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Revelando o papel dos micro-organismos na abordagem ‘plant-soil feedback’ para auxiliar a restauração de áreas florestais na Mata Atlântica

Processo: 19/16822-6
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Doutorado
Vigência (Início): 01 de junho de 2020
Vigência (Término): 31 de julho de 2022
Área do conhecimento:Ciências Agrárias - Agronomia - Ciência do Solo
Pesquisador responsável:Tsai Siu Mui
Beneficiário:Deisi Navroski
Instituição-sede: Centro de Energia Nuclear na Agricultura (CENA). Universidade de São Paulo (USP). Piracicaba , SP, Brasil
Assunto(s):Microbiologia agrícola   Micro-organismos   Restauração florestal   Biologia molecular   Metagenoma   Análise de sequência de DNA   RNA ribossômico 16S   Archaea   Reação em cadeia da polimerase via transcriptase reversa quantitativa (qRT-PCR)   Mata Atlântica

Resumo

A Mata Atlântica é uma das florestas tropicais mais ricas em diversidade de espécies animais e vegetais e é considerada um dos mais importantes hotspots de biodiversidade mundiais. Apesar disso, este bioma é o segundo mais ameaçado do planeta, e o domínio de natureza mais devastado do Brasil, portanto, a conservação e restauração deste é uma questão prioritária. Vários aspectos devem ser considerados para que a restauração seja bem-sucedida, um deles é conhecer a biodiversidade abaixo do solo, que por sua vez reflete a diversidade vegetal acima do solo, e essa interação planta-solo pode ser estudada através dos chamados Plant-Soil Feedbacks (PSFs). PSFs são baseados na ideia de que uma espécie de planta, com sua microbiota associada, modifica a(s) propriedade(s) do solo de tal forma que essa modificação afeta seu próprio desempenho e/ou de outras plantas de maneira positiva ou negativa. Diante disso, objetivo deste trabalho é identificar as diferenças entre os microbiomas do solo de floresta nativa, florestas restauradas e sob uso agropecuário (legado biológico do solo) em regiões de Mata Atlântica no Estado de São Paulo e avaliar os feedbacks planta-solo nesses diferentes ambientes seguindo uma visão ecológica das comunidades vegetais e microbianas. Para atingir esse objetivo, inicialmente (estudo I) iremos caracterizar o microbioma do solo por meio de técnicas de biologia molecular, como sequenciamento do gene 16S rRNA de Bacteria e Archaea e PCR quantitativo, como também integrar dados físicos e químicos dos diferentes solos. Outras tarefas no estudo I serão a coleta de solo (em época chuvosa e seca) e o levantamento fitossociológico das áreas para usar posteriormente no estudo II. No estudo II, o solo coletado será usado para instalar experimentos de PSFs de duas etapas (condicionamento e feedbacks) usando as três espécies vegetais mais frequentes identificadas no levantamento fitossociológico, e no final destes calcular a força e direção (positivo e negativo) dos feedbacks. No final da fase II do experimento, as amostras mais representativas de cada paisagem serão selecionadas com base no sequenciamento dos amplicons do gene 16S rRNA, sendo posteriormente encaminhadas para análises metagenômica e bioinformática. Os resultados destes dois estudos permitirão (a) mostrar quais locais têm uma comunidade onde a ecologia do solo é mais semelhante à de uma floresta nativa; (b) incluir os metadados pela metagenômica permitirá identificar quais são os microrganismos-chave na interação planta-solo correlacionando-os aos genes envolvidos nos ciclos biogeoquímicos, consolidando assim o papel funcional das comunidades microbianas nesses diferentes ambientes e por fim (c) gerará informações que podem melhorar/acelerar a recuperação de áreas desmatadas na Mata Atlântica. (AU)