O atual cenário mundial das mudanças climáticas, somado ao aquecimento global e ao aumento das áreas em processo de desertificação tem impactado diretamente nos padrões de produção agrícola. A Caatinga é um bioma que só ocorre no Brasil e possui um clima semiárido, quente e de baixa pluviosidade, sendo que na estação seca a temperatura do solo pode chegar até 60ºC. A Caatinga apresenta uma grande riqueza de ambientes e espécies, e boa parte dessa diversidade não é encontrada em nenhum outro bioma. Uma característica muito peculiar da Caatinga é a existência de duas estações bem contrastantes durante o ano, o inverno caracterizado por ser a estação da chuva e o verão a época da seca. A vegetação é composta por Euforbiáceas, Bromeliáceas e Cactáceas, dentre as quais destacam-se o Cereus jamacaru (mandacaru), Pilosocereus gounellei (xique-xique) e Melocactus sp. (cabeça-de-frade). O mandacaru planta que sobrevive às altas temperaturas e baixa disponibilidade de água da Caatinga possui adaptações morfológicas estruturais que contribuem para a sobrevivência da mesma. Além dessas adaptações a comunidade microbiana da rizosfera foi estudada para descobrir quais micro-organismos presentes nesse ambiente auxiliam na manutenção do hospedeiro frente a essas condições adversas. Assim como, quais grupos e funções são mais abundantes nessas condições. Nesse estudo foi feito o sequenciamento parcial do gene 16S rRNA e do DNA total da rizosfera de mandacaru. A comunidade bacteriana foi bem representada pelos filos Actinobacteria, Proteobacteria e Acidobacteria, sendo que o filo Actinobacteria foi mais abundante na seca de acordo com o sequenciamento metagenômico e o filo Acidobacteria foi mais abundante no período de chuva. Em geral o sequenciamento do gene 16S rRNA, indicou que Actinobacteria e Proteobacteria são os filos mais abundantes e os genes relacionados às funções de resistência a doenças foram mais abundantes na estação seca, enquanto genes relacionados ao metabolismo do nitrogênio foram mais abundantes durante o período chuvoso, revelando assim, um pouco do potencial que o microbioma da rizosfera de mandacaru possui para auxiliar a planta hospedeira. / The present world scenario of climate change, global warming and the increase in areas undergoing desertification, have directly impacted on current patterns of agricultural crop production. The Caatinga is a specific Brazilian biome because of its semi-arid climate, hot and low rainfall, and the temperature that reaches the 60°C in the dry season. The Caatinga has a huge biodiversity and much of its diversity is not found in any other biome. A peculiar characteristic of the Caatinga biome is the occurrence of two very contrasting seasons during the year, the winter which is characterized by a rainy season and summer the dry season. The vegetation is composed by Euphorbiaceae , Bromeliaceae and Cactaceae, represented by Cereus jamacaru (Mandacaru) Pilosocereus gounellei (xique-xique) and Melocactus sp. (head-to-brother). Mandacaru is the plant that can survive through the specifics climate conditions of the Caatinga biome such as high temperatures and low water availability and this is probably due to some structural and morphological adaptations that contribute to its survival. Therefore, we assessed which microorganisms are associated with the plant rhizosphere, and which microbial groups contribute to the maintenance of the host throughout these adverse conditions. Also, we identified which are the most abundant microbial groups in these conditions and which microbial functions are more abundant in both evaluated seasons. Thus the present study assessed the mandacaru rhizosphere microbiome through a partial 16S rRNA gene sequencing and metagenomic sequencing. The bacterial community was well represented by the phyla Actinobacteria, Proteobacteria and Acidobacteria. The Actinobacteria was the most abundant microbial phyla in the dry season according to shotgun sequencing while the Acidobacteria was the most abundant microbial phyla in the rainy season. Overall, the 16S rRNA sequencing indicated that Actinobacteria and Proteobacteria were the most abundant groups and additionally, and genes related to disease resistance functions were more abundant in the dry season. Genes related to nitrogen metabolism were more abundant during the rainy season revealing some of the potential traits that the mandacaru can explore from its microbiome.

O atual cenário mundial das mudanças climáticas, somado ao aquecimento global e ao aumento das áreas em processo de desertificação tem impactado diretamente nos padrões de produção agrícola. A Caatinga é um bioma que só ocorre no Brasil e possui um clima semiárido, quente e de baixa pluviosidade, sendo que na estação seca a temperatura do solo pode chegar até 60ºC. A Caatinga apresenta uma grande riqueza de ambientes e espécies, e boa parte dessa diversidade não é encontrada em nenhum outro bioma. Uma característica muito peculiar da Caatinga é a existência de duas estações bem contrastantes durante o ano, o inverno caracterizado por ser a estação da chuva e o verão a época da seca. A vegetação é composta por Euforbiáceas, Bromeliáceas e Cactáceas, dentre as quais destacam-se o Cereus jamacaru (mandacaru), Pilosocereus gounellei (xique-xique) e Melocactus sp. (cabeça-de-frade). O mandacaru planta que sobrevive às altas temperaturas e baixa disponibilidade de água da Caatinga possui adaptações morfológicas estruturais que contribuem para a sobrevivência da mesma. Além dessas adaptações a comunidade microbiana da rizosfera foi estudada para descobrir quais micro-organismos presentes nesse ambiente auxiliam na manutenção do hospedeiro frente a essas condições adversas. Assim como, quais grupos e funções são mais abundantes nessas condições. Nesse estudo foi feito o sequenciamento parcial do gene 16S rRNA e do DNA total da rizosfera de mandacaru. A comunidade bacteriana foi bem representada pelos filos Actinobacteria, Proteobacteria e Acidobacteria, sendo que o filo Actinobacteria foi mais abundante na seca de acordo com o sequenciamento metagenômico e o filo Acidobacteria foi mais abundante no período de chuva. Em geral o sequenciamento do gene 16S rRNA, indicou que Actinobacteria e Proteobacteria são os filos mais abundantes e os genes relacionados às funções de resistência a doenças foram mais abundantes na estação seca, enquanto genes relacionados ao metabolismo do nitrogênio foram mais abundantes durante o período chuvoso, revelando assim, um pouco do potencial que o microbioma da rizosfera de mandacaru possui para auxiliar a planta hospedeira. / The present world scenario of climate change, global warming and the increase in areas undergoing desertification, have directly impacted on current patterns of agricultural crop production. The Caatinga is a specific Brazilian biome because of its semi-arid climate, hot and low rainfall, and the temperature that reaches the 60°C in the dry season. The Caatinga has a huge biodiversity and much of its diversity is not found in any other biome. A peculiar characteristic of the Caatinga biome is the occurrence of two very contrasting seasons during the year, the winter which is characterized by a rainy season and summer the dry season. The vegetation is composed by Euphorbiaceae , Bromeliaceae and Cactaceae, represented by Cereus jamacaru (Mandacaru) Pilosocereus gounellei (xique-xique) and Melocactus sp. (head-to-brother). Mandacaru is the plant that can survive through the specifics climate conditions of the Caatinga biome such as high temperatures and low water availability and this is probably due to some structural and morphological adaptations that contribute to its survival. Therefore, we assessed which microorganisms are associated with the plant rhizosphere, and which microbial groups contribute to the maintenance of the host throughout these adverse conditions. Also, we identified which are the most abundant microbial groups in these conditions and which microbial functions are more abundant in both evaluated seasons. Thus the present study assessed the mandacaru rhizosphere microbiome through a partial 16S rRNA gene sequencing and metagenomic sequencing. The bacterial community was well represented by the phyla Actinobacteria, Proteobacteria and Acidobacteria. The Actinobacteria was the most abundant microbial phyla in the dry season according to shotgun sequencing while the Acidobacteria was the most abundant microbial phyla in the rainy season. Overall, the 16S rRNA sequencing indicated that Actinobacteria and Proteobacteria were the most abundant groups and additionally, and genes related to disease resistance functions were more abundant in the dry season. Genes related to nitrogen metabolism were more abundant during the rainy season revealing some of the potential traits that the mandacaru can explore from its microbiome.

A correta adoção de medidas de manejo de resistência de insetos-pragas é motivo de preocupação constante, inclusive para as novas tecnologias disponíveis, como as plantas geneticamente modificadas para a expressão de toxinas da bactéria Bacillus thuringiensis (Bt). Portanto, para manter a eficiência das plantas-Bt comercialmente disponíveis, é preconizada a manutenção de áreas de refúgio (livres de plantas Bt) para evitar a rápida seleção de insetos resistentes. No caso de insetos polífagos, a determinação das áreas de refúgio pode levar em consideração a contribuição que fontes não-comerciais e/ou não-transgênicas têm na produção de adultos colonizadores que não sofreram seleção para o evento de transgenia de interesse. A identificação da fonte alimentar pode determinar a procedência de insetos e tornar mais eficiente e segura a implementação de zonas de refúgio e a determinação dos riscos de desenvolvimento de resistência pelo inseto-praga alvo. O objetivo deste trabalho foi o de avaliar o potencial de dois marcadores biológicos, a assinatura isotópica e a microbiota intestinal, para a identificação da fonte de alimento do imaturo pela análise de adultos de Spodoptera frugiperda (J.E. Smith) (Lepidoptera, Noctuidae), como subsídio para o monitoramento da origem de insetos migrantes em áreas de cultivo Bt para a adoção de estratégias adequadas de manejo de resistência. A análise isotópica de adultos foi realizada utilizando-se insetos criados em 12 plantas hospedeiras distintas, seis de metabolismo C3 e seis de metabolismo C4. Parte dos adultos provenientes dessa criação foram liofilizados, macerados e submetidos à análise isotópica para a determinação dos níveis de ?13C e ?15N. Amostras das plantas utilizadas na alimentação desses insetos também foram submetidas ao mesmo processo de análise. A outra parte dos adultos recémemergidos de S. frugiperda foi utilizada para a determinação da microbiota intestinal pela análise de região do gene do 16S rRNA após sequenciamento em plataforma 454. Os resultados da análise isotópica de carbono para as plantas utilizadas como fonte alimentar apresentaram médias entre -31,37? e -25,07? para plantas C3 e entre -13,03? e -12,26? para plantas C4. Adultos de S. frugiperda oriundos de lagartas criadas em plantas do grupo C3 apresentaram média de ?13C entre - 30,36? e -23,72?, enquanto aqueles do grupo C4 apresentaram média entre - 18,25? e -13,28?. O sequenciamento da microbiota via metagenômica produziu 126,970 sequências com cerca de 421 pb. O alimento influenciou substancialmente a diversidade da microbiota intestinal associada ao intestino de adultos, independentemente do metabolismo fotossintético da planta hospedeira. Análises comparativas de diversidade em que a abundância relativa dos diferentes componentes foi considerada (Unifrac ponderado) permitiu a distinção de praticamente todas as microbiotas. Foram identificadas várias UTOs exclusivamente associadas à microbiota intestinal de adultos provenientes de cada fonte de alimento, mas a maioria apresentou abundância relativa extremamente baixa. Apenas as UTOs 1199 e 2255 foram exclusivamente associados ao milho com abundância relativa superior a 2,5%. / The correct insect resistant management has been a topic of constant concern, even for the newer technologies available, such as genetically modified crops expressing Bacillus thuringiensis (Bt) toxins. The use of refuge areas with non-Bt crops to avoid the fast selection for resistant insects is proposed for maintaining the efficiency of Bt-crops. The implementation of refuge areas for polyphagous insects can consider non-commercial and non-Bt crops as sources of susceptible insects. The identification of the food source used during immature development can make the implementation of refuge areas safer and more efficient and allow for better estimates of risk assessment for insect resistance development. The objective of this study is to determine the potential use of, the isotopic signature and gut microbiota of adults as biological markers to allow for the identification of the food source during the larval stage of Spodoptera frugiperda (J.E. Smith) (Lepidoptera, Noctuidae). Adults were obtained from larval rearing on 12 food sources, six host-plants with a C3 photosynthetic metabolism and six host-plants with a C4 metabolism. Part of the adults obtained and the food source used during their immature development were lyophilized and macerated, and subjected to ?13C e ?15N isotopic analysis. The remaining adults of S. frugiperda were used to determine the composition of the gut microbiota by metagenomic analysis of the V1-V3 region of the 16S rRNA gene using a 454 sequencing platform. The carbon isotopic signatures obtained for the hostplants used as food source were between -31.37? and -25.07? for C3 plants, and - 13.03? and -12.26? for C4 plants. Adults of S. frugiperda obtained from larval rearing on C3 plants had a carbon isotopic signature between -30.36? and -23.72?, while those from C4 host-plants has between -18.25? and -13.28?. The metagenomic sequencing yielded 126,970 reads with an average of 421bp. The larval food source substantially influenced the diversity of the adult gut microbiota regardless of the plant\'s photosynthesis metabolism. Comparative analysis among gut microbiota in which the relative abundance was taken into account (weight- Unifrac) allowed the discrimination of the majority of the communities. Several OTUs were identified as exclusive to the adult gut microbiota from different food sources, but most of these OTUs were minor components of the community. OTUs 1199 and 2255, both exclusively associated with corn, were the only ones to represent at least 2.5% of their community.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:29:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 5442.pdf: 24447413 bytes, checksum: 0fb87e9809105da0cdcac9e0a602e588 (MD5) Previous issue date: 2013-07-03 / Financiadora de Estudos e Projetos / The occurrence of nuisance phytoplankton blooms is a worldwide problem that affects water quality and other aquatic biota. Bacterial (non-cyanobacterial) communities can influence and interfere with the formation, maintenance and termination of such blooms via many biotic interactions. The bacterial communities associated with 3 bloom forming phytoplankton species, the Cyanobacteria Microcystis aeruginosa and Cylindrospermopsis raciborskii and the diatom Aulacoseira granulata, were assessed by the 454-Pyrosequencing of 16S rRNA gene amplicons (V3-V5 regions). The aims of this work were to verify if different bacterial communities would develop with different host species, or in different fractions (attached and free-living bacteria) and different growth phases (physiological state) of each phytoplankton species. Still using pyrosequencing data, the strength of phytoplankton-bacteria association was analyzed for M. aeruginosa and A. granulata by culturing the phytoplankton species with different bacterial inocula (and growth medium for the cyanobacteria). Furthermore, the effects of bacterial strains isolated from attached community of A. granulata and M. aeruginosa cultures were tested on the growth of the phytoplankton species. Significantly different bacterial communities developed: i) in response to physiological state and between fractions of the same phytoplankton culture, and ii) in response to the different host phytoplankton species, with major differences in the proportion of the OTUs between phytoplankton cultures rather than in the absence or presence of specific bacterial taxa. Differences between experiments significantly changed the BCC that developed associated with the same host species. However, some bacterial OTUs were found associated with the same phytoplankton species in different experiments, suggesting a tight association with the host species. Most of the strains either isolated from M. aeruginosa or from A. granulata affected negatively the growth of the diatom. However, the isolated strains had no effect on the cyanobacterial growth, suggesting the importance of bacterial community to the dominance of M. aeruginosa on Barra Bonita Reservoir, at least concerning to the competition with A. granulata. / A ocorrência de florações fitoplanctônicas é um problema mundial e que afeta a qualidade da água e a biota aquática. A comunidade bacteriana pode influenciar e interferir na formação, manutenção e término de tais florações por meio de diversas interações bióticas. Neste trabalho, por meio do sequenciamento massivo (pirossequenciamento) das regiões V3-V5 do gene RNAr 16S, foram caracterizadas as comunidades bacterianas associadas a 3 espécies fitoplanctônicas formadoras de blooms: as cianobactérias Microcystis aeruginosa e Cylindrospermopsis raciborskii e a diatomácea Aulacoseira granulata. Os objetivos do trabalho foram verificar se diferentes comunidades bacterianas desenvolvem-se com diferentes espécies hospedeiras ou em diferentes frações (aderidas e livres) e fases de crescimento (estados fisiológicos) de cada espécie fitoplanctônica. Ainda utilizando os dados de pirossequenciamento, a consistência dessas associações foi testada para M. aeruginosa e A. granulata por meio do cultivo de cada espécie fitoplanctônica com diferentes inóculos bacterianos (e meio de cultura para a cianobactéria). Além disso, os efeitos de bactérias aderidas isoladas de A. granulata e M. aeruginosa foram testados sobre o crescimento de ambas as espécies fitoplanctônicas. Comunidades bacterianas significativamente diferentes se desenvolveram: i) em resposta ao estado fisiológico e entre diferentes frações da mesma espécie fitoplanctônica, e ii) em resposta às diferentes espécies fitoplanctônicas hospedeiras, com maiores diferenças na proporção das UTOs (unidades taxonômicas operacionais) do que na presença/ausência de UTOs específicas. Diferenças entre experimentos (e inóculos bacterianos) alteraram significativamente a composição da comunidade bacteriana associada a uma mesma espécie fitoplanctônica. Algumas UTOs foram recorrentes nos diferentes experimentos, sugerindo uma associação mais consistente com a espécie hospedeira. A maioria das linhagens bacterianas isoladas de M. aeruginosa ou de A. granulata afetou negativamente o crescimento da diatomácea. No entanto, nenhuma linhagem ou mistura de linhagens apresentou efeito sobre a cianobactéria durante seu crescimento exponencial, sugerindo a importância da comunidade bacteriana para a dominância de M. aeruginosa no reservatório de Barra Bonita, ao menos em relação à competição com A. granulata.

A correta adoção de medidas de manejo de resistência de insetos-pragas é motivo de preocupação constante, inclusive para as novas tecnologias disponíveis, como as plantas geneticamente modificadas para a expressão de toxinas da bactéria Bacillus thuringiensis (Bt). Portanto, para manter a eficiência das plantas-Bt comercialmente disponíveis, é preconizada a manutenção de áreas de refúgio (livres de plantas Bt) para evitar a rápida seleção de insetos resistentes. No caso de insetos polífagos, a determinação das áreas de refúgio pode levar em consideração a contribuição que fontes não-comerciais e/ou não-transgênicas têm na produção de adultos colonizadores que não sofreram seleção para o evento de transgenia de interesse. A identificação da fonte alimentar pode determinar a procedência de insetos e tornar mais eficiente e segura a implementação de zonas de refúgio e a determinação dos riscos de desenvolvimento de resistência pelo inseto-praga alvo. O objetivo deste trabalho foi o de avaliar o potencial de dois marcadores biológicos, a assinatura isotópica e a microbiota intestinal, para a identificação da fonte de alimento do imaturo pela análise de adultos de Spodoptera frugiperda (J.E. Smith) (Lepidoptera, Noctuidae), como subsídio para o monitoramento da origem de insetos migrantes em áreas de cultivo Bt para a adoção de estratégias adequadas de manejo de resistência. A análise isotópica de adultos foi realizada utilizando-se insetos criados em 12 plantas hospedeiras distintas, seis de metabolismo C3 e seis de metabolismo C4. Parte dos adultos provenientes dessa criação foram liofilizados, macerados e submetidos à análise isotópica para a determinação dos níveis de ?13C e ?15N. Amostras das plantas utilizadas na alimentação desses insetos também foram submetidas ao mesmo processo de análise. A outra parte dos adultos recémemergidos de S. frugiperda foi utilizada para a determinação da microbiota intestinal pela análise de região do gene do 16S rRNA após sequenciamento em plataforma 454. Os resultados da análise isotópica de carbono para as plantas utilizadas como fonte alimentar apresentaram médias entre -31,37? e -25,07? para plantas C3 e entre -13,03? e -12,26? para plantas C4. Adultos de S. frugiperda oriundos de lagartas criadas em plantas do grupo C3 apresentaram média de ?13C entre - 30,36? e -23,72?, enquanto aqueles do grupo C4 apresentaram média entre - 18,25? e -13,28?. O sequenciamento da microbiota via metagenômica produziu 126,970 sequências com cerca de 421 pb. O alimento influenciou substancialmente a diversidade da microbiota intestinal associada ao intestino de adultos, independentemente do metabolismo fotossintético da planta hospedeira. Análises comparativas de diversidade em que a abundância relativa dos diferentes componentes foi considerada (Unifrac ponderado) permitiu a distinção de praticamente todas as microbiotas. Foram identificadas várias UTOs exclusivamente associadas à microbiota intestinal de adultos provenientes de cada fonte de alimento, mas a maioria apresentou abundância relativa extremamente baixa. Apenas as UTOs 1199 e 2255 foram exclusivamente associados ao milho com abundância relativa superior a 2,5%. / The correct insect resistant management has been a topic of constant concern, even for the newer technologies available, such as genetically modified crops expressing Bacillus thuringiensis (Bt) toxins. The use of refuge areas with non-Bt crops to avoid the fast selection for resistant insects is proposed for maintaining the efficiency of Bt-crops. The implementation of refuge areas for polyphagous insects can consider non-commercial and non-Bt crops as sources of susceptible insects. The identification of the food source used during immature development can make the implementation of refuge areas safer and more efficient and allow for better estimates of risk assessment for insect resistance development. The objective of this study is to determine the potential use of, the isotopic signature and gut microbiota of adults as biological markers to allow for the identification of the food source during the larval stage of Spodoptera frugiperda (J.E. Smith) (Lepidoptera, Noctuidae). Adults were obtained from larval rearing on 12 food sources, six host-plants with a C3 photosynthetic metabolism and six host-plants with a C4 metabolism. Part of the adults obtained and the food source used during their immature development were lyophilized and macerated, and subjected to ?13C e ?15N isotopic analysis. The remaining adults of S. frugiperda were used to determine the composition of the gut microbiota by metagenomic analysis of the V1-V3 region of the 16S rRNA gene using a 454 sequencing platform. The carbon isotopic signatures obtained for the hostplants used as food source were between -31.37? and -25.07? for C3 plants, and - 13.03? and -12.26? for C4 plants. Adults of S. frugiperda obtained from larval rearing on C3 plants had a carbon isotopic signature between -30.36? and -23.72?, while those from C4 host-plants has between -18.25? and -13.28?. The metagenomic sequencing yielded 126,970 reads with an average of 421bp. The larval food source substantially influenced the diversity of the adult gut microbiota regardless of the plant\'s photosynthesis metabolism. Comparative analysis among gut microbiota in which the relative abundance was taken into account (weight- Unifrac) allowed the discrimination of the majority of the communities. Several OTUs were identified as exclusive to the adult gut microbiota from different food sources, but most of these OTUs were minor components of the community. OTUs 1199 and 2255, both exclusively associated with corn, were the only ones to represent at least 2.5% of their community.

A imensa diversidade de micro-organismos no solo leva a uma inevitável riqueza de interações entre espécies. Neste intuito, esse projeto é inovador na identificação dos cogumelos da Mata Atlântica, e na descrição da comunidade bacteriana associada às suas micosferas. Usando corpos de frutificação dos fungos (cogumelos) como indicadores para sistemas ricos em nutrientes, as amostras foram coletadas para investigar as interações entre os fungos (maioria do domínio Basidiomycota) e as bactérias presentes no solo em volta das micélios fúngicos (ambiente micosférico). As análises foram feitas com técnicas independentes de cultivo (análise PCR-DGGE, sequenciamento Sanger de fragmentos de ITS/18S e pirosequenciamento de tags da região V4 de 16S DNAr). As famílias fúngicas Marasmiaceae e Lepiotaceae, do domínio Basidiomycota foram as mais abundantes entre os cogumelos amostrados (13 e 5 cogumelos, respectivamente), e estavam presentes entre todas as três parcelas de estudo. As demais amostras foram alocadas dentro das famílias Marasmiaceae, Lepiotaceae, Inocybaceae, Lachnocladiaceae, Bolbitiaceae, Entolomataceae, Hygrophoraceae, Hymenogastraceae, Mycenaceae e Strophariaceae, além de dois do domínio Ascomycota. Baseado na análise de DGGE, é bastante claro que existe uma grande diferença na comunidade bacteriana (de toda a comunidade bacteriana, de ?- proteobacteria e de ?-proteobacteria) entre os solos associados ou não com os corpos de frutificação. Os dados de pirosequenciamento indicaram que dentro dos tratamentos as amostras se agruparam baseado nas famílias fúngicas ou no substrato onde os cocumeglos ocorrem (solo ou serrapilheira), sendo clara em algumas micosferas as alterações na ocorrência de grupos microbianos. O grupo de UTOs mais induzidas na região da micosfera foi composto dos grupos Burkholderia, Acidobacteria Gp1, Comamonadaceae, Sphingobacteriaceae, Burkholderiaceae, Chitinophagaceae), Schlesneria, Acidobacteria Gp3 e Spartobacteria gênero incertae sedis. Isto indica que existe um processo de seleção para bactérias específicas dependendo das diversas variáveis e fatores ambientais presentes no microhabitat micosfera. / The immense microbial diversity in the soil leads to inevitable richness in inter-species interactions. For this reason, this is a novel project that focuses on identifying mushrooms and the associated bacterial community with their mycospheres in the Brazilian Atlantic Rainforest. Using fungal fruiting bodies (mushrooms) as indicators of nutrient-rich systems, samples were taken to investigate the interactions between fungi (mostly of the domain Basidiomycota) and bacteria present in the soil surrounding fungal mycelia (mycosphere environment). The analyses were conducted using culture-independent techniques, where isolating DNA of bacteria and/or mushrooms attempts to provide information on microbial functionality. These culture-independent analyses (PCR-DGGE, Sanger sequencing of ITS/18S fragments, and pyrosequencing of tags from the V4 region of 16S rDNA) generated extensive data on the bacterial diversity selected for in the presence of fungal structures in the soil. The fungal families Maramiaceae and Lepiotaceae, of the domain Basidiomycota were the most abundant among the mushrooms sampled (13 and 5 mushrooms, respectively) and were present in all of the three sampling sites. The rest of the mushrooms were found to be within the families Marasmiaceae, Lepiotaceae, Inocybaceae, Lachnocladiaceae, Bolbitiaceae, Entolomataceae, Hygrophoraceae, Hymenogastraceae, Mycenaceae, and Strophariaceae, in addition to two of the domain Ascomycota. Based on DGGE analysis, it is clear that there is a great difference in the bacterial community (entire bacterial community, of ?- proteobacteria and of ?-proteobacteria) between all fungal fruiting body-associated and non-associated soils. The pyrosequencing data indicated that within each treatment group, the samples did not separate according to fungal families or substrate where the mushrooms were found (in the soil or amoung the leaf litter). However, some mycospheres exhibited clearly altered bacterial communities. The group of OTUs most induced in the mycosphere region consisted of Burkholderia, Acidobacteria Gp1, Comamonadaceae, Sphingobacteriaceae, Burkholderiaceae, Chitinophagaceae), Schlesneria, Acidobacteria Gp3, and Spartobacteria genus incertae sedis. This indicates that there is a selection process for specific bacteria depending on a wide range of variable and environmental factors acting in the mycosphere microhabitat.

Manguezais são ambientes costeiros que proveem diversos recursos para ecossistemas adjacentes devido à alta produtividade decorrente da decomposição de matéria orgânica e principalmente da constante ciclagem de carbono, realizada pelas comunidades microbianas presentes nos sedimentos. Desde a década de 70, com o aumento da liberação de gases pela queima de combustíveis fósseis, diversas anormalidades, como o aumento da temperatura e acidificação dos oceanos, têm sido observadas. Com base na hipótese de que as mudanças climáticas provocam alterações na diversidade microbiana associada à decomposição da matéria orgânica em sedimentos de manguezais, estimulando a liberação de Gases do Efeito Estufa (GEE), o presente estudo teve como objetivo avaliar a dinâmica da diversidade microbiana sob alteração das condições climáticas durante o processo de decomposição, correlacionando-a com a emissão de GEE. Microcosmos destrutivos contendo material orgânico proveniente das principais espécies vegetais encontradas nos manguezais do Estado de São Paulo (Rhizophora mangle, Laguncularia racemosa e Avicennia schaueriana) foram incubados em condições simulando as mudanças climáticas (aumento de temperatura e pH). Amostragens do material em decomposição (para sequenciamento da região 16S rRNA e quantificação do gene mcrA) e de gases foram coletadas durante 45 dias. As variações no tempo resultaram em impactos significativos no aumento da α diversidade e na composição da comunidade, inicialmente com maior abundância de Gammaproteobacteria para todas as espécies vegetais independente das variações nas condições climáticas. Análises do tipo PCoA evidenciaram o processo de sucessão em decorrência do tempo na β diversidade, indicando o aumento da incidência de Deltaproteobacteria ao final do processo. As emissões de GEE variaram em função da fonte de material orgânico e observou-se relação entre a emissão de metano (CH4) e a presença do gene mcrA em duas das espécies vegetais estudadas, admitindo-se que o aumento na população de Deltaproteobacteria tenha controlado sua emissão. Apesar da quantidade de estudos relacionados à decomposição de matéria orgânica, à diversidade microbiana e à emissão de gases em manguezais, poucos apresentam uma abordagem como a proposta pelo presente trabalho, que busca compreender melhor a relação entre os três processos, relacionando-os a um quarto evento, as alterações climáticas, que são um problema imanente da atualidade. / Mangrove are coastal environments that provide resources for adjacent ecosystems due to its high productivity that comes from decay of organic matter and carbon cycling, made by microbial communities in sediments. Since the increase of gas release due to fossil fuel burning in the 1970\', many abnormalities have been observed such as temperature and acidification increase. Base on the hypothesis that climate change modifies microbial diversity associate to decay of organic matter in mangrove sediments, changing the emission of Greenhouse Gases (GHG) rate, the goal of this research is to evaluate the dynamics of microbial diversity under the climate change conditions during de decay process, correlating with the emission of GHG. Destructive microcosms containing organic matter from the main plant species found in mangroves throughout the State of São Paulo, Brazil (Rhizophora mangle, Laguncularia racemosa e Avicennia schaueriana) were incubate simulating climate changes (increase in temperature and pH). Sampling of decaying material (for sequencing of 16S rRNA region and quantification of the mcrA gene) and of gasses were collected for 45 days. The variation in time resulted in important increases of α diversity impacts and in the community composition, initially with greater abundancy of Gammaproteobacteria for all plant species despite of the climate conditions variations. The PCoA analysis bespeak the chronological sequence in β diversity, indicating the increase of Deltaproteobacteria at the end of the process. The GHG emission varied in function of the organic matter source and the relation between methane (CH4) release and the presence of the mcrA gene in two of the plant species studied, if the increase in the Deltaproteobacteria population controlled its emission. Despite the great number of studies about the decay of organic matter and emission of gases in mangroves, few present an approach like this work, which aims to understand the relation between these three processes and the climate changes, a pressing problem nowadays.

Sabe-se que humanos, plantas e animais são colonizados por uma elevada diversidade de microrganismos e que esses organismos eucariotos dependem destes microrganismos para manutenção do seu desenvolvimento. Usando dois modelos de associação microrganismo-hospedeiro, foi testado a hipótese de que hospedeiros pertencentes a domínios da vida distintos, apesar de suas particularidades estruturais, genotípicas, filogenéticas e fisiológicas, compartilham similaridades nos modos de associação com a comunidade bacteriana. Sendo assim, o objetivo do presente trabalho foi mapear a comunidade bacteriana associada a plantas do gênero Anthurium endêmicas e/ou não. Paralelamente, mapear a comunidade bacteriana associada a gêneros distintos de cianobactérias, ao longo da curva de crescimento e quando esta é submetida a condições de cultivo distintas. Como resultados, primeiramente, foi observado que plantas Anthurium alcatrazense endêmicas da Ilha apresentam riqueza e diversidade menor que as plantas da espécie Anthurium loefgrenii coletada na ilha de Alcatrazes e também menor que as plantas Anthurium intermedium e Anthurium pentaphyllum coletadas na região de continente. Também foi observado que a estrutura da comunidade bacteriana associada as plantas de A. alcatrazense é distinta quando comparada com as plantas coletadas no continente e também da própria ilha de Alcatrazes. Essa dissimilaridade foi principalmente representada por OTUs afiliadas à Betaproteobacteria e Gammaproteobacteria. Esses resultados sugerem especificidade microrganismo-hospedeiro. Considerando a associação cianobactéria e bactérias heterotróficas, os resultados demonstraram que a comunidade bacteriana associada é especifica de acordo com o gênero de cianobactéria, composta principalmente por classes apresentando abundância relativa de sequencias distintas como, Betaproteobacteria, Gammaproteobacteria, Flavobacteria e Cytophagia. Por outro lado, foi possível observar que ao longo das fases de multiplicação da linhagem Microcystis aeruginosa, ocorre uma sucessão de grupos bacterianos, sendo principalmente representado pela variação da abundância de Alphaproteobacteria, Betaproteobacteria, Gammaproteobacteria e Flavobacteria relativo a fase estacionaria de multiplicação. Quando submetida em condições de cultivo distintas, foi possível observar que variações nas taxas de multiplicação da cianobactéria influenciaram uma modulação da estrutura da comunidade bacteriana associada, desta forma sugerindo que rápidas alterações na estrutura da comunidade bacteriana associada a M. aeruginosa, é resultado de processos de auto-regulação entre cianobactéria e bactérias heterotróficas associadas. De forma geral, pode-se sugerir que hospedeiros distintos apresentam padrões de associações com as bactérias similares, podendo estas similaridades sugerir estratégias para um melhor entendimento e manejo dos ecossistemas. / It is known that humans, plants and animals are colonized by a high diversity of microorganisms and that these eukaryotic organisms depend on these microorganisms to maintain their development. Using two microorganism-host association models, we hypothesized that hosts belonging to distinct domains of life, despite their structural, genotypic, phylogenetic and physiological particularities, share similarities in the modes of association with the bacterial community. Thus, the objective of this work was to map the bacterial community associated with plants of the genus Anthurium endemic and / or not. In parallel, map the bacterial community associated with distinct genera of cyanobacteria, along the growth curve of and when it is submitted to different culture conditions. In this context, we observed that Anthurium alcatrazense plants endemic to the Island, present less richness and diversity than the plants of the species Anthurium loefgrenii collected in the island of Alcatrazes and smaller than the plants Anthurium intermedium and Anthurium penthaphyllum collected in the continent. We found that the structure of the bacterial community associated with the plants of A. alcatrazense is distinct when compared to the plants collected in the continent and island of Alcatrazes itself. This dissimilarity was mainly represented by OTUs affiliated with Betaproteobacteria and Gammaproteobacteria. These results suggest microorganism-host specificity. Considering the association cyanobacteria and heterotrophic bacteria, the results demonstrated that the associated bacterial community is specific according to the genus of cyanobacteria, composed mainly by abundance distinct from those of classes, Betaproteobacteria, Gammaproteobacteria, Flavobacteria and Cytophagia. On the other hand, it was possible to observe that during the multiplication stages of the Microcystis aeruginosa strain, a succession of bacterial groups occurs, mainly represented by the variation of the abundance of Alphaproteobacteria, Betaproteobacteria, Gammaproteobacteria and Flavobacteria relative to the stationary phase of multiplication. When submitted under different culture conditions, it was possible to observe that variations in cyanobacteria multiplication rates influenced a modulation of the associated bacterial community structure, thus suggesting that rapid changes in the bacterial community structure associated with M. aeruginosa is a result of processes of self-regulation between cyanobacteria and associated heterotrophic bacteria. In general, distinct hosts show patterns of associations with similar bacteria, and these similarities may suggest strategies for a better understanding and management of ecosystems.

A imensa diversidade de micro-organismos no solo leva a uma inevitável riqueza de interações entre espécies. Neste intuito, esse projeto é inovador na identificação dos cogumelos da Mata Atlântica, e na descrição da comunidade bacteriana associada às suas micosferas. Usando corpos de frutificação dos fungos (cogumelos) como indicadores para sistemas ricos em nutrientes, as amostras foram coletadas para investigar as interações entre os fungos (maioria do domínio Basidiomycota) e as bactérias presentes no solo em volta das micélios fúngicos (ambiente micosférico). As análises foram feitas com técnicas independentes de cultivo (análise PCR-DGGE, sequenciamento Sanger de fragmentos de ITS/18S e pirosequenciamento de tags da região V4 de 16S DNAr). As famílias fúngicas Marasmiaceae e Lepiotaceae, do domínio Basidiomycota foram as mais abundantes entre os cogumelos amostrados (13 e 5 cogumelos, respectivamente), e estavam presentes entre todas as três parcelas de estudo. As demais amostras foram alocadas dentro das famílias Marasmiaceae, Lepiotaceae, Inocybaceae, Lachnocladiaceae, Bolbitiaceae, Entolomataceae, Hygrophoraceae, Hymenogastraceae, Mycenaceae e Strophariaceae, além de dois do domínio Ascomycota. Baseado na análise de DGGE, é bastante claro que existe uma grande diferença na comunidade bacteriana (de toda a comunidade bacteriana, de ?- proteobacteria e de ?-proteobacteria) entre os solos associados ou não com os corpos de frutificação. Os dados de pirosequenciamento indicaram que dentro dos tratamentos as amostras se agruparam baseado nas famílias fúngicas ou no substrato onde os cocumeglos ocorrem (solo ou serrapilheira), sendo clara em algumas micosferas as alterações na ocorrência de grupos microbianos. O grupo de UTOs mais induzidas na região da micosfera foi composto dos grupos Burkholderia, Acidobacteria Gp1, Comamonadaceae, Sphingobacteriaceae, Burkholderiaceae, Chitinophagaceae), Schlesneria, Acidobacteria Gp3 e Spartobacteria gênero incertae sedis. Isto indica que existe um processo de seleção para bactérias específicas dependendo das diversas variáveis e fatores ambientais presentes no microhabitat micosfera. / The immense microbial diversity in the soil leads to inevitable richness in inter-species interactions. For this reason, this is a novel project that focuses on identifying mushrooms and the associated bacterial community with their mycospheres in the Brazilian Atlantic Rainforest. Using fungal fruiting bodies (mushrooms) as indicators of nutrient-rich systems, samples were taken to investigate the interactions between fungi (mostly of the domain Basidiomycota) and bacteria present in the soil surrounding fungal mycelia (mycosphere environment). The analyses were conducted using culture-independent techniques, where isolating DNA of bacteria and/or mushrooms attempts to provide information on microbial functionality. These culture-independent analyses (PCR-DGGE, Sanger sequencing of ITS/18S fragments, and pyrosequencing of tags from the V4 region of 16S rDNA) generated extensive data on the bacterial diversity selected for in the presence of fungal structures in the soil. The fungal families Maramiaceae and Lepiotaceae, of the domain Basidiomycota were the most abundant among the mushrooms sampled (13 and 5 mushrooms, respectively) and were present in all of the three sampling sites. The rest of the mushrooms were found to be within the families Marasmiaceae, Lepiotaceae, Inocybaceae, Lachnocladiaceae, Bolbitiaceae, Entolomataceae, Hygrophoraceae, Hymenogastraceae, Mycenaceae, and Strophariaceae, in addition to two of the domain Ascomycota. Based on DGGE analysis, it is clear that there is a great difference in the bacterial community (entire bacterial community, of ?- proteobacteria and of ?-proteobacteria) between all fungal fruiting body-associated and non-associated soils. The pyrosequencing data indicated that within each treatment group, the samples did not separate according to fungal families or substrate where the mushrooms were found (in the soil or amoung the leaf litter). However, some mycospheres exhibited clearly altered bacterial communities. The group of OTUs most induced in the mycosphere region consisted of Burkholderia, Acidobacteria Gp1, Comamonadaceae, Sphingobacteriaceae, Burkholderiaceae, Chitinophagaceae), Schlesneria, Acidobacteria Gp3, and Spartobacteria genus incertae sedis. This indicates that there is a selection process for specific bacteria depending on a wide range of variable and environmental factors acting in the mycosphere microhabitat.

Sabe-se que humanos, plantas e animais são colonizados por uma elevada diversidade de microrganismos e que esses organismos eucariotos dependem destes microrganismos para manutenção do seu desenvolvimento. Usando dois modelos de associação microrganismo-hospedeiro, foi testado a hipótese de que hospedeiros pertencentes a domínios da vida distintos, apesar de suas particularidades estruturais, genotípicas, filogenéticas e fisiológicas, compartilham similaridades nos modos de associação com a comunidade bacteriana. Sendo assim, o objetivo do presente trabalho foi mapear a comunidade bacteriana associada a plantas do gênero Anthurium endêmicas e/ou não. Paralelamente, mapear a comunidade bacteriana associada a gêneros distintos de cianobactérias, ao longo da curva de crescimento e quando esta é submetida a condições de cultivo distintas. Como resultados, primeiramente, foi observado que plantas Anthurium alcatrazense endêmicas da Ilha apresentam riqueza e diversidade menor que as plantas da espécie Anthurium loefgrenii coletada na ilha de Alcatrazes e também menor que as plantas Anthurium intermedium e Anthurium pentaphyllum coletadas na região de continente. Também foi observado que a estrutura da comunidade bacteriana associada as plantas de A. alcatrazense é distinta quando comparada com as plantas coletadas no continente e também da própria ilha de Alcatrazes. Essa dissimilaridade foi principalmente representada por OTUs afiliadas à Betaproteobacteria e Gammaproteobacteria. Esses resultados sugerem especificidade microrganismo-hospedeiro. Considerando a associação cianobactéria e bactérias heterotróficas, os resultados demonstraram que a comunidade bacteriana associada é especifica de acordo com o gênero de cianobactéria, composta principalmente por classes apresentando abundância relativa de sequencias distintas como, Betaproteobacteria, Gammaproteobacteria, Flavobacteria e Cytophagia. Por outro lado, foi possível observar que ao longo das fases de multiplicação da linhagem Microcystis aeruginosa, ocorre uma sucessão de grupos bacterianos, sendo principalmente representado pela variação da abundância de Alphaproteobacteria, Betaproteobacteria, Gammaproteobacteria e Flavobacteria relativo a fase estacionaria de multiplicação. Quando submetida em condições de cultivo distintas, foi possível observar que variações nas taxas de multiplicação da cianobactéria influenciaram uma modulação da estrutura da comunidade bacteriana associada, desta forma sugerindo que rápidas alterações na estrutura da comunidade bacteriana associada a M. aeruginosa, é resultado de processos de auto-regulação entre cianobactéria e bactérias heterotróficas associadas. De forma geral, pode-se sugerir que hospedeiros distintos apresentam padrões de associações com as bactérias similares, podendo estas similaridades sugerir estratégias para um melhor entendimento e manejo dos ecossistemas. / It is known that humans, plants and animals are colonized by a high diversity of microorganisms and that these eukaryotic organisms depend on these microorganisms to maintain their development. Using two microorganism-host association models, we hypothesized that hosts belonging to distinct domains of life, despite their structural, genotypic, phylogenetic and physiological particularities, share similarities in the modes of association with the bacterial community. Thus, the objective of this work was to map the bacterial community associated with plants of the genus Anthurium endemic and / or not. In parallel, map the bacterial community associated with distinct genera of cyanobacteria, along the growth curve of and when it is submitted to different culture conditions. In this context, we observed that Anthurium alcatrazense plants endemic to the Island, present less richness and diversity than the plants of the species Anthurium loefgrenii collected in the island of Alcatrazes and smaller than the plants Anthurium intermedium and Anthurium penthaphyllum collected in the continent. We found that the structure of the bacterial community associated with the plants of A. alcatrazense is distinct when compared to the plants collected in the continent and island of Alcatrazes itself. This dissimilarity was mainly represented by OTUs affiliated with Betaproteobacteria and Gammaproteobacteria. These results suggest microorganism-host specificity. Considering the association cyanobacteria and heterotrophic bacteria, the results demonstrated that the associated bacterial community is specific according to the genus of cyanobacteria, composed mainly by abundance distinct from those of classes, Betaproteobacteria, Gammaproteobacteria, Flavobacteria and Cytophagia. On the other hand, it was possible to observe that during the multiplication stages of the Microcystis aeruginosa strain, a succession of bacterial groups occurs, mainly represented by the variation of the abundance of Alphaproteobacteria, Betaproteobacteria, Gammaproteobacteria and Flavobacteria relative to the stationary phase of multiplication. When submitted under different culture conditions, it was possible to observe that variations in cyanobacteria multiplication rates influenced a modulation of the associated bacterial community structure, thus suggesting that rapid changes in the bacterial community structure associated with M. aeruginosa is a result of processes of self-regulation between cyanobacteria and associated heterotrophic bacteria. In general, distinct hosts show patterns of associations with similar bacteria, and these similarities may suggest strategies for a better understanding and management of ecosystems.