Modulação da microbiota - associada à rizosfera, por pragas de insetos: uma relação holobionte

Autor(es)

Márcia Leite Mondin

• Tipo de documento: Tese de Doutorado
• Imprenta: Piracicaba.
• Instituição: Universidade de São Paulo (USP). Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz (ESALA/BC)
• Data de defesa: 2019-07-05

Membros da banca

Marcio de Castro Silva Filho; Fernando Dini Andreote; Maria Carolina Quecine Verdi; Jorge Manuel Vivanco

• Orientador: Marcio de Castro Silva Filho

Resumo

Atualmente observamos um crescente número de pesquisas que buscam desvendar as causas, os efeitos e as possíveis utilizações biotecnológicas da modulação de comunidades da microbiota de rizosfera nas interações complexas entre plantas e solo. Sabemos também que o ataque de insetos herbívoros é um fator de considerável prejuízo para a agricultura e que tem relações evolutivas bem estabelecidas em sistemas naturais. O presente trabalho procurou testar algumas hipóteses a cerca da relação direta entre a microbiota de rizosfera e o ataque de insetos praga. Partindo do ponto de que plantas possuem mecanismos de defesa contra insetos, bem conhecidos, foi verificado que a microbiota de rizosfera parece contribuir ativamente para esse sistema, e assim estabelecer relações holobiontes. Tivemos um profundo acesso á comunidades do domínio bactéria e fungi, através da tecnologia de sequenciamento de nova geração para amplicons do gene RNAr 16S, região V3 e região intergênica ITS em amostras de solo, semi- solo e intestino de insetos praga (Ordem: Lepidoptera) de comportamento generalista. Nossos resultados, resultaram em três artigos aqui apresentados em capítulos. No primeiro capítulo é discutido o efeito modulador da herbívora da praga agrícola Spodoptera frugiperda na microbiota de rizosfera de Arabidopsis thaliana em diferentes estágios fisiológicos da planta. Como resultados foi possível perceber que o efeito na modulação da estrutura de comunidades de bactérias é diferente do efeito na modulação de comunidades de fungos após o ataque de insetos herbívoros. Os efeitos são diferentes tanto em abundância relativa quando na diversidade para cada um dos domínios de microrganismos estudados. No segundo capítulo destacamos a diferença na modulação da estrutura de comunidades de bactérias para diferentes famílias de plantas. Utilizamos mudas de A. thaliana, Zea mays Sh2, Phaseolus vulgaris, Solanum lycopersicum e Beta vulgaris, expostas ao ataque de Trichoplusia ni durante uma semana. As análises da microbiota de rizosfera de cada um dos grupos de plantas hospedeiras, sugere que a influência da espécie vegetal deve ser considerada na modulação das comunidades de bactérias da rizosfera após a herbívora. Adicionalmente, determinadas espécies de plantas podem ser menos susceptíveis a modulação da rizosfera pela herbívora. Outro destaque foi o efeito da modulação da microbiota de rizosfera, na perda de biomassa de plantas semeadas em semi-solo transplantado. Com base nos dados fenotípicos das diferentes espécies de plantas avaliadas, sugerimos que a modulação da microbiota de rizosfera após a herbívora, pode estar envolvida na inibição da produção de biomassa vegetal na geração seguinte de plântulas. Por fim, no terceiro capítulo exploramos a modulação na microbiota no intestino de larvas de Trichoplusia ni através da carga microbiana obtida na alimentação restrita. Larvas T. ni de mesma origem foram divididas em três populações. Cada população foi alimentada de forma específica e restrita com folhas de A. thaliana ou S. lycopersicum ou dieta artificial calórica. Acessamos a microbiota do intestino das larvas, após três gerações de alimentação restrita e verificamos que a microbiota intestinal em lagartas de comportamento generalista, pode ser alterada devido à obtenção de carga microbiana por via alimentar. Essa modulação pode estar relacionada a degradação de metabólitos que podem ser prejudiciais à homeostase dos insetos. A microbiota intestinal de cada população também pode influenciar diretamente as preferências alimentares de gerações sucessivas. Em resumo, todos os nossos resultados, apresentados em cada um dos capítulos a seguir, são chaves no conhecimento e podem ajudar a clarificar as complexas relações entre plantas, insetos e microrganismos. Contribuindo assim para um maior entendimento desse tipo de sistema holobionte. (AU)

• Processo FAPESP: 16/18001-1 - Possível efeito de insetos herbívoros na alteração da composição de microrganismos da rizosfera a partir da secreção diferencial de proteínas e fitoquímicos em Arabidopsis thaliana
• Beneficiário: Márcia Leite Mondin
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado