Genômica comparativa entre espécies do gênero AZOSPIRILLUM, com ênfase nas características exclusivas da bactéria promotora de crescimento vegetal Azospirillum amazonense

• Ano de defesa: 2013
• Autor(a) principal: Cecagno, Ricardo
• Orientador(a): Schrank, Irene Silveira
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Azospirillum amazonense
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/108161

O gênero Azospirillum é conhecido pela capacidade de promover o crescimento vegetal, principalmente através da fixação biológica do nitrogênio e metabolismo de fitormônios. Apesar de muitos anos de estudos com esses microrganismos, apenas em 2010 o primeiro genoma completo foi disponibilizado, tendo sido selecionada Azospirillum sp. B510 devido a capacidade de atuar endofiticamente. A espécie A. amazonense, isolada de gramíneas de importância econômica como arroz e cana-de-açúcar, possui características que possibilitam sua utilização em solos mais ácidos, além de atuar na metabolização de xenobióticos, onde tem se destacado seu potencial em biorremediação. Com a colaboração do Projeto Genoma Sul nosso grupo realizou um sequenciamento parcial do genoma de A. amazonense. Genes vinculados a fixação de nitrogênio e carbono, quorum sensing, quimiotaxia e resistência bacteriana foram inicialmente caracterizado em um total de 3.319 ORFs anotadas. O presente trabalho realizou uma predição e anotação para a sequência completa dos contigs já depositados para este genoma, onde 5.496 proteínas foram caracterizadas em diferentes bancos de dados de sequências curadas, visando a identificação de características de importância biotecnológica. Devido a recente disponibilização de três outros genomas de Azospirillum, uma análise comparativa foi realizada para identificar e caracterizar sequências conservadas e diferenciais entre as espécies. Por meio da genômica comparativa entre essas bactérias e os vegetais associados foi identificado proteínas possivelmente relacionadas com o metabolismo de fitormônios. Análises detalhadas são apresentadas para proteínas do sistema de secreção do tipo IV e transportadores em geral, elementos genéticos móveis e sistema imune bacteriano. Estudos in vitro utilizando a técnica de RDA foram realizados para a comparação entre os genomas de A. amazonense e A. brasilense, sendo 46 proteínas exclusivas da primeira espécie identificadas e caracterizadas. Os resultados demonstraram que A. amazonense é a espécie mais afastada filogeneticamente entre essas bactérias, possuindo maior similaridade com A. brasilense entre os genomas já sequenciados neste gênero. Foram identificadas proteínas exclusivas de A. amazonense relacionadas ao sistema de secreção do tipo IV, envolvidas na troca de material genético. Essa espécie também apresentou duas regiões com proteínas exclusivas associadas ao sistema imune CRISPR, vinculado ao controle de entrada de DNA/RNA exógeno. Os resultados obtidos auxiliam no entendimento da genética desses microrganismos, servindo como base para experimentos futuros dirigidos à sua utilização como inoculante e na compreensão do seu papel no ambiente em que vive.