Algumas bactérias específicas denominadas coletivamente de rizóbios são capazes de formar nódulos em raízes de leguminosas como o feijoeiro e a soja; o resultado desta associação é um processo biológico que torna possível fixar nitrogênio atmosférico no solo. A fixação biológica do nitrogênio é um processo chave para a agricultura e para o ambiente, permitindo a substituição de fertilizantes nitrogenados, reduzindo a poluição da água por nitrato, bem como a emissão de gases de efeito estufa. Os solos contêm inúmeras estirpes pertencentes ao gênero Bradyrhizobium, que estabelecem simbiose com uma variedade de plantas. No entanto, devido à alta conservação dos genes ribossomal 16S RNAr, considerados a espinha dorsal da taxonomia das espécies de procariontes, poucas espécies desse gênero foram delineadas. A metodologia de Multilocus Sequence Analysis (MLSA), que inclui a análise de múltiplos genes housekeeping, tem-se demonstrado promissora e poderosa para a definição de espécies bacterianas e neste estudo foi aplicada à espécie Bradyrhizobium, aumentando a compreensão sobre a diversidade de bactérias fixadoras de nitrogênio. A classificação de bactérias importantes para a agricultura e a manipulação biotecnológica conduzida para melhorar a produtividade agrícola são relevantes para a biodiversidade. Este estudo propõe a construção de um banco de dados disponível na internet que irá fornecer informações e ferramentas utilizando a metodologia MLSA, visando melhorar a caraterização filogenética e taxonômica do gênero Bradyrhizobium, permitindo a comparação de sequências genômicas com as estirpes tipo e representativas de cada espécie. No total estão disponíveis para consulta 280 sequencias de DNA, referentes a 19 espécies do gênero Bradyrhizobium. Um banco de dados para a identificação taxonômica e filogenética do gênero Bradyrhizobium utilizando MLSA irá facilitar a utilização de dados biológicos disponíveis através de uma interface web amigável e intuitiva. As sequências armazenadas no banco de dados podem ser comparadas com sequências de outras linhagens de forma simples e ágil, com o uso de algoritmos de alinhamento e rotinas computacionais integradas ao banco de dados. As ferramentas para alinhamento de sequencias individuais e múltiplas do banco de dados e as rotinas computacionais desenvolvidas para o pré e pós processamento de dados estão disponíveis em http://mlsa.cnpso.embrapa.br, e podem ser usadas de forma gratuita por pesquisadores de todo mundo para classificar estirpes de Bradyrhizobium; reproduzir as experiências apresentadas neste trabalho, bem como para gerar novos experimentos. O próximo passo será a expansão da base de dados para incluir outras espécies de rizóbios. / Some specific bacterias collectively called rhizobia are able to form nodules on the roots of legumes such as beans and soybeans plants, and the result of this combination is a biological process that makes it possible to fix atmospheric nitrogen in the soil.. Biological nitrogen fixation, with an emphasis on the legume-rhizobia symbiosis, is a key process for agriculture and the environment, allowing the replacement of nitrogen fertilizers, reducing water pollution by nitrate as well as the emission of greenhouse gases. Soils contain numerous strains belonging to the bacterial genus Bradyrhizobium, which establish symbioses with a variety of legumes. However, due to the high conservation of the ribosomal genes 16S RNAr of Bradyrhizobium-considered as the backbone of the taxonomy of prokaryotes-few species have been delineated so far. The multilocus sequence analysis (MLSA) methodology, consisting of the analysis of housekeeping genes, has been shown to be promising and powerful for defining bacterial species, and in this study it was applied to Bradyrhizobium species, increasing our understanding of the diversity of nitrogen-fixing bacteria. Classification of bacteria of agronomic importance is relevant to the biodiversity knowledge, as well as to biotechnological manipulation to improve agricultural productivity. We propose the construction of an on-line database that will provide information and tools using the MLSA to improve phylogenetic and taxonomic characterization of Bradyrhizobium, allowing the comparison of genomic sequences with those of type and representative strains of each species.In total are available for viewing 280 sequences relating to 19 species of the genus. A database for the taxonomic and phylogenetic identification of the Bradyrhizobium genus, using MLSA, will facilitate the use of biological data available through an intuitive web interface. Sequences stored in the on-line database can be compared with multiple sequences of other strains with simplicity and agility through multiple alignment algorithms and computational routines integrated into the database. Tools for alignment of individual threads and multiple database and computational routines developed for pre and post processing of data are available at http://mlsa.cnpso.embrapa.br, and can be used, free of charge, by researchers worldwide to classify Bradyrhizobium strains; the database and software can be applied to replicate the experiments presented in this study as well as to generate new experiments. The next step will be expansion of the database to include other rhizobial species.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.utfpr.edu.br:1/3094 |
| Date | 19 March 2015 |
| Creators | Azevedo, Helton de |
| Contributors | Lopes, Fabrício Martins, Cunha, Mariangela Hungria da, Lopes, Fabrício Martins, Kashiwabara, Andre Yoshiaki, Vilas-Boas, Laurival Antonio, Cunha, Mariangela Hungria da |
| Publisher | Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Cornelio Procopio, Programa de Pós-Graduação em Informática, UTFPR, Brasil |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UTFPR, instname:Universidade Tecnológica Federal do Paraná, instacron:UTFPR |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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