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Microbiana da rizosfera de feijão tolerante à seca

Processo: 20/12890-4
Modalidade de apoio:Bolsas no Brasil - Programa de Pesquisa sobre Mudanças Climáticas Globais - Jovens Pesquisadores
Vigência (Início): 01 de outubro de 2020
Vigência (Término): 05 de junho de 2022
Área do conhecimento:Ciências Agrárias - Agronomia - Ciência do Solo
Pesquisador responsável:Lucas William Mendes
Beneficiário:Lucas William Mendes
Instituição Sede: Centro de Energia Nuclear na Agricultura (CENA). Universidade de São Paulo (USP). Piracicaba , SP, Brasil
Vinculado ao auxílio:19/16043-7 - Microbioma da rizosfera de feijão tolerante à seca, AP.PFPMCG.JP
Assunto(s):Biologia computacional   Ecologia microbiana   Metagenômica   Microbiota   Estresse hídrico   Rizosfera   Feijão
Palavra(s)-Chave do Pesquisador:bioinformática | Ecologia microbiana | interação planta-micro-organismos | metagenômica | 16S rRNA | 18S rRNA | Ecologia Microbiana

Resumo

O estresse hídrico é considerado o maior problema da produção agrícola mundial, uma vez que as principais regiões de agricultura do mundo são afetadas pela seca, impactando negativamente a economia e a sociedade. O melhoramento genético de culturas para a tolerância à seca tem recebido muita atenção nos últimos anos e novas pesquisas têm fornecido informações sobre a capacidade de micro-organismos específicos do solo influenciar a tolerância ao estresse hídrico nas plantas. No entanto, na natureza as plantas interagem simultaneamente com uma série de micro-organismos benéficos e patogênicos, revelando a necessidade de entender o efeito cumulativo dessas múltiplas interações na capacidade da planta em superar tensões abióticas. Estudos recentes têm revelado que 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. Neste contexto, este projeto busca avaliar o microbioma da rizosfera de feijão a fim de identificar potenciais grupos microbianos que auxiliam a planta a superar o estresse hídrico. Para tanto, cultivares de feijão tolerante e suscetível à seca serão cultivados em casa de vegetação em condições normais e de estresse hídrico. A avaliação da comunidade será feita através do sequenciamento de DNA das comunidades de bactéria, archaea, fungos e protistas, além do perfil funcional por meio de metagenômica. Os dados de microbioma serão integrados com as propriedades físico-químicas do solo, e de fisiologia e genética das plantas, objetivando entender o controle genético da planta hospedeira na montagem do microbioma da rizosfera durante o estresse hídrico. Os resultados irão contribuir significativamente para o entendimento das interações planta-micro-organismos e seu papel no auxílio da planta a tolerar o estresse hídrico, buscando identificar grupos microbianos e funções com potencial uso biotecnológico. Considerando a importância dos micro-organismos de solo nos ciclos biogeoquímicos, como também na promoção de saúde e crescimento de plantas, a abordagem de um estudo focado na ecologia microbiana é urgentemente necessária para o desenvolvimento de novos métodos que auxiliem a produtividade agrícola. Para o desenvolvimento do projeto de pesquisa será utilizada a infraestrutura disponível no CENA-USP, como também será implantado métodos modernos analíticos, computacionais e moleculares. A tolerância à seca em feijão tem sido objeto de estudos na Divisão de Produtividade Agroindustrial e de Alimentos do CENA-USP nos últimos anos, onde as pesquisas têm focado na resposta fisiológica e genética da planta. Porém, esta proposta tende a trazer uma abordagem sem precedentes no Centro, adicionando o estudo do microbioma da planta em associação com os aspectos genéticos e fisiológicos da planta, estabelecendo uma nova linha de pesquisa em 'Microbiomas Associados à Plantas'. O desenvolvimento deste projeto irá integrar três diferentes laboratórios, ampliando a capacidade analítica da Divisão e promovendo conhecimento científico na interface de interação planta-micro-organismos. O projeto foi estruturado de modo a estimular a cooperação e a troca de experiências entre equipes de pesquisa que utilizam abordagens e metodologias científicas distintas, porém complementares no contexto ambiental e agrícola. Espera-se com esse projeto obter dados e informações que aumentem nosso conhecimento sobre o papel da microbiota da rizosfera no auxílio da mitigação dos efeitos do estresse hídrico em plantas, fornecendo subsídios para o desenvolvimento de técnicas para um uso mais sustentável do ecossistema. (AU)

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Publicações científicas (6)
(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)
FERREIRA ARAUJO, ADEMIR SERGIO; BONIFACIO, AURENIVIA; DE ARAUJO PEREIRA, ARTHUR PRUDENCIO; MEDEIROS, ERIKA VALENTE; ARAUJO, FABIO FERNANDO; MENDES, LUCAS WILLIAM. Enzymatic Stoichiometry in Soils from Physiognomies of Brazilian Cerrado. JOURNAL OF SOIL SCIENCE AND PLANT NUTRITION, v. 22, n. 2, p. 8-pg., . (20/12890-4)
ARAUJO, ADEMIR SERGIO FERREIRA; DE ARAUJO PEREIRA, ARTHUR PRUDENCIO; MELO, VANIA MARIA MACIEL; DE MEDEIROS, ERIKA VALENTE; MENDES, LUCAS WILLIAM. Environmental DNA Sequencing to Monitor Restoration Practices on Soil Bacterial and Archaeal Communities in Soils Under Desertification in the Brazilian Semiarid. MICROBIAL ECOLOGY, v. N/A, p. 5-pg., . (20/12890-4, 19/16043-7)
MORO, MATHEUS SARTORI; WU, XING; WEI, WEI; MENDES, LUCAS WILLIAM; ALLEN, KERRY CLINT; PINHEIRO, JOSE BALDIN; CLOUGH, STEVEN J.; ZUCCHI, MARIA IMACULADA. Characterization and Comparison of Intestinal Bacterial Microbiomes of Euschistus heros and Piezodorus guildinii Collected in Brazil and the United States. FRONTIERS IN MICROBIOLOGY, v. 12, p. 14-pg., . (20/12890-4)
FERREIRA ARAUJO, ADEMIR SERGIO; DE ARAUJO PEREIRA, ARTHUR PRUDENCIO; MENDES, LUCAS WILLIAM. Applications of Cr-rich composted tannery sludge in the soil decrease microbial biomass and select specific bacterial groups. Environmental Science and Pollution Research, v. 29, n. 50, p. 6-pg., . (19/16043-7, 20/12890-4)
MERLOTI, LUIS FERNANDO; PEDRINHO, ALEXANDRE; MENDES, LUCAS WILLIAM; GONTIJO, JULIA BRANDAO; DA FONSECA, MARILEY DE CASSIA; CHAVES, MIRIAM GONCALVES; CHAVES, SIGLEA SANNA DE FREITAS; DE CAMARGO, PLINIO BARBOSA; TSAI, SIU MUI. Long-term land use in Amazon influence the dynamic of microbial communities in soil and rhizosphere. RHIZOSPHERE, v. 21, p. 14-pg., . (20/12890-4, 14/50320-4, 19/19145-5)
GOSS-SOUZA, DENNIS; TSAI, SIU MUI; RODRIGUES, JORGE LUIZ MAZZA; KLAUBERG-FILHO, OSMAR; SOUSA, JOSE PAULO; BARETTA, DILMAR; MENDES, LUCAS WILLIAM. Biogeographic responses and niche occupancy of microbial communities following long-term land-use change. ANTONIE VAN LEEUWENHOEK INTERNATIONAL JOURNAL OF GENERAL AND MOLECULAR MICROBIOLOGY, v. 115, n. 9, p. 22-pg., . (20/12890-4, 14/50320-4, 08/58114-3, 19/16043-7)

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