Mapeamento da colonização de plantas de soja e milho por uma comunidade microbiana sintética oriunda do microbioma da cana-de-açúcar

Autor(es)

Natália de Brito Damasceno

• Tipo de documento: Dissertação de Mestrado
• Imprenta: Campinas, SP.
• Instituição: Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Instituto de Biologia
• Data de defesa: 2018-09-13

Membros da banca

Paulo Arruda; Juliana Velasco de Castro Oliveira; Fernando Dini Andreote; Lara Durães Sette; Sara Adrián López de Andrade

• Orientador: Paulo Arruda; Rafael Soares Correa De Souza

Resumo

Este projeto de mestrado foi desenvolvido no âmbito do projeto "The Sugarcane Microbiome (Saccharome): A Key Element in Sustainability of an Energy Crop", que resultou no mapeamento detalhado da diversidade e abundância relativa de comunidades microbianas presentes na cana-de-açúcar ao longo de seu desenvolvimento. Em um segundo momento, foi construída e anotada uma coleção de microrganismos representativa do microbioma core da cana. A identificação das bactérias da coleção permitiu seu cruzamento com as informações geradas pelo mapeamento do microbioma da cana em termos de diversidade e abundância, possibilitando a elaboração de um inóculo sintético composto por 17 isolados que representam os grupos bacterianos mais abundantes na cana. Resultados preliminares em milho mostraram que o inóculo sintético é capaz de estimular o crescimento das plantas. Através do sequenciamento do gene do rRNA 16S, foi possível mapear o perfil de colonização dessas bactérias nos compartimentos endofítico e exofítico de amostras de raiz, caule e folhas de plantas de milho inoculadas com a comunidade sintética. Dentre as 27 bactérias presentes no inóculo, 10 colonizaram os tecidos da planta com alta eficiência, alterando a microbiota natural do milho e tornando-se predominantes principalmente na raiz e no caule. Neste trabalho, avaliamos o impacto da mesma comunidade sintética, validada em milho, em soja a fim de verificar a trans especificidade do inóculo sintético em uma planta filogeneticamente distante da cana e do milho. Devido a comunidade sintética ser composta por isolados microbianos que podem conter mais que um microrganismo armazenado junto, nós buscamos desvendar os grupos de bactérias em soja e de fungos em soja e milho que potencialmente estão envolvidos na colonização eficiente das plantas. Os resultados de inoculação em soja mostraram que o mesmo inóculo sintético utilizado em milho é capaz de estimular o crescimento de plantas de soja. As plantas de soja inoculadas com a comunidade sintética apresentaram um aumento significativo da biomassa e da área da raiz e foliar de até 1,6 vezes quando comparadas às plantas não inoculadas. Através do sequenciamento do gene do rRNA 16S foram acessados os grupos de bactérias pertencentes ao inóculo sintético nos órgãos de raiz, caule e folha de plantas inoculadas e não inoculadas. Membros do inóculo sintético não foram capazes de colonizar os tecidos da soja de maneira eficiente, contudo, promoveram alterações na microbiota natural dessas plantas. As famílias Comamonadaceae, Caulobacteraceae, Rhizobiaceae, Sphingobacteriaceae, Burkholderiaceae e Xanthomonadaceae representam os grupos mais abundantes identificados em plantas de soja inoculadas e não inoculadas. Esses resultados sugerem que a comunidade sintética, isolada da cana-de-açúcar, apresenta uma plasticidade em colonizar e promover o crescimento de plantas filogeneticamente muito distantes, como essas culturas representantes das mono e dicotiledôneas. Ainda não sabemos quais mecanismos podem estar diretamente relacionados a esses efeitos, mas acreditamos que essas funções podem ter sido selecionadas durante a co-evolução da interação microbiota/planta e estarem relacionadas à maior disponibilidade de nutrientes, naturalmente produzidos pelas plantas, através de genes que foram selecionados/enriquecidos nessas bactérias específicas (AU)

• Processo FAPESP: 16/23425-5 - Mapeamento da colonização de plantas de milho e de soja por uma comunidade microbiana sintética oriunda do microbioma da cana-de-açúcar
• Beneficiário: Natália de Brito Damasceno
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Mestrado