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???metadata.dc.type???: Tese
Title: Ecologia e taxonomia de rizóbios de mimosas do Brasil: diversidade e interação com seus hospedeiros de diferentes biomas
Other Titles: Ecology and taxonomy of mimosas of Brazil: Diversity and interaction with hosts from different biomes.
???metadata.dc.creator???: Baraúna, Alexandre Cardoso 
???metadata.dc.contributor.advisor1???: Reis, Veronica Massena
First advisor-co: Zilli, Jerri Édson
???metadata.dc.contributor.referee1???: Reis, Veronica Massena
???metadata.dc.contributor.referee2???: Soares, Luís Henrique de Barros
???metadata.dc.contributor.referee3???: Coelho, Marcia Reed Rodrigues
???metadata.dc.contributor.referee4???: Goi, Silvia Regina
???metadata.dc.contributor.referee5???: Pinheiro, Érika Flávia Machado
???metadata.dc.description.resumo???: O Brasil é o principal centro de diversidade de mimosas no mundo e os Biomas Cerrados e Caatinga concentram cerca de metade das espécies descritas. Embora estas leguminosas estabeleçam simbiose predominantemente com Beta-rizóbios, membros da subclasse Alfaproteobacteria também nodulam efetivamente. No Brasil, a principal nodulação nas mimosas se dá por espécies do gênero Paraburkholderia, e até o momento, não incluem o gênero Cupriavidus e outros alfa-rizóbios como parceiros simbióticos nativos. Essa tese traz novas informações biogeográficas sobre estas interações, sendo dividida em dois capítulos: I - Um estudo ecológico e taxonômicos dos rizóbios de mimosas dos biomas Amazônia, Cerrado, Caatinga e Mata Atlântica; e II - A descrição de nova espécie (Rhizobium altiplani) isolada de Mimosa pudica sob um solo antropizado de Brasília dentro do domínio Cerrado. O estudo foi baseado em 724 bactérias provenientes de nódulos de 16 espécies de mimosas invasivas e endêmicas coletadas de 25 locais de estudos, onde M. pudica constituiu a principal espécie estudada. Estes isolados foram caracterizados a partir de atributos fenotípicos e genotípicos, sendo observada a dominância de espécies de Paraburkholderia. Entretanto, pela primeira vez, foi constatada a presença de espécies de Cupriavidus nodulando mimosas, espontaneamente, em três dos quatro biomas estudados, enquanto que espécies do gênero Rhizobium foram bem representadas nos biomas Cerrado e Amazônia. Toda coleção foi agrupada a partir de perfis de Box-PCR ou por meio da comparação de perfis fenotípicos, sendo selecionadas 188 bactérias para a submissão ao postulado de Koch utilizando M. pudica como planta hospedeira. Deste total, 106 rizóbios foram capazes de formar nódulos com diferentes características de tamanho, coloração e atividade da enzima leg-hemoglobina dependendo das estirpes inoculadas. Com base nas sequências do gene 16S rRNA, 98 bactérias apresentaram homologias com 16 espécies de alfa e beta-rizóbios, consistindo P. tuberum o principal simbionte de mimosas do Brasil. As filogenias dos genes 16S rRNA e recA mostraram que a maioria dos isolados formaram clados distintos para cada espécie, sendo estes de baixa variabilidade intraespecíficas, com exceção dos isolados das espécies P. nodosa e P. diazotrophica que apresentaram diferenças entre as populações de diferentes localidades. Quanto aos genes simbióticos (nifH e nodC) foram observadas poucas evidências de eventos de transferência horizontal de genes, sendo a maior parte dos agrupamentos semelhantes aos observados nas filogenias dos genes conservados. As estirpes do gênero Cupriavidus apresentaram genes distintos das estirpes tipo e semelhantes as do Uruguai e Brasil, constituindo assim uma população Sul-americana. A partir deste estudo taxonômico inicial, cinco isolados do gênero Rhizobium do Distrito Federal mostraram-se distintos de qualquer outra estirpe tipo. Esta divergência também foi confirmada por meio de análises de sequências multilocus, comparação de genoma e testes fenotípicos, sendo confirmado o isolamento de uma nova espécie, nomeada Rhizobium altiplani. Por fim, a estirpe tipo de R. altiplani (BR 10423T) foi transformada para a expressão do gene “repórter” GFP e submetida a experimento de inoculação cruzada. Os resultados mostraram que R. altiplani foi capaz de nodular Phaseolus vulgaris, Vigna unguiculata, Crotalaria juncea e Lupinus angustifolium e M. pudica, no entanto, a efetividade da nodulação foi diferenciada entre as plantas hospedeiras.
Abstract: Brazil is the main diversity center of mimosas in the world, with the Cerrado and Caatinga biomes concentrating about half of all the species described. Although these legumes establish symbiosis predominantly with Beta-rhizobia, members of the subclass Alpha-proteobacteria are also able to nodulate effectively. In Brazil, mimosas are predominantly nodulated by species of the genus Paraburkholderia, and to date, do not include the genus Cupriavidus and other alpha-rhizobia as native symbiotic partners. This thesis brings new biogeographic information about these interactions, and it is organized in two chapters: I. An ecological and taxonomic study of mimosas rhizobia of Amazon, Cerrado, Caatinga and Mata Atlântica biomes; and II. The description of a new species (Rhizobium altiplani) isolated from Mimosa pudica under an anthropic soil of Brasília within the Cerrado domain. The study was based on 724 bacteria derived from nodules of 16 invasive and endemic mimosas species collected from 25 study sites, where M. pudica constituted the main species studied. These isolates were characterized from phenotypic and genotypic attributes, where a dominance of Paraburkholderia species was demonstrated. However, for the first time, the presence of Cupriavidus nodulando mimosas species was observed spontaneously in three of the four biomes studied, while Rhizobium species were well represented in the Cerrado and Amazonian biomes. All collections were grouped from Box-PCR profiles or by comparing phenotypic characteristics profiles, and 188 bacteria were selected for submission to the Koch postulate using M. pudica as host plant. From this total, 106 rhizobia were able to form nodules with different size, color and leg-hemoglobin enzyme activity depending on the inoculated strains. Based on 16S rRNA gene sequences, 98 bacteria presented homologies with 16 alpha and beta-rhizobia species, consisting of P. tuberum, the main symbiont of mimosas in Brazil. The phylogenies of the 16S rRNA and recA genes showed that most of the isolates formed distinct clades for each species, being of low variability intraspecific, with the exception of the isolates of P. nodosa and P. diazotrophica species that showed differences among the populations of different localities. With respect to symbiotic genes (nifH and nodC), there was little evidence of horizontal gene transfer events, with most of the clusters similar to those observed in the conserved gene phylogenies. The strains of the genus Cupriavidus presented genes different from the type strains and similar to those found in Uruguay and Brazil, thus constituting a South American population. From this initial taxonomic study, five isolates belonging to the genus Rhizobium of the Federal District were distinct from any other type strain. This divergence was also confirmed by multilocus sequence analysis, genome comparison and phenotypic tests, and the isolation of a new species, Rhizobium altiplani, was confirmed. Finally, the R. altiplani type strain (BR 10423T) was transformed for expression of the GFP report gene and subjected to a cross inoculation experiment. The results showed that R. altiplani was able to nodulate Phaseolus vulgaris, Vigna unguiculata, Crotalaria juncea and Lupinus angustifolium and M. pudica, however, the effectiveness of nodulation occurred differently among host plants.
Keywords: Alfa e Beta-rizóbio
Nodulação
Cupriavidus
Cerrado
Alpha and Beta-rhizobia
Nodulation
Cupriavidus
???metadata.dc.subject.cnpq???: Agronomia
Language: por
???metadata.dc.publisher.country???: Brasil
Publisher: Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro
???metadata.dc.publisher.initials???: UFRRJ
???metadata.dc.publisher.department???: Instituto de Agronomia
???metadata.dc.publisher.program???: Programa de Pós-Graduação em Agronomia - Ciência do Solo
Citation: BARAÚNA, Alexandre Cardoso. Ecologia e taxonomia de rizóbios de mimosas do Brasil: diversidade e interação com seus hospedeiros de diferentes biomas. 2017. 163f. Tese (Doutorado em Agronomia, Ciência do Solo) - Instituto de Agronomia, Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro, Seropédica - RJ, 2017.
???metadata.dc.rights???: Acesso Aberto
URI: https://tede.ufrrj.br/jspui/handle/jspui/4480
Issue Date: 22-Feb-2017
Appears in Collections:Doutorado em Agronomia - Ciência do Solo

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