotróficas e suas atividades metabólicas estão associadas com a produção e consumo de CH4, além de investigar como a temperatura e a biogeoquímica, componentes críticos para a modelagem do componente 'microbiota', influenciam os fluxos de CH4 na região da Amazônia. Análises metatranscriptômicas e biogeoquímicas de última geração serão utilizadas para investigar as relações entre as comunidades microbianas metanogênicas e metanotróficas e a produção e consumo de CH4 em áreas inundáveis naturais e agrícolas na Amazônia brasileira (estudos in situ), e em condições controladas (reatores biológicos), que sob aumento da temperatura, permitirá identificar os parâmetros-chave para delinear equações matemáticas a serem utilizadas para a modelagem do componente 'microbiota' nos fluxos de CH4 na Amazônia. Duas abordagens diferentes serão empregadas: 1) Distintas assinaturas isotópicas de diferentes vias microbianas de produção e consumo de CH4 serão utilizadas para relacionar mudanças na dinâmica espacial e temporal de CH4 em áreas inundáveis naturais e agrícolas nas planícies aluviais de grandes rios da Amazônia de água preta (rio Negro), branca/barrenta (rio Solimões) e clara (rio Tocantins), em períodos contrastantes da hidrógrafa (cheia e seca) com as comunidades microbianas metanogênicas e metanotróficas e suas atividades metabólicas reveladas por análises metatranscriptômicas; 2) Ensaios em reatores contendo sedimento de áreas inundáveis em planícies aluviais de grandes rios de águas preta, branca e clara da Amazônia serão utilizados para avaliar o efeito do aumento da temperatura sobre o potencial metanogênico e metanotrófico, bem como a atividade metabólica de comunidades microbianas autóctones sob condição controlada. Os resultados irão contribuir significativamente com a avaliação de hipóteses acerca das relações entre a microbiota e a produção e consumo de CH4 em áreas inundáveis tropicais, aqui utilizada como indicadora de feedbacks climáticos relacionados às emissões de gases causadores do efeito estufa. Para o desenvolvimento do projeto de pesquisa iremos utilizar a infra estrutura disponível no CCTS, bem como implantar métodos modernos (analíticos, computacionais, moleculares e biogeoquímicos) numa perspectiva 'top-down' e 'bottom-up' de ecossistemas apoiada por técnicas de geoprocessamento. A experiência na utilização das seguintes metodologias: sequenciamento de DNA/RNA em larga escala, quantificação de genes funcionais utilizando microarranjo de DNA (GeoChip), bioinformática aplicada a análise de dados 'ômicos' e metadados, e análise de emissões de gases do efeito estufa foi adquirida durante o doutorado sanduíche e pós-doutorado realizados pelo pesquisador responsável na Universidade de São Paulo (USP), Netherlands Institute of Ecology (NIOO-Holanda), Institute for Environmental Genomics (IEG-EUA), Computational Science Research Center (SDSU-EUA) e University of Texas (UTA-EUA). O desenvolvimento deste projeto contribuirá para garantir inovação no âmbito de linhas de pesquisa já implementadas no CCTS-UFSCar e iniciar um novo grupo/linha de pesquisa em Genômica Ambiental e Ecologia Microbiana, e colocar tais grupos de pesquisa do CCTS na vanguarda dos estudos das implicações ecológicas dos micro-organismos nos ciclos biogeoquímicos...

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)
DE CHAVES, MIRIAM GONCALVES; SILVA, GENIVALDO GUEIROS Z.; ROSSETTO, RAFFAELLA; EDWARDS, ROBERT ALAN; TSAI, SIU MUI; NAVARRETE, ACACIO APARECIDO. Acidobacteria Subgroups and Their Metabolic Potential for Carbon Degradation in Sugarcane Soil Amended With Vinasse and Nitrogen Fertilizers. FRONTIERS IN MICROBIOLOGY, v. 10, JUL 30 2019. Citações Web of Science: 0.

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