Composição e funcionalidade do microbioma da rizosfera de feijão selvagem e cultivado

• Ano de defesa: 2015
• Autor(a) principal: Flores, Stalin Wladimir Sarango
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Comunidades microbianas; Feijão selvagem; Metagenoma; Metagenome; Microbial communities; Rhizobacteria; Rizobactérias; Wild common bean
• Link de acesso: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/11/11138/tde-21092015-161035/

O processo de domesticação e posterior melhoramento das plantas cultivadas foram essenciais para o sustento do crescimento populacional observado na recente história da humanidade. Porém, no processo de melhoramento das culturas não foi considerado o importante papel que o microbioma rizosférico desempenha nas plantas. Neste contexto, esta pesquisa foi direcionada ao estudo do microbioma rizosférico do feijoeiro, considerando um genótipo selvagem e outro cultivado, a fim de determinar a composição e funcionalidade do microbioma em cada rizosfera. Assim, para testar a hipótese de que materiais ancestrais têm maior capacidade de hospedar micro-organismos benéficos na rizosfera quando comparados a cultivares modernas, os genótipos de feijão cultivado IAC Alvorada e selvagem Wild Mex foram cultivados em Terra Preta da Amazônia (TPA), solo caracterizado por abrigar uma grande diversidade microbiana. O DNA total do solo rizosférico de cada genótipo de feijão e do bulk soil foi extraído para realizar o sequenciamento metagenômico usando a plataforma Illumina MiSeq. O solo rizosférico também foi usado para isolar e selecionar bactérias antagonistas a fungos radiculares patógenos do feijoeiro, Rhizoctonia solani e Fusarium oxysporum f. sp. phaseoli. A abordagem dependente de cultivo permitiu recuperar 11 bactérias que apresentaram atividade antagônica in vitro contra os patógenos avaliados, os isolados bacterianos foram identificados como pertencentes aos gêneros Streptomyces, Kitasatospora, Alcaligenes, Achromobacter, Pseudomonas, Stenotrophomonas, Brevibacillus e Paenibacillus. A abordagem independente de cultivo revelou que a composição da comunidade microbiana na rizosfera do feijão selvagem Wild Mex foi caracterizada pela maior abundância relativa dos filos bacterianos Acidobacteria, Verrucomicrobia, Gemmatimonadetes, e do filo fúngico Glomeromycota quando comparada com a composição da rizosfera do genótipo cultivado IAC Alvorada, a qual foi constituída em maior proporção pelos filos bacterianos Firmicutes, Planctomycetes, Deinococcus-Thermus e pelo filo fúngico Ascomycota. No nível taxonômico de gênero, a comunidade microbiana da rizosfera do feijão selvagem Wild Mex apresentou maior frequência relativa de gêneros fixadores do nitrogênio, nitrificadores, antagonistas e promotores do crescimento vegetal. A rizosfera do feijão selvagem Wild Mex apresentou maior abundância relativa de funções relacionadas à fixação do nitrogênio, produção de sideróforos e de ácido indol acético (AIA), quando comparada com o genótipo cultivado IAC Alvorada. O padrão de distribuição observado na análise de ordenação das funções no microbioma da rizosfera do feijão selvagem Wild Mex foi diferente do padrão encontrado no bulk soil e na rizosfera do feijão cultivado IAC Alvorada. Os resultados indicaram que o genótipo selvagem é mais seletivo no recrutamento de micro-organismos e funções na rizosfera quando comparado com o cultivar moderno. Em conclusão, os resultados revelaram que o processo de domesticação e melhoramento genético das plantas cultivadas potencialmente debilitou a capacidade do hospedeiro em selecionar e sustentar micro-organismos e funções benéficas na rizosfera.