Metagenômica comparativa de solo de regiões de mata atlântica e caatinga do estado do Rio Grande do Norte - Brasil

The microorganisms play very important roles in maintaining ecosystems, which explains the enormous interest in understanding the relationship between these organisms as well as between them and the environment. It is estimated that the total number of prokaryotic cells on Earth is between 4 and 6 x 1030, constituting an enormous biological and genetic pool to be explored. Although currently only 1% of all this wealth can be cultivated by standard laboratory techniques, metagenomic tools allow access to the genomic potential of environmental samples in a independent culture manner, and in combination with third generation sequencing technologies, the samples coverage become even greater. Soils, in particular, are the major reservoirs of this diversity, and many important environments around us, as the Brazilian biomes Caatinga and Atlantic Forest, are poorly studied. Thus, the genetic material from environmental soil samples of Caatinga and Atlantic Forest biomes were extracted by direct techniques, pyrosequenced, and the sequences generated were analyzed by bioinformatics programs (MEGAN MG-RAST and WEBCarma). Taxonomic comparative profiles of the samples showed that the phyla Proteobacteria, Actinobacteria, Acidobacteria and Planctomycetes were the most representative. In addition, fungi of the phylum Ascomycota were identified predominantly in the soil sample from the Atlantic Forest. Metabolic profiles showed that despite the existence of environmental differences, sequences from both samples were similarly placed in the various functional subsystems, indicating no specific habitat functions. This work, a pioneer in taxonomic and metabolic comparative analysis of soil samples from Brazilian biomes, contributes to the knowledge of these complex environmental systems, so far little explored

Genetic Diversity and Population Differentiation of Guignardia mangiferae from Tahiti Acid Lime

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Signal transduction-related responses to phytohormones and environmental challenges in sugarcane

Background: Sugarcane is an increasingly economically and environmentally important C4 grass, used for the production of sugar and bioethanol, a low-carbon emission fuel. Sugarcane originated from crosses of Saccharum species and is noted for its unique capacity to accumulate high amounts of sucrose in its stems. Environmental stresses limit enormously sugarcane productivity worldwide. To investigate transcriptome changes in response to environmental inputs that alter yield we used cDNA microarrays to profile expression of 1,545 genes in plants submitted to drought, phosphate starvation, herbivory and N-2-fixing endophytic bacteria. We also investigated the response to phytohormones (abscisic acid and methyl jasmonate). The arrayed elements correspond mostly to genes involved in signal transduction, hormone biosynthesis, transcription factors, novel genes and genes corresponding to unknown proteins.Results: Adopting an outliers searching method 179 genes with strikingly different expression levels were identified as differentially expressed in at least one of the treatments analysed. Self Organizing Maps were used to cluster the expression profiles of 695 genes that showed a highly correlated expression pattern among replicates. The expression data for 22 genes was evaluated for 36 experimental data points by quantitative RT-PCR indicating a validation rate of 80.5% using three biological experimental replicates. The SUCAST Database was created that provides public access to the data described in this work, linked to tissue expression profiling and the SUCAST gene category and sequence analysis. The SUCAST database also includes a categorization of the sugarcane kinome based on a phylogenetic grouping that included 182 undefined kinases.Conclusion: An extensive study on the sugarcane transcriptome was performed. Sugarcane genes responsive to phytohormones and to challenges sugarcane commonly deals with in the field were identified. Additionally, the protein kinases were annotated based on a phylogenetic approach. The experimental design and statistical analysis applied proved robust to unravel genes associated with a diverse array of conditions attributing novel functions to previously unknown or undefined genes. The data consolidated in the SUCAST database resource can guide further studies and be useful for the development of improved sugarcane varieties.

Molecular characterization of bacterial populations of different soils

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Relações filogenéticas e diversidade de isolados de Guignardia spp oriundos de diferentes hospedeiros nas regiões ITS1-5,8S-ITS2

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Variabilidade genética em isolados de Curtobacterium flaccumfaciens

A cultura do feijoeiro está sujeita à incidência de várias doenças que acarretam perdas significativas na produção, dentre as quais encontra-se a murcha-de-curtobacterium ou murcha bacteriana, causada por Curtobacterium flaccumfaciens pv. flaccumfaciens (Cff). Atualmente a murcha-de-curtobacterium tem se constituído em um novo problema para a cultura do feijoeiro em várias regiões brasileiras. A resistência genética tem sido o meio mais eficiente no controle da doença, porém a possibilidade da existência de variabilidade genética presente em isolados de Cff, pode ser uma conseqüência maléfica ao melhoramento visando a obtenção de cultivares de feijoeiro resistentes, especialmente na estabilidade e durabilidade da resistência. Neste sentido, o presente trabalho teve como objetivo o estudo da variabilidade genética de 26 isolados de Curtobacterium flaccumfaciens, 20 dos quais provenientes de feijoeiro (Cff), coletados em diferentes regiões do Brasil, quatro provenientes de coleções internacionais (Cff) e dois endofíticos de citros (C. flaccumfaciens). Foram utilizados dois pares de oligonucleotídeos, CffFOR2-CffREV4 e CF4-CF5, avaliando-se na especificidade em reação de PCR, para a caracterização dos 26 isolados. No estudo da variabilidade genética, utilizou-se da técnica rep-PCR e os iniciadores REP, ERIC e BOX. A partir do padrão eletroforético gerado pela amplificação dessas seqüências repetitivas no DNA genômico dos 26 isolados bacterianos, foram realizadas análises pertinentes (UPGMA SM) e obtenção de um dendograma. Considerando-se um índice de similaridade de 75%, os isolados foram distribuídos em quatro grupos distintos. Os isolados de Cff provenientes do Paraná e DF foram separados em grupos diferentes, enquanto que isolados endofíticos de citros não formaram um grupamento distinto dos de feijoeiro. Os isolados procedentes do Estados de São Paulo mostraram-se geneticamente heterogêneos, alguns se agruparam com o isolado de USA, Santa Catarina e de citros, enquanto outros agruparam-se com isolados provenientes da França e Paraná. A avaliação da especificidade dos dois pares de oligonucleotídeos, mostrou que os oligonucleotídeos CffFOR2-CffREV4 detectaram todos os 26 isolados. Os oligonucleotídeos CF4-CF5 apresentaram menor especificidade não detectando dois isolados de Cff de feijoeiro (2928) e (2936) e os isolados endofíticos de citros. Portanto como ferramenta para detecção de Cff em feijoeiro os oligonucleotídeos CffFOR2-CffREV4 revelaram ser os mais indicados.

Evaluation of the beta-glucanolytic enzyme complex of Trichoderma harzianum Rifai for the production of gluco-oligosaccharide fragments by enzymatic hydrolysis of 1,3;1,6-beta-D-glucans

Botryosphaeran, a new exopolysaccharide from the endophytic fungus Botryosphaeria rhodina MAMB-05, and algal laminarin were hydrolyzed by partially-fractionated enzymes of the beta-glucanolytic complex from Trichoderma harzianum Rifai. beta-Glucanase fractions (F-I and F-II) separated by gel permeation chromatography presented different modes of attack on botryosphaeran and laminarin. Botryosphaeran was hydrolyzed to the extent of 66% (F-I) and 98% (F-II) within 30 min, and its main hydrolysis products were gluco-oligosaccharides of DP >= 4, with lesser amounts of glucose, di- and tri-saccharides. The action of enzyme fractions I and II on laminarin resulted in 15% conversion to glucose, while the percentage of saccharification was radically different (70% for F-I and 25% for F-II). The different product arrays within the polysaccharide hydrolysates can be explained by the difference in the enzymes' specificities within each enzyme fraction, and the molecular structures of the polysaccharides and their complexity.

Bioactive Metabolites Produced by Penicillium sp.1 and sp.2, Two Endophytes Associated with Alibertia macrophylla (Rubiaceae)

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Asymmetric microbial reduction of ketones: absolute configuration of trans-4-ethyl-1-(1S-hydroxyethyl)cyclohexanol

A set of five fungal species, Botrytis cinerea, Trichoderma viride and Eutypa lata, and the endophytic fungi Colletotrichum crassipes and Xylaria sp., was used in screening for microbial biocatalysts to detect monooxygenase and alcohol dehydrogenase activities (for the stereoselective reduction of carbonyl compounds). 4-Ethylcyclohexanone and acetophenone were biotransformed by the fungal set. The main reaction pathways involved reduction and hydroxylations at several positions including tertiary carbons. B. cinerea was very effective in the bioreduction of both substrates leading to the chiral alcohol (S)-1-phenylethanol in up to 90% enantiomeric excess, and the cis-trans ratio for 4-ethylcyclohexanol was 0:100. trans-4-Ethyl-1-(1S-hydroxyethyl)cyclohexanol, obtained from biotransformation by means of an acyloin-type reaction, is reported here for the first time. The absolute configurations of the compounds trans-4-ethyl-1-(1S-hydroxyethyl)cyclohexanol and 4-(1S- and 4-(1R-hydroxyethyl)cyclohexanone were determined by NMR analysis of the corresponding Mosher's esters. (C) 2009 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Citocalasinas produzidas por Xylaria sp., um fungo endofítico de Piper aduncum (piperaceae)

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Substâncias antifúngicas de Xylaria sp., um fungo endofítico isolado de Palicourea marcgravii (Rubiaceae)

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Sesquiterpenos produzidos pelo fungo endofítico Phomopsis cassiae com atividade antifúngica e inibidora de acetilcolinesterase

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Occurrence of symbiotic fungi and rhizospheric phosphate solubilization in weeds

Estudos sobre a ecologia de organismos envolvidos no processo de produção são necessários para o desenvolvimento de uma agricultura sustentável, e hoje, a sustentabilidade está intimamente ligada à rentabilidade de produção. Objetivou-se com este trabalho verificar a ocorrência de fungos micorrízicos arbusculares em plantas daninhas de lavouras brasileiras e avaliar o potencial de solubilização de fosfato inorgânico da microbiota associada. 36 espécies de plantas daninhas foram avaliadas quanto à ocorrência de micorrizas, e 11 foram selecionadas para avaliação do potencial de solubilização total e relativa de fosfato. Todas as espécies apresentaram colonização por micorrizas, inclusive um exemplar da família Brassicaceae, geralmente enquadrada como não micorrizada. Na maioria das espécies, os tipos morfológicos de arbúsculos e enovelados de hifas foram observados, sendo os enovelados mais comuns entre as gramíneas. Fungos endofíticos do tipo dark septate foram visualizados na maioria das plantas. As plantas daninhas apresentaram distintos potenciais de solubilização de P na rizosfera. Amaranthus retroflexus, Bidens pilosa e Leonotis nepetaefolia apresentaram elevados valores de solubilização relativa de fosfato. Este é o primeiro relato de micorrizas e da atividade de solubilização de fosfato em plantas daninhas no Brasil.

Distribuição temporal de imaturos de Odonata (Insecta) associados a Eichhornia azurea (Kunth) na Lagoa do Camargo, Rio Paranapanema, São Paulo

Os objetivos deste trabalho foram registrar a abundância e a riqueza de Odonata associada a Eichhornia azurea, durante o período de março de 2004 a março de 2005, na Lagoa do Camargo, lateral ao Rio Paranapanema - São Paulo, após um pulso de inundação extraordinário e também investigar os fatores ambientais determinantes na distribuição da abundância de Odonata. As maiores abundâncias e riquezas ocorreram na estação seca, sendo que Coenagrionidae foi a família mais abundante e com a maior riqueza de gêneros de todo o período estudado. Esta alta abundância possivelmente ocorreu devido a seu comportamento, como postura dos ovos dentro do tecido das macrófitas e hábito escalador. Aeshnidae e Libellulidae apresentaram baixa abundância principalmente na estação seca. Os principais fatores ambientais que afetaram a distribuição da abundância de Odonata foram a temperatura de superfície da água, a pluviosidade e a biomassa de E. azurea.

Avaliação de populações de possíveis rizobactérias em solos sob espécies florestais

Embora estudos recentes relatem a utilização de RCPC (Rizobactérias Promotoras de Crescimento de Plantas) no Brasil, raríssimos trabalhos avaliam a presença natural dessas espécies bacterianas no solo. O objetivo deste trabalho foi avaliar a ocorrência de RPCP em duas amostras de solo sob diferentes tipos de manejo, através da construção e do seqüenciamento de bibliotecas de DNA metagenômico. Utilizaram-se oligonucleotídeos específicos para amplificação da região hipervariável do espaço intergênico dos genes ribossomais 16S-23S de DNA extraído de diferentes solos, sob Eucalyptus sp. e sob mata. Os fragmentos obtidos foram inseridos em vetor e clonados. As bibliotecas geraram 495 clones, que foram seqüenciados e identificados através de comparações realizadas pelo software Blast. O solo sob Eucalyptus sp. apresentou maior número de RPCP do que sob mata. Os filos Actinobacteria e Proteobacteria eram maiores no solo sob Eucalyptus sp., estando o filo Firmicutes ausente no solo sob mata. Somente oito espécies diferentes de RPCP foram detectadas: Bacillus subtilis, Bacillus megaterium, Bradyrhizobium japonicum, Bradyrhizobium elkanii, Bradyrhizobium sp., Frankia sp., Pseudomonas fluorescens e Pseudomonas gladioli. O trabalho forneceu valiosos dados sobre a presença de RPCP em solos com espécies florestais e sua possível utilização em reflorestamentos, assim como para o melhor conhecimento desses microrganismos nos solos do Brasil.