Diversidade de cianobactérias em crostas biológicas e avaliação de perfil celulolítico e hemicelulolítico

Autor(es)

Nathali Maria Machado de Lima

• Tipo de documento: Dissertação de Mestrado
• Imprenta: São José do Rio Preto. 2018-09-06.
• Instituição: Universidade Estadual Paulista (Unesp). Instituto de Biociências Letras e Ciências Exatas. São José do Rio Preto
• Data de defesa: 2016-10-31
• Orientador: Luis Henrique Zanini Branco

Resumo

Crostas biológicas consistem de uma comunidade composta por cianobactérias, algas verdes, microfungos, bactérias, líquens e musgos. Estas ocorrem em uma variedade de solos e regiões climáticas ao redor do globo, exercendo funções importantes como a de conferir estabilidade e proteger o solo contra forças erosivas, acumular e aumentar o tempo de residência da água no solo, além de, favorecer a germinação e permitir a fixação de nitrogênio e carbono. Em crostas biológicas de regiões quentes e temperadas há o predomínio de líquens e cianobactérias, sendo que as cianobactérias são consideradas os primeiros organismos a estruturarem a crosta, sendo seguidas por outros grupos de organismos. A partir da investigação de cianobactérias em crostas biológicas, muitos novos gêneros e espécies têm sido descritos, o que também enfatiza a grande necessidade da investigação sobre tais comunidades. Devido às condições propícias do ambiente, em termos de exposição do solo e fitofisionomia, o bioma Cerrado (Savana) foi escolhido para ser o local de estudo de assembleias de cianobactérias de crostas. Além disso, devido a estudos prévios que relatam o potencial de produção de enzimas celulolíticas e hemicelulolíticas por cianobactérias heterocitadas e a presença comum deste tipo de organismos em crostas biológicas, também foram feitas análises para avaliar a produção de tais substâncias. Desse modo, os estudos objetivaram contribuir com conhecimento da biodiversidade de cianobactérias de crostas biológicas de solo e avaliar a capacidade de produção enzimática das cianobactérias encontradas em crostas biológicas de solo. Para isto, amostras de crostas foram coletadas nos Parques Nacionais da Serra da Canastra (MG) e da Serra do Cipó (MG), no Parque Estadual Furnas do Bom Jesus (SP) e na região de Caldas Novas (GO). As cianobactérias encontradas nas amostras foram estudadas morfologicamente a partir do material da natureza e também isoladas em cultivos artificiais, visando além do estudo morfológico, as análises moleculares e enzimáticas. No total, foram estudados 28 morfotipos, provenientes de 31 populações, dos quais 12 foram identificados em nível específico (destes, três ainda exigem confirmação de identidade = cf) e 16 foram identificados apenas em nível genérico. Dezenove populações foram analisadas também em nível molecular por meio do sequenciamento parcial do gene 16S rRNA, e completo da Região Espaçadora Interna Transcrita 16S-23S (ITS). Seis populações foram também investigadas quanto a produção de enzimas. Entre os gêneros encontrados, muitos são comuns em assembleias de cianobactérias de crostas biológicas em outras regiões do mundo, entretanto, algumas identificações em nível de espécie não foram possíveis por diferenças importantes com os táxons já descritos em literatura. As análises moleculares enfatizaram e contribuíram com a problemática polifilia de gêneros como Leptolyngbya, Nostoc e Calothrix, reafirmaram a existência de um novo gênero próximo a Wilmottia e Microcoleus e apresentaram um novo grupo composto até o momento por uma espécie representada por duas populações. Este grupo revelou sequências moleculares que se aproximam de Brasilonema, entretanto os indivíduos apresentam ramificações verdadeiras e, portanto, investigações mais aprofundadas são necessárias para definição da identidade das populações. Dessa forma, as análises morfológicas e moleculares demonstraram a grande diversidade não acessada em localidades e habitats pobremente investigados e enfatizaram a contribuição deste trabalho ao enfocar pela primeira vez a flora de cianobactérias de solo de Cerrado. As análises de atividade enzimática revelaram que não houve produção de tais proteínas, tendo como possíveis explicações a ausência de habilidade para produção deste tipo de enzimas por parte das cepas, ou a ineficiência do método utilizado. De qualquer forma os resultados enfatizaram a necessidade de estudo nesta área, principalmente pela dificuldade no encontro de cepas produtoras e o desconhecimento sobre quais poderiam ser os fatores a estarem influenciando certas cepas a ativarem ou selecionarem diferentemente seus metabolismos. Em linhas gerais, os resultados do presente estudo apresentam, pela primeira vez, a composição das cianobactérias de crostas biológicas do território brasileiro e indicam uma flora diversificada e, em grande parte, desconhecida. Esses resultados fornecem subsídios e abrem caminho para outras pesquisas dentro do campo do conhecimento da biodiversidade presente em crostas biológicas. Complementarmente, estes trabalhos compõem a base para estudos sobre a ecologia de ambientes mais restritivos (como a caatinga ou o próprio Cerrado), permitindo abordagens como sucessão ecológica, produtividade primária, fluxos de nutrientes e dinâmicas de solo. (AU)

• Processo FAPESP: 14/06245-8 - Diversidade de cianobactérias em crostas biológicas e avaliação de atividade celulolítica e hemicelulolítica
• Beneficiário: Náthali Maria Machado de Lima
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Mestrado