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http://ri.ufmt.br/handle/1/6246
Tipo documento: | Tese |
Título: | Comunidade de bactéricas endofíticas de Paullinia cupana var. sorbilis (Mart.) Ducke e seu potencial biotecnológico |
Autor(es): | Liotti, Rhavena Graziela |
Orientador(a): | Soares, Marcos Antônio |
Coorientador: | Macedo, Maria Ligia Rodrigues |
Membro da Banca: | Soares, Marcos Antônio |
Membro da Banca: | Morais, Eduardo Beraldo de |
Membro da Banca: | Almeida, Euziclei Gonzaga de |
Membro da Banca: | Neves, Leonarda Grillo |
Membro da Banca: | Ulhoa, Cirano Jose |
Resumo : | Bactérias endofíticas podem sintetizar metabólitos potencialmente benéficos para seu hospedeiro, estimulando o crescimento vegetal, resistência a estresses abióticos, ou proteção aos ataques de fitopatógenos. Plantas de ambientes de grande biodiversidade podem abrigar endófitos com habilidades de promover o melhor desempenho do hospedeiro nestas áreas de alta endemicidade vegetal. O guaranazeiro é uma planta amazônica de importância econômica e social devido ao alto teor de cafeína de suas sementes. Uma interessante abordagem na busca por microrganismos endofíticos com potencial aplicação biotecnológica é compreender os fatores que influenciam a comunidade endofítica para racionalizar programas de manejo do hospedeiro. Neste estudo utilizamos técnicas tradicionais de cultivo, bem como next-generation sequencing (NGS) para gene 16S rRNA de bactérias para compreender a influência do local, genótipo e órgão da planta na comunidade de bactérias endofíticas de P. cupana. Estudamos o potencial de actinobactérias endofíticas de P. cupana como agentes antimicrobianos de fitopatógenos agrícolas, bem como a de seus extratos. Pela técnica de cultivo obtivemos um banco de linhagens com 95 espécies distribuídas entre 29 gêneros e 3 filos bacterianos (Proteobacteria, Actinobacteria e Firmicutes). O órgão da planta influenciou a comunidade bacteriana em TC, riqueza, diversidade e composição de espécies. O local e o genótipo influenciaram na composição de espécies. Entre as comunidades há linhagens com importantes traços de promoção de crescimento e antagonismo contra os principais fitopatógenos de guaranazeiro, no entanto estas comunidades não se separam por traços funcionais. A aplicação das principais linhagens para traços de promoção de crescimento promoveu o crescimento em Sorghum bicolor.Com base em 289.468 sequencias foram obtidas 6.349 Operational Taxonomic Units (OTUs) distribuídas em 34 filos, 116 classes, 227 ordens, 430 famílias, 818 gêneros e 1343 espécies. P cupana é abundantemente colonizada por Proteobacteria, Firmicutes, Actinobacteria e Bacteroidetes, e especificamente com alta frequência relativa dos gêneros Streptococcus e Acidothermus em folhas e raízes, respectivamente. Foram observadas OTUs indicadoras entre locais (9 OTUs), genótipos (11 OTUs) e órgãos (11 OTUs). O órgão da planta influenciou a comunidade endofítica tanto na riqueza, diversidade, composição de OTUs, abundancia relativa de filo e gênero, bem como na rede de interação entre as espécies. No entanto, o local e genótipo da planta influenciaram na composição e nas interações das espécies na análise de rede. Não observamos variações no perfil fisiológico das comunidades endofíticas obtidas de diferentes localidades e genótipos. Selecionamos 11 espécies de actinobactérias para testes de antibiose. Streptomyces griseocarneus R132, Streptomyces prasinopilosus R199 e Streptomyces acidiscabies R403 apresentaram antibiose in vitro contra Colletotrichum guaranicola, Fusarium decencellulare, Botryosphaeria dothidea, Colletotrichum gloeosporioides e Fusarium oxysporum. S. griseocarneus R132 apresentou os maiores valores de inibição dos fitopatógenos, variando de 73.93% para B. dothidea, a 57.24% para F. oxysporum, além de controlar significativamente (Kruskal Wallis, p>0,05) o desenvolvimento dos sintomas da antracnose (agente causal C. gloeosporioides) em frutos e plantas de Capsicum annuum. A antibiose foi ocasionada por compostos sintetizados pela linhagem S. griseocarneus R132 pois o extrato obtido da fermentação desta espécie foi capaz de inibir o crescimento de todos os fitopatógenos avaliados. A aplicação do extrato nos frutos de Capsicum annuum eficientemente (teste T, p<0,05) controlou os sintomas da antracnose reduzindo em 30% o tamanho das lesões. S. griseocarneus R132 promoveu o crescimento significatvo de C. annuum (teste T, p<0,05) em 42% da massa seca da parte aérea. Este estudo indica que a linhagem. Este trabalho revela grupos de bactérias endofíticas importantes em P. cupana e que sobretudo o órgão do hospedeiro modula a estrutura e interações nesta comunidade. A linhagem Streptomyces griseocarneus R132 é promissora para o controle biológico de fitopatógenos tanto para pré-colheita como pós-colheita e seus extratos possuem substancias de interesse para novos estudos de bioprospecção. Este trabalho abre oportunidades de estudo de aplicação das linhagens isoladas na bioprospecção de processos e produtos. |
Resumo em lingua estrangeira: | Endophytic bacteria can synthesize potentially beneficial metabolites for their host, stimulating plant growth, resistance to abiotic stresses, or protection against phytopathogen attacks. Plants of high biodiversity environments may harbor endophytes with abilities to promote the best performance of the host in these areas of high plant endemicity. Guarana is an Amazon plant of economic and social importance due to the high caffeine content of its seeds. An interesting approach in the search for endophytic microorganisms with potential biotechnological application is to understand the factors that influence the endophytic community to rationalize host management programs. In this study we used traditional culturing techniques as well as next-generation sequencing (NGS) for 16S rRNA gene of bacteria to understand the influence of plant site, genotype and organ in the community of endophytic bacteria of P. cupana. We studied the potential of endophytic actinobacteria of P. cupana as antimicrobial agents of agricultural phytopathogens, as well as their extracts. By the technique of cultivation we obtained a lineage bank with 95 species distributed among 29 genera and 3 bacterial phyla (Proteobacteria, Actinobacteria and Firmicutes). The organ of the plant influenced the bacterial community in CT, richness, diversity and species composition. The site and the genotype influenced the composition of species. Among the communities there are lines with important traits of promotion of growth and antagonism against the main phytopathogens of guaraná, however these communities are not separated by functional traits. The application of the main strains for growth promoting traits promoted growth in Sorghum bicolor. Based on 289,468 sequences, 6,349 Operational Taxonomic Units (OTUs) were distributed in 34 phyla, 116 classes, 227 orders, 430 families, 818 genera and 1343 species. P cupana is abundantly colonized by Proteobacteria, Firmicutes, Actinobacteria and Bacteroidetes, and specifically with relative high frequency of the genera Streptococcus and Acidothermus in leaves and roots, respectively. Indicator OTUs between sites (9 OTUs), genotypes (11 OTUs) and organs (11 OTUs) were observed. The organ of the plant influenced the endophytic community both in the richness, diversity, composition of OTUs, relative abundance of phylum and genus, as well as in the network of interaction between species. However, the site and genotype of the plant influenced the composition and interactions of the species in the network analysis. We did not observe variations in the physiological profile of endophytic communities obtained from different localities and genotypes. We selected 11 species of actinobacteria for antibiosis testing. Streptomyces griseocarneus R132, Streptomyces prasinopilosus R199 and Streptomyces acidiscabies R403 showed antibiosis in vitro against Colletotrichum guaranicola, Fusarium decencellulare, Botryosphaeria dothidea, Colletotrichum gloeosporioides and Fusarium oxysporum. S. griseocarneus R132 showed the highest values of inhibition of phytopathogens, varying from 73.93% for B. dothidea, to 57.24% for F. oxysporum, besides significantly controlling (Kruskal-Wallis, p> 0.05) the development of the symptoms of anthracnose (causative agent C. gloeosporioides) in fruits and plants of Capsicum annuum. The antibiotic was caused by compounds synthesized by the strain S. griseocarneus R132 because the extract obtained from the fermentation of this species was able to inhibit the growth of all phytopathogens evaluated. The application of the extract in the fruits of Capsicum annuum efficiently (T test, p <0.05) controlled the anthracnose symptoms reducing the lesion size by 30%. S. griseocarneus R132 promoted significant growth of C. annuum (T test, p <0.05) in 42% of shoot dry mass. This work reveals important groups of endophytic bacteria in P. cupana and that especially the host organ modulates the structure and interactions in this community. The strain Streptomyces griseocarneus R132 is promising for the biological control of phytopathogens both for pre-harvest and post-harvest and its extracts have substances of interest for new bioprospecting studies. This work opens opportunities to study the application of isolated strains in the bioprospecting of processes and products. |
Palavra-chave: | Controle biológico |
Palavra-chave em lingua estrangeira: | Biological control |
CNPq: | CNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS |
Idioma: | por |
País: | Brasil |
Instituição: | Universidade Federal de Mato Grosso |
Sigla da instituição: | UFMT CUC - Cuiabá |
Departamento: | Instituto de Biociências (IB) |
Programa: | Programa de Pós-Graduação em Biotecnologia e Biodiversidade – Rede Pró-Centro-Oeste - PPGBB |
Referência: | LIOTTI, Rhavena Graziela. Comunidade de bactéricas endofíticas de Paullinia cupana var. sorbilis (Mart.) Ducke e seu potencial biotecnológico. 2017. 205 f. Tese (Doutorado em Biotecnologia e Biodiversidade) - Rede Pró-Centro-Oeste, Universidade Federal de Mato Grosso, Instituto de Biociências, Cuiabá, 2017. |
Tipo de acesso: | Acesso Aberto |
URI: | http://ri.ufmt.br/handle/1/6246 |
Data defesa documento: | 19-Dec-2017 |
Aparece na(s) coleção(ções): | CUC – IB – PPGBB – Teses de doutorado |
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