Taxonomia e filogenia molecular de rizóbios microssimbiontes de feijoeiro (Phaseolus vulgaris L.)
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Data de Publicação: | 2024 |
Tipo de documento: | Tese |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da UEL |
Texto Completo: | https://repositorio.uel.br/handle/123456789/12218 |
Resumo: | Resumo: O feijão comum (Phaseolus vulgaris L) é uma leguminosa que foi originalmente domesticada nas Américas Central e do Sul Os rizóbios são bactérias que vivem em simbiose com algumas leguminosas, resultando em um complexo processo denominado fixação biológica de nitrogênio Apesar da alta diversidade procariótica presente no solo, o grande desafio consiste em identificar e classificar um número cada vez maior de microrganismos, de modo que se consiga extrair ao máximo o potencial tecnológico dessas bactérias em favor de um incremento no rendimento das culturas e na sustentabilidade da agricultura Os estudos taxonômicos possuem um papel fundamental para a classificação dessa biodiversidade Atualmente, a filogenia dos procariotos é baseada principalmente no gene 16S RNAr, embora alguns estudos tenham demonstrado que os genes ribossomais podem, ocasionalmente, sofrer transferência horizontal e recombinação genética, fazendo com que os resultados nem sempre possam refletir a verdadeira filogenia procariótica Além disso, o gene 16S RNAr apresenta um nível elevado de conservação, dificultando a identificação e classificação taxonômica para grupos de microrganismos intimamente relacionados Com isso, a técnica de MLSA (Multilocus Sequencing Analysis), que consiste na análise concatenada de pelo menos cinco genes conservados e que estejam presentes em todos os organismos em análise, vem sendo empregada para conferir maior confiabilidade a estudos taxonômicos e de filogenia No primeiro trabalho desta tese foi realizado um estudo polifásico, incluindo caracterização morfo-fisiológica, genética por rep-PCR e MLSA e hibridização DNA-DNA, com o objetivo de reclassificar as estirpes hoje denominadas como R tropici tipo A, em um nova espécie, R leucaenae, sendo a estirpe CFN 299T proposta como estirpe tipo da nova espécie No segundo trabalho, foram utilizadas quinze estirpes de rizóbios microssimbiontes do feijoeiro provenientes do México, Equador e Brasil, com o objetivo de correlacioná-las taxonomicamente e filogeneticamente, através da técnica de MLSA As análises dos cinco genes (recA, rpoA, gltA, glnII, gyrB), além do 16S RNAr indicaram a formação de três grupos principais envolvendo essas estirpes Oito estirpes ficaram agrupadas com R etli e R leguminosarum, que por serem duas espécies intimamente relacionadas evolutivamente, só foram claramente separadas e identificadas na árvore concatenada com os cinco genes Três estirpes agruparam com R tropici, com nítida separação entre os tipos A (agora proposto como R leucaenae) e B, principalmente na árvore concatenada Outras quatro estirpes foram posicionadas no grupo de R radiobacter, mas pela grande distância evolutiva apresentada, podem ser representantes de uma nova espécie Em ambos os trabalhos a técnica de MLSA demonstrou ser uma ferramenta rápida e confiável para a identificação precisa e consistente quando comparada à utilização de apenas um gene, principalmente dentro do grupo dos rizóbios |
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Taxonomia e filogenia molecular de rizóbios microssimbiontes de feijoeiro (Phaseolus vulgaris L.)RizóbioRizóbioFilogeniaTaxonomia vegetalMicroorganismos fixadores de nitrogênioRhizobiumMicro-organisms, Nitrogen-fixingRhizobiumTaxonomyResumo: O feijão comum (Phaseolus vulgaris L) é uma leguminosa que foi originalmente domesticada nas Américas Central e do Sul Os rizóbios são bactérias que vivem em simbiose com algumas leguminosas, resultando em um complexo processo denominado fixação biológica de nitrogênio Apesar da alta diversidade procariótica presente no solo, o grande desafio consiste em identificar e classificar um número cada vez maior de microrganismos, de modo que se consiga extrair ao máximo o potencial tecnológico dessas bactérias em favor de um incremento no rendimento das culturas e na sustentabilidade da agricultura Os estudos taxonômicos possuem um papel fundamental para a classificação dessa biodiversidade Atualmente, a filogenia dos procariotos é baseada principalmente no gene 16S RNAr, embora alguns estudos tenham demonstrado que os genes ribossomais podem, ocasionalmente, sofrer transferência horizontal e recombinação genética, fazendo com que os resultados nem sempre possam refletir a verdadeira filogenia procariótica Além disso, o gene 16S RNAr apresenta um nível elevado de conservação, dificultando a identificação e classificação taxonômica para grupos de microrganismos intimamente relacionados Com isso, a técnica de MLSA (Multilocus Sequencing Analysis), que consiste na análise concatenada de pelo menos cinco genes conservados e que estejam presentes em todos os organismos em análise, vem sendo empregada para conferir maior confiabilidade a estudos taxonômicos e de filogenia No primeiro trabalho desta tese foi realizado um estudo polifásico, incluindo caracterização morfo-fisiológica, genética por rep-PCR e MLSA e hibridização DNA-DNA, com o objetivo de reclassificar as estirpes hoje denominadas como R tropici tipo A, em um nova espécie, R leucaenae, sendo a estirpe CFN 299T proposta como estirpe tipo da nova espécie No segundo trabalho, foram utilizadas quinze estirpes de rizóbios microssimbiontes do feijoeiro provenientes do México, Equador e Brasil, com o objetivo de correlacioná-las taxonomicamente e filogeneticamente, através da técnica de MLSA As análises dos cinco genes (recA, rpoA, gltA, glnII, gyrB), além do 16S RNAr indicaram a formação de três grupos principais envolvendo essas estirpes Oito estirpes ficaram agrupadas com R etli e R leguminosarum, que por serem duas espécies intimamente relacionadas evolutivamente, só foram claramente separadas e identificadas na árvore concatenada com os cinco genes Três estirpes agruparam com R tropici, com nítida separação entre os tipos A (agora proposto como R leucaenae) e B, principalmente na árvore concatenada Outras quatro estirpes foram posicionadas no grupo de R radiobacter, mas pela grande distância evolutiva apresentada, podem ser representantes de uma nova espécie Em ambos os trabalhos a técnica de MLSA demonstrou ser uma ferramenta rápida e confiável para a identificação precisa e consistente quando comparada à utilização de apenas um gene, principalmente dentro do grupo dos rizóbiosTese (Doutorado em Microbiologia) - Universidade Estadual de Londrina, Centro de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em MicrobiologiaAbstract: Common bean (Phaseolus vulgaris L) is a legume originally domesticated in Americas Central and South Rhizobia are bacteria that live in symbiosis with legumes, resulting in a complex process called biological nitrogen fixation Despite the high prokaryotic diversity present in the soil, a great challenge has been to identify and to classify an increasing number of microorganisms, aiming at extracting the highest biotechnological potential of these bacteria in favor of an increase in crop yields and agriculture sustainability Taxonomic studies play a key role in the classification of biodiversity Currently, the phylogeny of prokaryotes is mainly based on the analysis of the 16S rRNA, although some studies have shown that the ribosomal genes may occasionally undergo horizontal transfer and recombination, so that the results may not always reflect the true phylogeny of prokaryotes In addition, the 16S rRNA gene has a high level of conservation, making the identification and taxonomic classification of groups of closely related microorganisms very difficult Therefore, the MLSA (Multilocus Sequencing Analysis) technique, which consists of the analysis of at least five conserved genes present in all analysed microrganisms, has been used to add reliability to the taxonomy and phylogeny In the first study of this thesis we carried out a polyphasic study, including morpho-physiological and genetic (rep-PCR and MLSA) characterization, in addition to DNA-DNA hybridization, in order to reclassify the strains now known as R tropici type A as a new species, R leucaenae, with the strain CFN 299T being proposed as the type strain In the second study, we used fifteen strains of bean rhizobia microsymbionts from Mexico, Ecuador and Brazil, in order to correlate them taxonomically and phylogenetically, by using the MLSA technique The analysis of the five genes (recA, rpoA, gltA, glnII, gyrB), and the 16S rRNA indicated the formation of three main groups Eight strains were grouped with R etli and R leguminosarum, which are evolutionarily closely related species and were not clearly separated and identified in the tree with the five concatenated genes Three strains clustered with R tropici, and a clear separation between types A (now proposed as R leucaenae) and B was observed, especially in the concatenated tree Four other strains were placed in the group of R radiobacter, but given the large evolutionary distance, may they might well represent a new species In both studies the MLSA technique proved to be a fast and reliable tool for accurate and consistent identification when compared to the use of only one gene, especially within the group of rhizobiaCunha, Mariangela Hungria da [Orientador]Pavanelli, Pâmela Menna PereiraNogueira, Marco AntônioAndrade, Diva de SouzaBarcellos, Fernando GomesRibeiro, Renan Augusto2024-05-01T13:50:18Z2024-05-01T13:50:18Z2011.0027.05.2011info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfhttps://repositorio.uel.br/handle/123456789/12218porDoutoradoMicrobiologiaCentro de Ciências BiológicasPrograma de Pós-Graduação em MicrobiologiaLondrinareponame:Repositório Institucional da UELinstname:Universidade Estadual de Londrina (UEL)instacron:UELinfo:eu-repo/semantics/openAccess2024-07-12T04:20:04Zoai:repositorio.uel.br:123456789/12218Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.bibliotecadigital.uel.br/PUBhttp://www.bibliotecadigital.uel.br/OAI/oai2.phpbcuel@uel.br||opendoar:2024-07-12T04:20:04Repositório Institucional da UEL - 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Resumo: O feijão comum (Phaseolus vulgaris L) é uma leguminosa que foi originalmente domesticada nas Américas Central e do Sul Os rizóbios são bactérias que vivem em simbiose com algumas leguminosas, resultando em um complexo processo denominado fixação biológica de nitrogênio Apesar da alta diversidade procariótica presente no solo, o grande desafio consiste em identificar e classificar um número cada vez maior de microrganismos, de modo que se consiga extrair ao máximo o potencial tecnológico dessas bactérias em favor de um incremento no rendimento das culturas e na sustentabilidade da agricultura Os estudos taxonômicos possuem um papel fundamental para a classificação dessa biodiversidade Atualmente, a filogenia dos procariotos é baseada principalmente no gene 16S RNAr, embora alguns estudos tenham demonstrado que os genes ribossomais podem, ocasionalmente, sofrer transferência horizontal e recombinação genética, fazendo com que os resultados nem sempre possam refletir a verdadeira filogenia procariótica Além disso, o gene 16S RNAr apresenta um nível elevado de conservação, dificultando a identificação e classificação taxonômica para grupos de microrganismos intimamente relacionados Com isso, a técnica de MLSA (Multilocus Sequencing Analysis), que consiste na análise concatenada de pelo menos cinco genes conservados e que estejam presentes em todos os organismos em análise, vem sendo empregada para conferir maior confiabilidade a estudos taxonômicos e de filogenia No primeiro trabalho desta tese foi realizado um estudo polifásico, incluindo caracterização morfo-fisiológica, genética por rep-PCR e MLSA e hibridização DNA-DNA, com o objetivo de reclassificar as estirpes hoje denominadas como R tropici tipo A, em um nova espécie, R leucaenae, sendo a estirpe CFN 299T proposta como estirpe tipo da nova espécie No segundo trabalho, foram utilizadas quinze estirpes de rizóbios microssimbiontes do feijoeiro provenientes do México, Equador e Brasil, com o objetivo de correlacioná-las taxonomicamente e filogeneticamente, através da técnica de MLSA As análises dos cinco genes (recA, rpoA, gltA, glnII, gyrB), além do 16S RNAr indicaram a formação de três grupos principais envolvendo essas estirpes Oito estirpes ficaram agrupadas com R etli e R leguminosarum, que por serem duas espécies intimamente relacionadas evolutivamente, só foram claramente separadas e identificadas na árvore concatenada com os cinco genes Três estirpes agruparam com R tropici, com nítida separação entre os tipos A (agora proposto como R leucaenae) e B, principalmente na árvore concatenada Outras quatro estirpes foram posicionadas no grupo de R radiobacter, mas pela grande distância evolutiva apresentada, podem ser representantes de uma nova espécie Em ambos os trabalhos a técnica de MLSA demonstrou ser uma ferramenta rápida e confiável para a identificação precisa e consistente quando comparada à utilização de apenas um gene, principalmente dentro do grupo dos rizóbios |
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