Prospecção de bioindicadores moleculares da microbiota na rizosfera do milho sob efeito de palhada na mitigação do gás N2O

Autor(es)

Caio Augusto Yoshiura

• Tipo de documento: Tese de Doutorado
• Imprenta: Piracicaba.
• Instituição: Universidade de São Paulo (USP). Centro de Energia Nuclear na Agricultura (CENA/STB)
• Data de defesa: 2018-05-22

Membros da banca

Tsai Siu Mui; Fabiana Fantinatti Garboggini; Eliana Gertrudes Macedo Lemos; Itamar Soares de Melo; Maria Carolina Quecine Verdi

• Orientador: Tsai Siu Mui

Resumo

O cultivo de milho é uma das mais importantes culturas do mundo e vários estudos visando o aumento da produção e da produtividade têm sido realizados, todavia existe uma carência de informação sobre as combinações de aditivos e das interações entre os microrganismos e as raízes das plantas frente a emissão de gases do efeito estufa (GEEs). Dessa forma, o entendimento dos efeitos e a prospecção das atividades desses microrganismos podem prover o retorno de conhecimento aplicável, produzindo bioprodutos em favor da melhora dos manejos agrícolas. Toda informação sobre os microrganismos e seus modos de vida são essenciais na busca de certos grupos através de técnicas moleculares, como cromatografia gasosa, PCR quantitativo (qPCR) e o sequenciamento de nova geração (NGS), e então realizar o isolamento destes pelas técnicas de microbiologia clássica. Assim, essa tese foi delineada em abranger um trabalho completo desde a avaliação dos aditivos usados no cultivo de milho e a prospecção de bioindicadores microbianos até os métodos de isolamento para a mitigação de N2O que podem futuramente serem aplicados em novos bioprodutos comerciais. Portanto, o objetivo proposto foi avaliar as interações entre fertilização de cobertura com ureia, o inoculante microbiano e a palhada do milho com as comunidades da rizosfera do milho em solo tropical brasileiro sob experimento em condições controladas, com o intuito de identificar bioindicadores para a mitigação do óxido nitroso (N2O). Em continuidade, o solo rico em lignocelulose (Terra Preta da Amazônia - TPA) foi selecionado para análise comparativa ao solo de campo de milho (SCM) para entender o processo de degradação da palhada do milho e sua relação aos GEEs; e, por fim, realizar o os procedimentos de isolamento microbiano em meio de cultura modificado sob condições hipóxicas. Os resultados revelaram que a combinação de dois ou mais aditivos podem mesclar as características individuais ou potencializar seus efeitos. A combinação de duas variáveis (inoculante microbiano e a cobertura de palhada do milho - IS), mostrou-se o melhor custo-benefício para o ganho de biomassa da planta (pelo menos 10,8% mais que outros tratamentos com duas ou uma variável) e mitigação de GEEs (12,1% menor que o tratamento completo - FIS - que retém produção de biomassa similar) devido a interações em nível rizosférico que revelaram um incremento em representatividade nos filos Actinobacteria (de 21% para 37%) e Firmicutes (de 2% para 10%) em comparação aos demais tratamentos. Os efeitos derivados da degradação da celulose foram observados nas análises de metatranscritoma com uma evasão na produção de N2O (até 3 vezes de diferença) por atividades em outras vias de ambos os solos (ADE e CFS) havendo maior intensidade de resposta na expressão dos genes em ADE. Por consequência, a modificação do meio de cultura para o isolamento de microrganismos do ciclo do nitrogênio obteve sucesso com a maioria dos isolados pertencendo aos filos Actinobacteria e Firmicutes como Bacillus, Paenibacillus, Arthrobacter and Streptomyces. Em conclusão, Actinobacteria e Firmicutes mostraram serem is bioindicadores para a mitigação de GEEs sob a cobertura de palhada do milho (AU)

• Processo FAPESP: 15/08564-6 - Prospecção de bioindicadores moleculares da microbiota na rizosfera do milho sob efeito de palhada na mitigação do gás N2O
• Beneficiário: Caio Augusto Yoshiura
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado