Desvendando a interação mutualística planta-microbiota sob a perspectiva do genoma de uma bactéria isolada do microbioma da cana-de-açúcar : Unveiling plant-microbiota mutualistic interaction under the perspective of a bacterial genome isolated from sugarcane microbiome

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Magrini, Marcio Luiz, 1987-
Data de Publicação: 2020
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
Texto Completo: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1640568
Resumo: Orientador: Paulo Arruda
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B04, estimulou o crescimento de plantas de milho quando inoculada isoladamente ou em conjunto com outras bactérias do microbioma da cana. Neste trabalho, o genoma da bactéria B04 foi sequenciado utilizando a tecnologia shotgun com reads gerados em sequenciador Illumina HiSeq 2500. O trabalho mostra as estratégias para montagem do genoma gerada na forma de metagenomas, assim como uma análise detalhada dos genes codificados para o genoma da bacteria B04. Os genes foram mapeados e anotados, sob a perspectiva da genômica funcional, revelando operons, cassetes genômicos e vias metabólicas potencialmente associados a eficiência de colonização. O genoma da bactéria B04 é enriquecido em genes que codificam proteínas e enzimas necessárias pela aquisição e metabolismo de aminoácidos, ácidos orgânicos, açúcares e compostos aromáticos exudados pelas raízes das plantas. Uma análise pangenômica comparando a bactéria B04 com 46 bactérias do gênero Ensifer, revelou que as bactérias não-noduladoras desse gênero possuem genoma enriquecido em genes que codificam transportadores ABC. Destes, as categorias mais enriquecidas estão relacionadas com o transporte de açúcares, nitrato, sulfonato, bicarbonato, aminoácidos de cadeia ramificada, glicerol-3-fosfato, Fe3+ e prolina/glicina betaína. A análise comparativa revelou também que a bactéria Ensifer B04 apresenta um gene exclusivo relacionado com transportadores ABC associados ao transporte de prolina. Os resultados obtidos neste trabalho mostram que a bactéria Ensifer sp. B04, embora não apresente características tradicionalmente descritas como importantes para a interação planta-bactéria, como fixação de nitrogênio e produção de fito-hormônios, apresenta em seu genoma um amplo espectro de mecanismos relacionados com o estabelecimento da colonização de plantas. A análise de genes, operons e cassetes relacionados a estes mecanismos sob a perspectiva de diversas abordagens nos lança luz sobre o potencial genômico desta bactéria em relação a sua capacidade de ser uma colonizadora robustaAbstract: This study's objectives were to assemble the genome, annotate the genes and identify metabolic functions of a bacteria isolated from the sugarcane microbiome. This bacteria, named Ensifer sp. B04, identified as a robust colonizer when inoculated in plants, stimulated plant growth, both isolated or in a synthetic community inoculum designed from the sugarcane microbiome. In this work, the Ensifer sp. B04 genome was sequenced in an Illumina HiSeq 2500 sequencer, through shotgun technology. Here, we identify the strategies used to assemble that genome and present a detailed analysis of its protein-coding genes. These genes were mapped and annotated from a functional genomics perspective, thus revealing operons, genomic cassettes and metabolic pathways potentially associated with colonization efficiency. The Ensifer sp. B04's genome has enriched genes regarding proteins and enzymes required for acquisition and metabolism of aminoacids, organic acids, carbohydrates and aromatic compounds exuded by plants' roots. A pangenomic analysis, comparing the B04 bacterium with 46 other bacteria of the same genera, revealed that non-nodulating bacteria have enriched genes related to ABC transporter proteins. Among these genes, the most enriched ones are related to transportation of sugar, nitrate, sulfonate, bicarbonate, branched chain amino acids, glycerol-3-phosphate, Fe3 + and proline/glycine betaine. This analysis also showed that the Ensifer B04 bacteria has a unique gene related to the proline/glycine betaine ABC transporter category. Our results show that the Ensifer sp. B04, although it does not show characteristics traditionally described as important for plant-bacterial interaction, such as nitrogen fixation and phytohormones production, it presents a broad spectrum of mechanisms related to the establishment of plants colonization. The analysis of genes, operons and cassettes related to these mechanisms, from a diversified perspective, reveals this bacterium's genomic potential regarding its ability to be a robust colonizerMestradoGenética Vegetal e MelhoramentoMestre em Genética e Biologia MolecularFAPESP2017/05951-4[s.n.]Arruda, Paulo, 1952-Persinoti, Gabriela FelixBrandão, Marcelo MendesUniversidade Estadual de Campinas. Instituto de BiologiaPrograma de Pós-Graduação em Genética e Biologia MolecularUNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINASMagrini, Marcio Luiz, 1987-20202020-02-28T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdf1 recurso online ( 73 p.) : il., digital, arquivo PDF.https://hdl.handle.net/20.500.12733/1640568MAGRINI, Marcio Luiz. Desvendando a interação mutualística planta-microbiota sob a perspectiva do genoma de uma bactéria isolada do microbioma da cana-de-açúcar : Unveiling plant-microbiota mutualistic interaction under the perspective of a bacterial genome isolated from sugarcane microbiome . 2020. 1 recurso online ( 73 p.) Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia, Campinas, SP. Disponível em: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1640568. 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