Genômica e diversidade de Rhizobium Tropici, uma espécie tropical microssimbionte do feijoeiro Phaseolus Vulgaris L

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Pinto, Fabiana Gisele da Silva
Data de Publicação: 2024
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UEL
Texto Completo: https://repositorio.uel.br/handle/123456789/10751
Resumo: Resumo: O Brasil é o maior produtor e consumidor mundial de feijão (Phaseolus vulgaris L) O rendimento médio nacional é bastante baixo, devido, principalmente, ao baixo nível de tecnologia empregado na cultura, ao cultivo em solos de baixa fertilidade, especialmente pobres em N Conseqüentemente, o suprimento adequado de N pela simbiose com bactérias diazotróficas, representa uma alternativa para aumentar os rendimentos nacionais a um baixo custo, contudo, problemas relacionados à nodulação e fixação do N2 com as estirpes nativas dos solos são relatados com freqüência Neste trabalho foram conduzidos dois estudos, sendo que no primeiro foi realizada à caracterização de diversidade genética, pela avaliação de genes simbióticos e não simbióticos, de estirpes de Rhizobium tropici, com alta capacidade de fixação do N2 em condições tropicais e isoladas de quatro regiões brasileiras A técnica de PCR-RFLP dos genes ribossomais 16S e 23S e a análise do seqüenciamento do gene 16S rRNA permitiram a identificação de dois grupos, um relacionado às estirpes de R tropici tipo A e outro às de R tropici tipo B A diversidade dos genes ribossomais foi elevada, indicando que as estirpes do tipo A podem representar uma nova espécie Além disso, foi constatada diversidade genética intraespecífica elevada, pela análise por rep-PCR com os -primers" BOX, ERIC e REP Contudo, na análise de PCR-RFLP dos genes simbióticos, nifH e nodC, todas as estirpes de R tropici apresentaram uma única combinação de perfis, o que pode refletir uma estratégia evolucionária dessas estirpes para a maximização da fixação de N2 No segundo estudo foi realizado o seqüenciamento e a bioprospecção parcial de genes da estirpe PRF 81 (=SEMIA 48) de R tropici, altamente eficiente no processo de fixação do N2 e recomendada para o uso de inoculantes comerciais no Brasil O genoma dessa estirpe foi estimado em 7,85 Mb, pela técnica de eletroforese em campo pulsado (PFGE) Foram obtidas 2192 CDSs, sendo classificadas como válidas (1255), hipotéticas conservadas (668) ou hipotéticas (269) A estratégia de panorama genômico, para a obtenção de genoma parcial, mostrou-se viável e eficiente, uma vez que foram identificados genes putativos na maioria das classes funcionais dos bancos de dados KEGG e COG Foram identificados genes do metabolismo de aminoácidos, carboidratos e lipídeos, bem como relacionados à biodegradação, quimiotaxia e, provavelmente, a mecanismos de infecção, com ênfase em genes relacionados aos sistemas de secreção dos tipos II e III Além disso, foram identificados genes relacionados à capacidade competitiva, saprofítica e ao processo de fixação biológica do N2 A estratégia de panorama genômico utilizada na estirpe PRF 81 indicou um mosaico de similaridade com diversos outros rizóbios Além disso, foram identificados alguns genes promissores para manipulações futuras visando obter incrementos no processo de fixação biológica do N2, não só com o feijoeiro, como em outras leguminosas
id UEL_ff65df515a53e03124cdbb6d353706d5
oai_identifier_str oai:repositorio.uel.br:123456789/10751
network_acronym_str UEL
network_name_str Repositório Institucional da UEL
repository_id_str
spelling Genômica e diversidade de Rhizobium Tropici, uma espécie tropical microssimbionte do feijoeiro Phaseolus Vulgaris LRizóbioMicroorganismos fixadores de nitrogênioFeijão comumGenética microbianaPhaseolus vulgarisRhizobiumMicrobial geneticsResumo: O Brasil é o maior produtor e consumidor mundial de feijão (Phaseolus vulgaris L) O rendimento médio nacional é bastante baixo, devido, principalmente, ao baixo nível de tecnologia empregado na cultura, ao cultivo em solos de baixa fertilidade, especialmente pobres em N Conseqüentemente, o suprimento adequado de N pela simbiose com bactérias diazotróficas, representa uma alternativa para aumentar os rendimentos nacionais a um baixo custo, contudo, problemas relacionados à nodulação e fixação do N2 com as estirpes nativas dos solos são relatados com freqüência Neste trabalho foram conduzidos dois estudos, sendo que no primeiro foi realizada à caracterização de diversidade genética, pela avaliação de genes simbióticos e não simbióticos, de estirpes de Rhizobium tropici, com alta capacidade de fixação do N2 em condições tropicais e isoladas de quatro regiões brasileiras A técnica de PCR-RFLP dos genes ribossomais 16S e 23S e a análise do seqüenciamento do gene 16S rRNA permitiram a identificação de dois grupos, um relacionado às estirpes de R tropici tipo A e outro às de R tropici tipo B A diversidade dos genes ribossomais foi elevada, indicando que as estirpes do tipo A podem representar uma nova espécie Além disso, foi constatada diversidade genética intraespecífica elevada, pela análise por rep-PCR com os -primers" BOX, ERIC e REP Contudo, na análise de PCR-RFLP dos genes simbióticos, nifH e nodC, todas as estirpes de R tropici apresentaram uma única combinação de perfis, o que pode refletir uma estratégia evolucionária dessas estirpes para a maximização da fixação de N2 No segundo estudo foi realizado o seqüenciamento e a bioprospecção parcial de genes da estirpe PRF 81 (=SEMIA 48) de R tropici, altamente eficiente no processo de fixação do N2 e recomendada para o uso de inoculantes comerciais no Brasil O genoma dessa estirpe foi estimado em 7,85 Mb, pela técnica de eletroforese em campo pulsado (PFGE) Foram obtidas 2192 CDSs, sendo classificadas como válidas (1255), hipotéticas conservadas (668) ou hipotéticas (269) A estratégia de panorama genômico, para a obtenção de genoma parcial, mostrou-se viável e eficiente, uma vez que foram identificados genes putativos na maioria das classes funcionais dos bancos de dados KEGG e COG Foram identificados genes do metabolismo de aminoácidos, carboidratos e lipídeos, bem como relacionados à biodegradação, quimiotaxia e, provavelmente, a mecanismos de infecção, com ênfase em genes relacionados aos sistemas de secreção dos tipos II e III Além disso, foram identificados genes relacionados à capacidade competitiva, saprofítica e ao processo de fixação biológica do N2 A estratégia de panorama genômico utilizada na estirpe PRF 81 indicou um mosaico de similaridade com diversos outros rizóbios Além disso, foram identificados alguns genes promissores para manipulações futuras visando obter incrementos no processo de fixação biológica do N2, não só com o feijoeiro, como em outras leguminosasTese (Doutorado em Microbiologia) - Universidade Estadual de Londrina, Centro de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em MicrobiologiaAbstract: Brazil is the largest worldwide bean (Phaseolus vulgaris L) producer and consumer The average domestic yield is quite low, mainly due to the low level of technology employed in the crop, and to cultivation in low fertility soils, especially those that are poor in N Consequently, an adequate supply of N provided by symbiosis with diazotrophic bacteria represents an alternative to increase domestic yield at low cost; however, problems related to nodulation and N2 fixation with native strains in the soils are frequently reported In this work, two studies were conducted: the first we performed a genetic diversity characterization, by evaluating symbiotic and non-symbiotic genes from Rhizobium tropici strains with high N2 fixation capacity under tropical conditions, isolated from four Brazilian regions The PCR-RFLP analysis for ribosomal genes 16S and 23S, and the sequencing analysis for gene 16S rRNA allowed two groups to be identified, one related to R tropici type A and another to type B R tropici strains A high diversity of ribosomal genes was obtained, indicating that type A strains may represent a new species In addition, high intraspecific genetic diversity was verified via rep-PCR analysis using BOX, ERIC, and REP primers However, in the PCR-RFLP analysis for the symbiotic genes nifH and nodC, all R tropici strains presented only one combination of profiles, which might reflect an evolutionary strategy of these strains to maximize N2 fixation In the second study, consisted in the sequencing and partial bioprospecting of genes of the R tropici PRF 81 strain (=SEMIA 48), highly effective in the N2 fixation process and recommended to be used with commercial inoculants in Brazil The genome of this strain was estimated at 785 Mb by the pulsed field gel electrophoresis technique (PFGE) We obtained 2192 CDSs, classified as valid (1255), conserved hypothetical (668), or hypothetical (269) The draft genome strategy to obtain partial genomic sequences proved viable and effective, since putative genes were identified in most functional classes of the KEGG and COG databases Genes for the metabolism of amino acids, carbohydrates, and lipids were identified, as well as genes related to biodegradation, chemotaxis and, probably, infection mechanisms, with emphasis on genes related to type II and type III secretion systems In addition were identified genes related to competitive and saprophytic capacity and to the N2 biological fixation process The draft genome strategy used for strain PRF 81 indicated a mosaic of similarity with several other rhizobia In addition, some promising genes were identified for future manipulations aimed at obtaining increases in the N2 biological fixation process, not only in bean plants, but in other legumeHungria, Mariangela [Orientador]Barcellos, Fernando GomesFurlaneto, Márcia CristinaAndrade, Diva de SouzaNicolás, Marisa FabianaPinto, Fabiana Gisele da Silva2024-05-01T12:48:35Z2024-05-01T12:48:35Z2007.0015.02.2007info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfhttps://repositorio.uel.br/handle/123456789/10751porDoutoradoMicrobiologiaCentro de Ciências BiológicasPrograma de Pós-Graduação em MicrobiologiaLondrinareponame:Repositório Institucional da UELinstname:Universidade Estadual de Londrina (UEL)instacron:UELinfo:eu-repo/semantics/openAccess2024-07-12T04:19:49Zoai:repositorio.uel.br:123456789/10751Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.bibliotecadigital.uel.br/PUBhttp://www.bibliotecadigital.uel.br/OAI/oai2.phpbcuel@uel.br||opendoar:2024-07-12T04:19:49Repositório Institucional da UEL - Universidade Estadual de Londrina (UEL)false
dc.title.none.fl_str_mv Genômica e diversidade de Rhizobium Tropici, uma espécie tropical microssimbionte do feijoeiro Phaseolus Vulgaris L
title Genômica e diversidade de Rhizobium Tropici, uma espécie tropical microssimbionte do feijoeiro Phaseolus Vulgaris L
spellingShingle Genômica e diversidade de Rhizobium Tropici, uma espécie tropical microssimbionte do feijoeiro Phaseolus Vulgaris L
Pinto, Fabiana Gisele da Silva
Rizóbio
Microorganismos fixadores de nitrogênio
Feijão comum
Genética microbiana
Phaseolus vulgaris
Rhizobium
Microbial genetics
title_short Genômica e diversidade de Rhizobium Tropici, uma espécie tropical microssimbionte do feijoeiro Phaseolus Vulgaris L
title_full Genômica e diversidade de Rhizobium Tropici, uma espécie tropical microssimbionte do feijoeiro Phaseolus Vulgaris L
title_fullStr Genômica e diversidade de Rhizobium Tropici, uma espécie tropical microssimbionte do feijoeiro Phaseolus Vulgaris L
title_full_unstemmed Genômica e diversidade de Rhizobium Tropici, uma espécie tropical microssimbionte do feijoeiro Phaseolus Vulgaris L
title_sort Genômica e diversidade de Rhizobium Tropici, uma espécie tropical microssimbionte do feijoeiro Phaseolus Vulgaris L
author Pinto, Fabiana Gisele da Silva
author_facet Pinto, Fabiana Gisele da Silva
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Hungria, Mariangela [Orientador]
Barcellos, Fernando Gomes
Furlaneto, Márcia Cristina
Andrade, Diva de Souza
Nicolás, Marisa Fabiana
dc.contributor.author.fl_str_mv Pinto, Fabiana Gisele da Silva
dc.subject.por.fl_str_mv Rizóbio
Microorganismos fixadores de nitrogênio
Feijão comum
Genética microbiana
Phaseolus vulgaris
Rhizobium
Microbial genetics
topic Rizóbio
Microorganismos fixadores de nitrogênio
Feijão comum
Genética microbiana
Phaseolus vulgaris
Rhizobium
Microbial genetics
description Resumo: O Brasil é o maior produtor e consumidor mundial de feijão (Phaseolus vulgaris L) O rendimento médio nacional é bastante baixo, devido, principalmente, ao baixo nível de tecnologia empregado na cultura, ao cultivo em solos de baixa fertilidade, especialmente pobres em N Conseqüentemente, o suprimento adequado de N pela simbiose com bactérias diazotróficas, representa uma alternativa para aumentar os rendimentos nacionais a um baixo custo, contudo, problemas relacionados à nodulação e fixação do N2 com as estirpes nativas dos solos são relatados com freqüência Neste trabalho foram conduzidos dois estudos, sendo que no primeiro foi realizada à caracterização de diversidade genética, pela avaliação de genes simbióticos e não simbióticos, de estirpes de Rhizobium tropici, com alta capacidade de fixação do N2 em condições tropicais e isoladas de quatro regiões brasileiras A técnica de PCR-RFLP dos genes ribossomais 16S e 23S e a análise do seqüenciamento do gene 16S rRNA permitiram a identificação de dois grupos, um relacionado às estirpes de R tropici tipo A e outro às de R tropici tipo B A diversidade dos genes ribossomais foi elevada, indicando que as estirpes do tipo A podem representar uma nova espécie Além disso, foi constatada diversidade genética intraespecífica elevada, pela análise por rep-PCR com os -primers" BOX, ERIC e REP Contudo, na análise de PCR-RFLP dos genes simbióticos, nifH e nodC, todas as estirpes de R tropici apresentaram uma única combinação de perfis, o que pode refletir uma estratégia evolucionária dessas estirpes para a maximização da fixação de N2 No segundo estudo foi realizado o seqüenciamento e a bioprospecção parcial de genes da estirpe PRF 81 (=SEMIA 48) de R tropici, altamente eficiente no processo de fixação do N2 e recomendada para o uso de inoculantes comerciais no Brasil O genoma dessa estirpe foi estimado em 7,85 Mb, pela técnica de eletroforese em campo pulsado (PFGE) Foram obtidas 2192 CDSs, sendo classificadas como válidas (1255), hipotéticas conservadas (668) ou hipotéticas (269) A estratégia de panorama genômico, para a obtenção de genoma parcial, mostrou-se viável e eficiente, uma vez que foram identificados genes putativos na maioria das classes funcionais dos bancos de dados KEGG e COG Foram identificados genes do metabolismo de aminoácidos, carboidratos e lipídeos, bem como relacionados à biodegradação, quimiotaxia e, provavelmente, a mecanismos de infecção, com ênfase em genes relacionados aos sistemas de secreção dos tipos II e III Além disso, foram identificados genes relacionados à capacidade competitiva, saprofítica e ao processo de fixação biológica do N2 A estratégia de panorama genômico utilizada na estirpe PRF 81 indicou um mosaico de similaridade com diversos outros rizóbios Além disso, foram identificados alguns genes promissores para manipulações futuras visando obter incrementos no processo de fixação biológica do N2, não só com o feijoeiro, como em outras leguminosas
publishDate 2024
dc.date.none.fl_str_mv 15.02.2007
2007.00
2024-05-01T12:48:35Z
2024-05-01T12:48:35Z
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/doctoralThesis
format doctoralThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv https://repositorio.uel.br/handle/123456789/10751
url https://repositorio.uel.br/handle/123456789/10751
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.relation.none.fl_str_mv Doutorado
Microbiologia
Centro de Ciências Biológicas
Programa de Pós-Graduação em Microbiologia
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.coverage.none.fl_str_mv Londrina
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Institucional da UEL
instname:Universidade Estadual de Londrina (UEL)
instacron:UEL
instname_str Universidade Estadual de Londrina (UEL)
instacron_str UEL
institution UEL
reponame_str Repositório Institucional da UEL
collection Repositório Institucional da UEL
repository.name.fl_str_mv Repositório Institucional da UEL - Universidade Estadual de Londrina (UEL)
repository.mail.fl_str_mv bcuel@uel.br||
_version_ 1809823258096173056