Experimentos observacionais do pbap-partículas de origem biológica como nucleantes de gelo nos estados de minas gerais e paraná

• Processo: 24/06865-8
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Doutorado Direto
• Data de Início da vigência: 20 de junho de 2024
• Data de Término da vigência: 19 de setembro de 2024
• Área de conhecimento: Ciências Biológicas - Microbiologia - Microbiologia Aplicada
• Pesquisador responsável: Fábio Luiz Teixeira Gonçalves
• Beneficiário: Lara Chaves Carvalho Guerra
• Supervisor: Tina Santl-Temkiv
• Instituição Sede: Instituto de Astronomia, Geofísica e Ciências Atmosféricas (IAG). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: Aarhus University, Dinamarca
• Vinculado à bolsa: 20/04137-4 - Experimentos observacionais do PBAP-partículas de origem biológica como nucleantes de gelo nos Estados de Minas Gerais e Paraná, BP.DD
• Assunto(s): Bactérias Ecologia microbiana Fungos
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: bactérias | bioaerossóis | Ecologia microbiana | fungos | núcleos de gelo | Perfil vertical | Ecologia microbiana

Resumo

Partículas de Aerossóis Biológicas Primárias (PBAPs) são partículas sólidas e insolúveis presentes no ar e originadas de organismos vivos como bactérias, fungos e pólen. Elas podem impactar diretamente e indiretamente no clima da Terra, bem como na saúde humana e animal. As concentrações de PBAPs apresentam variações significativas espaciais e temporais com base em fatores como altitude, região e meteorologia. Esses aerossóis podem atuar como núcleos de gelo, facilitando a formação de gelo mesmo a temperaturas tão altas quanto -2 °C. A atividade de nucleação de gelo (IN) de microorganismos associados às plantas tem o potencial de promover a precipitação, afetando subsequentemente o crescimento de microorganismos e plantas. Além disso, esses bioaerossóis podem servir como núcleos de condensação de nuvens (CCN) iniciando a formação de gotículas. Consequentemente, os microorganismos associados às plantas, incluindo Pseudomonas syringae e Bacillus subtilis, podem contribuir significativamente para os processos envolvidos na formação de gotículas de nuvem, gelo e chuva. Neste projeto de estágio, nosso objetivo foi auxiliar em estudos laboratoriais e de campo conduzidos pelo Grupo de Aeromicrobiologia, enriquecendo os resultados dessas pesquisas por meio da identificação dos microorganismos responsáveis pela atividade de nucleação de gelo, quantificação de partículas de nucleação de gelo nas amostras, realização de análises bioinformáticas e auxílio na conclusão de dois artigos científicos, em colaboração com Tina Santl-Temkiv. Os locais de coleta foram situados em áreas rurais da região sul de Minas Gerais e sudoeste do Paraná. Essas áreas estão localizadas no Bioma da Mata Atlântica no Brasil, conhecido por sua atividade agrícola. Coletamos amostras de folhas de várias culturas, incluindo café, milho, gramíneas invasoras, trigo, soja, mate e folhagem florestal. Para identificar os microorganismos associados às folhas, realizaremos extração de DNA e reação em cadeia da polimerase quantitativa (qPCR). Além disso, realizamos experimentos de congelamento de gotículas para quantificar as partículas nucleadoras de gelo presentes nas amostras. Para complementar nossas descobertas, realizaremos análises bioinformáticas usando RStudio 4.1.0. Essa pesquisa é precursora na avaliação da atividade de IN de amostras de ar coletadas de um ambiente tropical. Ela contribui para uma compreensão mais profunda das complexidades desse ambiente e suas interações dinâmicas com os microorganismos. A experiência de Tina será indispensável para a conclusão das simulações laboratoriais e aprimoramento dos estudos moleculares e sequenciamento das amostras coletadas ao longo do projeto. Além disso, isso representa uma oportunidade notável para se envolver na pesquisa do grupo, obter insights de pesquisadores de ponta e aplicar os conhecimentos e habilidades adquiridos tanto em minha pesquisa em andamento quanto em um próximo projeto na Universidade de São Paulo. Além disso, os insights obtidos serão utilizados como dados de entrada para modelagem numérica em física de nuvens por outros integrantes do projeto em andamento.