A diversidade microbiana em ambientes aquáticos e sua associação com plantas carnívoras ainda é pouco estudada. Assim, a comunidade bacteriana da planta carnívora Utricularia gibba e do seu meio aquático foi avaliada por meio do seqüenciamento em larga escala (454 Roche) de uma biblioteca do gene 16S rRNA. Os resultados indicaram que a comunidade bacteriana na água é significativamente diferente da comunidade dos utrículos. Além disso, a comunidade bacteriana da água é composta principalmente por membros dos filos Proteobacteria, Actinobacteria, Firmicutes e Verrucomicrobia, enquanto que a comunidade presente me U. gibba é composta por membros dos filos Proteobacteria, Firmicutes, Cyanobacteria e Acidobacteria. O gênero Polynucleobacter foi dominante nos dois ambientes aquáticos, mas não foi detectado no interior dos utrículos, onde Acidobacterium e Methylococcus foram os gêneros dominantes. Assim, uma comunidade bacteriana específica no interior dos utrículos deve ter sido selecionada a partir do ambiente, podendo esta atuar na degradação das presas. / The microbial diversity of aquatic environments and their association to carnivorous plants is still poor studied. Thus, the bacterial community associated to traps of Utricularia gibba and its aquatic environment was evaluated by large-scale sequencing (454 Roche) of 16S rRNA library from these environments. The results indicated the bacterial community in water is significantly different from the community of utricles. In addition, the bacterial community detected in water environment is mainly composed by Proteobacteria, Actinobacteria, Firmicutes and Verrucomicrobia, while in utricules of U. gibba the community is composed by Proteobacteria, Firmicutes, Cyanobacteria and Acidobacteria. The genus Polynucleobacter was dominant in water, but was not detected in association with the plant. Inside the plant, the genus Acidobacterium and Methylococcus were dominant, but were not detected in water samples. Thus, a specific bacterial community within the utricles should have been selected from the environment, and could play a role in prey degradation.

As culturas da soja e milho são de grande importância econômica mundial e também para o Brasil, onde a área cultivada com essas duas culturas está estimada em 45.855.900 mil hectares, distribuídas em todos estados produtores conforme suas características. A estimativa da safra mundial de soja em 2015/16 apresentou uma redução na produção global da oleaginosa para 319,0 milhões de ton, volume 1,1 milhão de ton inferior ao levantamento de dezembro de 2015. Ainda assim, trata-se de um volume recorde. Para o milho, a produção global foi de 967,9 milhões de ton, com uma redução no volume de 5,9 milhões de ton em relação ao levantamento realizado em dezembro de 2015. Nessas duas culturas são comumente utilizadas bactérias fixadoras de nitrogênio (BFN), reduzindo ou até mesmo, eliminando a aplicação de adubos nitrogenados. Estudos apontam que a simbiose entre BFN e as culturas soja e milho pode ser otimizada mediante a coinoculação com rizobatérias promotoras de crescimento de plantas (RPCP). Apesar de promissora, o estudo da utilização de BFN em associação com RPCPs é incipiente no Brasil. Assim, o presente trabalho teve como objetivo monitorar, a partir da marcação bacteriana, a interação entre a linhagem de Burkholderia ambifaria (RZ2MS16), uma rizobactéria proveniente do guaranazeiro e previamente descrita como promotora de crescimento em soja e milho e linhagens das espécies Bradyrhizobium japonicum (SEMIA5079), Bradyrhizobium diazoefficiens (SEMIA5080) e Azospirillum brasilense (Ab-v5 e Ab-v6) que são comercialmente utilizadas como bioinoculantes nessas culturas respectivamente. Os efeitos sinergisticos da interação entre RZ2MS16 e bioinoculantes comercias foram avaliados em experimento de casa de vegetação. Também foi avaliado o efeito da coinoculação de bioinculantes com outra rizobactéria proveniente do guaranazeiro, Bacillus sp. (RZ2MS9). As linhagens foram inoculadas separadamente e coinoculadas, sendo melhores resultados observados com a coinoculação das linhagens. As linhagens marcadas com genes de fluorescência selecionadas para estudo de interação foram RZ2MS16, Ab-v5 e SEMIA5080, sendo essa interação observada por microscopia de fluorescência, com também pelo reisolamento das linhagens marcadas. As linhagens RZ2MS16:pNKGFP e Ab-v5: pWM1013 e SEMIA5080:pWM1013 colonizaram todos os nichos avaliados em milho e soja, respectivamente, sendo também caracterizadas como endofíticos. Assim se observa que estudos desta natureza são de grande importância para um melhor entendimento da interação entre bactéria planta e o efeito da coinoculação no melhor desenvolvimento de plantas comercialmente utilizadas. / The soybean and corn are of great global economic importance and also to Brazil, where the area cultivated with these two crops is estimated at 45.8559 billion hectares, distributed in all producing states according to their characteristics. The estimate of the global soybean crop in 2015/16 showed a reduction in global production of oilseeds to 319.0 million tons, volume 1.1 million tons lower than the survey of December 2015. Still, it is a record volume. For corn, the total production was 967.9 million tons, with a reduction in volume of 5.9 million tons compared to the survey conducted in December 2015. In these two crops are nitrogen fixing bacteria commonly used (BFN), reducing or even eliminating the application of nitrogenous fertilizers. Studies show that the symbiosis between BFN and cultures soy and corn can be optimized by coinoculation with rhizobacteria promoting plant growth (PGPR). Although promising, the study of the use of BFN in association with RPCPs is incipient in Brazil. Thus, this study aimed to monitor, from the bacterial marking the interaction between the strain of Burkholderia ambifaria (RZ2MS16) a rhizobacteria from the guarana and previously described as a growth promoter in soybean and corn and strains of the species Bradyrhizobium japonicum (SEMIA5079), Bradyrhizobium diazoefficiens (SEMIA5080) and Azospirillum brasilense (Ab-v5 and v6-Ab) that are commercially used as inoculant these cultures respectively. The synergistic effects of the interaction between RZ2MS16 and commercial inoculant were evaluated in a greenhouse experiment. It was also evaluated the effect of coinoculation of inoculant with other rhizobacteria from the guarana, Bacillus sp. (RZ2MS9). The strains were inoculated separately and coinoculated, with best results seen with coinoculation lineages. The lines marked with fluorescence genes selected for study interactions were RZ2MS16, Ab-v5 and SEMIA5080, this interaction being observed by fluorescence microscopy with also by reisolation of the marked strains. Strains RZ2MS16: pNKGFP and Ab-v5: pWM1013 and SEMIA5080: pWM1013 colonizing all niches evaluated in corn and soybeans, respectively, also being characterized as endophytes. Thus it is observed that such studies are of great importance for a better understanding of the interaction between plant and bacteria coinoculation the effect of the improved development of plants used commercially.

Bactérias do gênero Methylobacterium são encontradas em associação com espécies vegetais, onde são capazes de promover o crescimento, aumentar a atividade fotossintética e reduzir o ataque de patógenos ao hospedeiro. Além de conferir estas vantagens para a planta hospedeira, estas bactérias podem também produzir biopolímeros (PHA e PHB). Desta forma, o objetivo deste trabalho foi anotar o genoma de Methylobacterium mesophilicum SR1.6/6 e avaliar o seu transcriptoma em estágios iniciais de interação com Citrus sinensis. A análise do genoma mostrou que SR1.6/6 pode produzir auxina, reduzir o estresse da planta alterando os níveis de etileno, apresenta sistema de monitoramento de populacional pelo sistema quorum sensing (QS) e um metabolismo metilotrófico completo. A análise do transcriptoma evidenciou que os exsudatos radiculares de C. sinensis induzem a expressão de genes de resposta ao estresse oxidativo, seguido da indução de genes de adesão e biofilme durante a colonização da planta hospedeira. A interação entre M. mesophilicum SR1.6/6 e a planta hospedeira envolve mecanismos de reconhecimento e adaptação ao estresse, antes mesmo de ocorrer o primeiro contato físico entre a célula bacteriana e a planta hospedeira, seguido da indução de genes de biofilme bacteriano. Além disso, foi estudada uma metodologia para a realização de mutações genéticas em Methylobacterium spp. que permitirá a obtenção de mutantes relacionados com a interação com a planta. / Methylobacterium genus are found in association with plant species, where they are able to promote plant growth, increase the photosynthetic activity and reduce the incidence of pathogens to the host. In addition to providing these benefits to the host plant, these bacteria can also produce biopolymers (PHA and PHB). Thus, the aim was to annotate the genome of Methylobacterium mesophilicum SR1.6 / 6 and assess their transcriptome in the early stages of interaction with Citrus sinensis. Genome analysis showed that SR1.6 / 6 can produce auxin, reduce plant stress by altering ethylene levels, presents population monitoring system (QS) and a complete methylotrophic metabolism. The transcriptomic analysis showed that C. sinensis exudates induce the expression of genes related to oxidative stress followed by induction of adhesion and biofilm genes during colonization of the host plant. The interaction between M. mesophilicum SR1.6 / 6 and the host plant involves recognition mechanisms and adaptation to stress, even before the first physical contact occurs between the bacterial cell and the host plant, followed by the induction of bacterial biofilm genes. Furthermore, a method has been studied for carrying genetic mutations in Methylobacterium spp. allowing the obtaining of mutants related to interaction with the plant.

Submitted by (lucia.rodrigues@ufrpe.br) on 2016-07-04T12:28:13Z No. of bitstreams: 1 Danubia Ramos Moreira de Lima.pdf: 2018961 bytes, checksum: 28f049e2a7315cb47c8a752dac394717 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-04T12:28:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Danubia Ramos Moreira de Lima.pdf: 2018961 bytes, checksum: 28f049e2a7315cb47c8a752dac394717 (MD5) Previous issue date: 2012-02-24 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The sugar cane (Saccharum spp.) Culture is a widely distributed and is currently scattered across all continents, with the main world producer Brazil. Given the continued growth and expansion of the agricultural culture of sugar cane in Brazil, productive development should occur in parallel with agricultural techniques aimed at the economic viability and to minimize the degradability of the environment, such as the use of microrganisms that promote plant growth. In this context, biological nitrogen fixation (BNF) has emerged as an option to use in production systems. Objectives of the study was to diazotrophs isolate, estimate the density population, linagens Identify the bacterial genetic diversity assess bacterial culturable and unculturable by the techniques of BOX-PCR and DGGE of 16S rRNA and nifH genes, functionally characterize the bacterial isolates for the production of indole acetic acid, inorganic phosphate solubilization, production of quorum sensing, isolates selecting to promote plant growth and evaluate their interaction with plants of sugar cane in a greenhouse.To do this, first, samples were collected from two varieties (RB92579 and RB867515) of sugar cane at the Estação Experimental de cana-de-açúcar de Carpina, PE, Universidade Federal Rural de Pernambuco, these were isolated potentially fixing bacteria N2. After isolation and selection of N2-fixing bacterial strains was relization functional characterization for the production of indole acetic acid (IAA), phosphate solubilization index (SI), production the quorum sensing (QS) and evaluated genetic variability through technical of BOX-PCR and PCR-DGGE for 16S rRNA. Ten bacterial isolates were selected for reinoculation wheels in two varieties of sugar cane grown in the greenhouse. Results was evident in the high and variable functionality for the BNF, AIA, IS and QS production. Regardless of the technique used to study the genetic variability was observed for the high genetic diversity of bacteria from the rhizosphere and roots of ratoon cane varieties RB92579 and RB867515 cultivated in Pernambuco. Reinoculation of bacterial strains in sugar cane has been shown that some bacteria benefit the development of plants in relation to control plants. / A cana-de-açúcar (Saccharum spp.) é uma cultura amplamente distribuída e atualmente dispersa em todos os continentes, tendo como principal produtor mundial o Brasil. Diante da ampliação e contínuo crescimento agrícola da cultura da cana-de-açúcar no Brasil, o desenvolvimento produtivo deve ocorrer em paralelo com técnicas agrícolas que visem a viabilidade econômica e que minimizem a degradabilidade do meio ambiente, como por exemplo, o uso de micro-organismos que promovam o crescimento vegetal. Neste contexto, a fixação biológica de nitrogênio (FBN) desponta como uma opção de uso nos sistemas produtivos. Diante do exposto, os objetivos do trabalho foi isolar bactérias diazotróficas, estimar a densidade populacional, identicar as linagens bacterianas, avaliar a diversidade genética bacteriana cultivável e não cultivável por meio das técnicas de BOX-PCR e DGGE dos genes 16S rRNA e nifH, caracterizar funcionalmente os isolados bacterianos para a produção do ácido indol acético, solubilização de fosfato inorgânico, produção de quorum sensing, selecionar isolados promissores para a promoção do crescimento vegetal e avaliar sua interação com plantas de cana-de-açúcar em casa de vegetação. Para tal, primeiramente, foram coletadas amostras de duas variedades (RB 92579 e RB 867515) de cana-de-açúcar da Estação Experimental de Cana-de-Açúcar de Carpina, PE, da Universidade Federal Rural de Pernambuco, destas foram isoladas bactérias potencialmente fixadoras de N2. Após o isolamento e seleção das linhagens bacterianas fixadoras de N2 foi relizado a caracterização funcional para produção do ácido indol acético (AIA), índice de solubilização de fosfato (IS), produção da molécula quorum sensing (QS) e avaliada variabilidade genética através da técnica de BOX-PCR e PCR-DGGE para o gene 16S rRNA e nifH. As bactérias foram identificados por análise da seqüência parcial do 16S rDNA. Dez isolados bacterianos foram selecionados para a reinoculação em rebolos de duas variedades de cana-de-açúcar, cultivadas em casa de vegetação. Nos resultados obtidos foi evidente a elevada e variável funcionalidade para a FBN, AIA, IS e produção de QS. Independente da técnica utilizada para o estudo da variabilidade genética foi observado elevada diversidade genética para as bactérias oriundas da rizosfera e de raízes de cana soca das variedades RB92579 e RB867515 cultivadas em Pernambuco. Na reinoculação de linhagens bacterianas em cana-de-açúcar foi evidenciado que algumas bactérias beneficiam o desenvolvimento das plantas em relação às plantas controle.

As culturas da soja e milho são de grande importância econômica mundial e também para o Brasil, onde a área cultivada com essas duas culturas está estimada em 45.855.900 mil hectares, distribuídas em todos estados produtores conforme suas características. A estimativa da safra mundial de soja em 2015/16 apresentou uma redução na produção global da oleaginosa para 319,0 milhões de ton, volume 1,1 milhão de ton inferior ao levantamento de dezembro de 2015. Ainda assim, trata-se de um volume recorde. Para o milho, a produção global foi de 967,9 milhões de ton, com uma redução no volume de 5,9 milhões de ton em relação ao levantamento realizado em dezembro de 2015. Nessas duas culturas são comumente utilizadas bactérias fixadoras de nitrogênio (BFN), reduzindo ou até mesmo, eliminando a aplicação de adubos nitrogenados. Estudos apontam que a simbiose entre BFN e as culturas soja e milho pode ser otimizada mediante a coinoculação com rizobatérias promotoras de crescimento de plantas (RPCP). Apesar de promissora, o estudo da utilização de BFN em associação com RPCPs é incipiente no Brasil. Assim, o presente trabalho teve como objetivo monitorar, a partir da marcação bacteriana, a interação entre a linhagem de Burkholderia ambifaria (RZ2MS16), uma rizobactéria proveniente do guaranazeiro e previamente descrita como promotora de crescimento em soja e milho e linhagens das espécies Bradyrhizobium japonicum (SEMIA5079), Bradyrhizobium diazoefficiens (SEMIA5080) e Azospirillum brasilense (Ab-v5 e Ab-v6) que são comercialmente utilizadas como bioinoculantes nessas culturas respectivamente. Os efeitos sinergisticos da interação entre RZ2MS16 e bioinoculantes comercias foram avaliados em experimento de casa de vegetação. Também foi avaliado o efeito da coinoculação de bioinculantes com outra rizobactéria proveniente do guaranazeiro, Bacillus sp. (RZ2MS9). As linhagens foram inoculadas separadamente e coinoculadas, sendo melhores resultados observados com a coinoculação das linhagens. As linhagens marcadas com genes de fluorescência selecionadas para estudo de interação foram RZ2MS16, Ab-v5 e SEMIA5080, sendo essa interação observada por microscopia de fluorescência, com também pelo reisolamento das linhagens marcadas. As linhagens RZ2MS16:pNKGFP e Ab-v5: pWM1013 e SEMIA5080:pWM1013 colonizaram todos os nichos avaliados em milho e soja, respectivamente, sendo também caracterizadas como endofíticos. Assim se observa que estudos desta natureza são de grande importância para um melhor entendimento da interação entre bactéria planta e o efeito da coinoculação no melhor desenvolvimento de plantas comercialmente utilizadas. / The soybean and corn are of great global economic importance and also to Brazil, where the area cultivated with these two crops is estimated at 45.8559 billion hectares, distributed in all producing states according to their characteristics. The estimate of the global soybean crop in 2015/16 showed a reduction in global production of oilseeds to 319.0 million tons, volume 1.1 million tons lower than the survey of December 2015. Still, it is a record volume. For corn, the total production was 967.9 million tons, with a reduction in volume of 5.9 million tons compared to the survey conducted in December 2015. In these two crops are nitrogen fixing bacteria commonly used (BFN), reducing or even eliminating the application of nitrogenous fertilizers. Studies show that the symbiosis between BFN and cultures soy and corn can be optimized by coinoculation with rhizobacteria promoting plant growth (PGPR). Although promising, the study of the use of BFN in association with RPCPs is incipient in Brazil. Thus, this study aimed to monitor, from the bacterial marking the interaction between the strain of Burkholderia ambifaria (RZ2MS16) a rhizobacteria from the guarana and previously described as a growth promoter in soybean and corn and strains of the species Bradyrhizobium japonicum (SEMIA5079), Bradyrhizobium diazoefficiens (SEMIA5080) and Azospirillum brasilense (Ab-v5 and v6-Ab) that are commercially used as inoculant these cultures respectively. The synergistic effects of the interaction between RZ2MS16 and commercial inoculant were evaluated in a greenhouse experiment. It was also evaluated the effect of coinoculation of inoculant with other rhizobacteria from the guarana, Bacillus sp. (RZ2MS9). The strains were inoculated separately and coinoculated, with best results seen with coinoculation lineages. The lines marked with fluorescence genes selected for study interactions were RZ2MS16, Ab-v5 and SEMIA5080, this interaction being observed by fluorescence microscopy with also by reisolation of the marked strains. Strains RZ2MS16: pNKGFP and Ab-v5: pWM1013 and SEMIA5080: pWM1013 colonizing all niches evaluated in corn and soybeans, respectively, also being characterized as endophytes. Thus it is observed that such studies are of great importance for a better understanding of the interaction between plant and bacteria coinoculation the effect of the improved development of plants used commercially.

Bactérias do gênero Methylobacterium são encontradas em associação com espécies vegetais, onde são capazes de promover o crescimento, aumentar a atividade fotossintética e reduzir o ataque de patógenos ao hospedeiro. Além de conferir estas vantagens para a planta hospedeira, estas bactérias podem também produzir biopolímeros (PHA e PHB). Desta forma, o objetivo deste trabalho foi anotar o genoma de Methylobacterium mesophilicum SR1.6/6 e avaliar o seu transcriptoma em estágios iniciais de interação com Citrus sinensis. A análise do genoma mostrou que SR1.6/6 pode produzir auxina, reduzir o estresse da planta alterando os níveis de etileno, apresenta sistema de monitoramento de populacional pelo sistema quorum sensing (QS) e um metabolismo metilotrófico completo. A análise do transcriptoma evidenciou que os exsudatos radiculares de C. sinensis induzem a expressão de genes de resposta ao estresse oxidativo, seguido da indução de genes de adesão e biofilme durante a colonização da planta hospedeira. A interação entre M. mesophilicum SR1.6/6 e a planta hospedeira envolve mecanismos de reconhecimento e adaptação ao estresse, antes mesmo de ocorrer o primeiro contato físico entre a célula bacteriana e a planta hospedeira, seguido da indução de genes de biofilme bacteriano. Além disso, foi estudada uma metodologia para a realização de mutações genéticas em Methylobacterium spp. que permitirá a obtenção de mutantes relacionados com a interação com a planta. / Methylobacterium genus are found in association with plant species, where they are able to promote plant growth, increase the photosynthetic activity and reduce the incidence of pathogens to the host. In addition to providing these benefits to the host plant, these bacteria can also produce biopolymers (PHA and PHB). Thus, the aim was to annotate the genome of Methylobacterium mesophilicum SR1.6 / 6 and assess their transcriptome in the early stages of interaction with Citrus sinensis. Genome analysis showed that SR1.6 / 6 can produce auxin, reduce plant stress by altering ethylene levels, presents population monitoring system (QS) and a complete methylotrophic metabolism. The transcriptomic analysis showed that C. sinensis exudates induce the expression of genes related to oxidative stress followed by induction of adhesion and biofilm genes during colonization of the host plant. The interaction between M. mesophilicum SR1.6 / 6 and the host plant involves recognition mechanisms and adaptation to stress, even before the first physical contact occurs between the bacterial cell and the host plant, followed by the induction of bacterial biofilm genes. Furthermore, a method has been studied for carrying genetic mutations in Methylobacterium spp. allowing the obtaining of mutants related to interaction with the plant.

A diversidade microbiana em ambientes aquáticos e sua associação com plantas carnívoras ainda é pouco estudada. Assim, a comunidade bacteriana da planta carnívora Utricularia gibba e do seu meio aquático foi avaliada por meio do seqüenciamento em larga escala (454 Roche) de uma biblioteca do gene 16S rRNA. Os resultados indicaram que a comunidade bacteriana na água é significativamente diferente da comunidade dos utrículos. Além disso, a comunidade bacteriana da água é composta principalmente por membros dos filos Proteobacteria, Actinobacteria, Firmicutes e Verrucomicrobia, enquanto que a comunidade presente me U. gibba é composta por membros dos filos Proteobacteria, Firmicutes, Cyanobacteria e Acidobacteria. O gênero Polynucleobacter foi dominante nos dois ambientes aquáticos, mas não foi detectado no interior dos utrículos, onde Acidobacterium e Methylococcus foram os gêneros dominantes. Assim, uma comunidade bacteriana específica no interior dos utrículos deve ter sido selecionada a partir do ambiente, podendo esta atuar na degradação das presas. / The microbial diversity of aquatic environments and their association to carnivorous plants is still poor studied. Thus, the bacterial community associated to traps of Utricularia gibba and its aquatic environment was evaluated by large-scale sequencing (454 Roche) of 16S rRNA library from these environments. The results indicated the bacterial community in water is significantly different from the community of utricles. In addition, the bacterial community detected in water environment is mainly composed by Proteobacteria, Actinobacteria, Firmicutes and Verrucomicrobia, while in utricules of U. gibba the community is composed by Proteobacteria, Firmicutes, Cyanobacteria and Acidobacteria. The genus Polynucleobacter was dominant in water, but was not detected in association with the plant. Inside the plant, the genus Acidobacterium and Methylococcus were dominant, but were not detected in water samples. Thus, a specific bacterial community within the utricles should have been selected from the environment, and could play a role in prey degradation.