quinta-feira, 2 de outubro de 2008

Banco de Germoplasma de bactérias diazotróficas e actinomicetos

Código: 02.2000.446

Líder do projeto: Rosa Maria Pitard

Resumo:

A Embrapa Agrobiologia mantém uma extensa coleção de microrganismos fixadores de nitrogênio, estando listada no WDCM - World Data Center on Microorganisms, com o número 364, sendo reconhecida pela identificação BR em suas culturas. Estes microrganismos, associados às leguminosas e gramíneas, contribuem para a produção de alimentos sem degradação do meio ambiente, representando importante fonte genética a ser mantida para uso futuro. A Coleção de Culturas da Embrapa Agrobiologia conta com um grande acervo de culturas de bactérias diazotróficas associadas a gramíneas e leguminosas provenientes de diversos levantamentos de diversidade destas espécies realizados em várias regiões do Brasil. As culturas mantidas nesta coleção servem de referência para inúmeros estudos, conduzidos por várias Instituições de pesquisa do Brasil e do exterior, visando o seu aproveitamento nos mais diversos agroecossistemas. São também mantidas nesta coleção as culturas de rizóbio indicadas para as firmas produtoras de inoculantes, para utilização nas principais culturas de leguminosas cultivadas no Brasil. Além disso, levantamentos da ocorrência de actinomicetos, antagônicos aos microrganismos de interesse agrícola, resultaram num acervo importante, que visa a sua utilização em estudos de controle biológico. O projeto visa continuar os trabalhos de manutenção das 1876 culturas de bactérias diazotróficas já registradas na Coleção, das quais 71% são estirpes de Rhizobium, Bradyrhizobium, Mesorhizobium, Azorhizobium e Sinorhizobium, isoladas de diversas espécies de leguminosas de grãos, para adubação verde, forrageiras e espécies arbóreas, especialmente da Mata Atlântica e Amazônia; 25% são estirpes de Azospirillum, Herbaspirillum e Burkholderia, isoladas de trigo, arroz, sorgo, dendê, abacaxizeiro e bananeira e de Acetobacter, isoladas de cana-de-açúcar e batata doce. Também, mantém culturas de Azotobacter, Azoarcus, Beijerinkia e outras, obtidas através de intercâmbio com coleções de diversos países e 4% são culturas modificadas geneticamente para estudos com diferentes finalidades. Além destas culturas, outras estirpes consideradas como possuidoras de características de interesse pelos diferentes grupos de pesquisa são constantemente incorporadas à Coleção, sendo necessária a sua caracterização mínima conforme os padrões estabelecidos pela curadoria. Dentro dos objetivos deste projeto incluem-se a utilização de metodologias moleculares, tais como ARDRA (análise de restrição do DNA ribossomal), análise de restrição do espaço intergênico 16S-23S e técnicas de "fingerprinting" de DNA (ERIC, REP e BOX-PCR), para a caracterização genotípica dos principais grupos de bactérias diazotróficas estudadas no Brasil. As abordagens moleculares auxiliadas por um agrupamento fenotípico preliminar, mais abrangente, permitirão a caracterização taxonômica dos principais grupos de bactérias diazotróficas, com ênfase no material distribuído para produção de inoculante. Em relação aos actinomicetos o projeto visa organizar e manter uma coleção destes microrganismos, bem como estabelecer um método mais adequado para sua preservação. O projeto visa, também, organizar um catálogo com os principais dados referentes às culturas mantidas na Coleção, que serão informatizados e disponibilizados para consulta via Internet aos clientes, quais sejam as Universidades nacionais e estrangeiras, Instituições de pesquisa do Brasil e exterior e fabricantes de inoculantes. As culturas mantidas na Coleção serão fornecidas para estas Instituições, mediante solicitação e preenchimento de requisitos básicos estabelecidos pela curadoria para o intercâmbio de culturas.


 

Subprojetos:

Ø 02.2000.446-01 - Manutenção e caracterização de culturas de bactérias diazotróficas e de actinomicetos da Coleção da Embrapa Agrobiologia

Resumo:

A Embrapa Agrobiologia mantém uma extensa coleção de microrganismos fixadores de nitrogênio, estando listada no WDCM - World Data Center on Microorganisms, com o número 364, sendo reconhecida pela identificação BR em suas culturas. Vários levantamentos de nodulação das diferentes espécies de leguminosas têm sido feitos em diversas regiões do Brasil nos últimos anos, resultando em um grande número de isolados que estão sendo mantidos nesta coleção. Além destes isolados, também há um grande número de microrganismos isolados de espécies vegetais não leguminosas de importância econômica. Todos os isolados de rizóbio estão sendo testados quanto a sua infectividade e eficiência na fixação biológica de nitrogênio junto aos respectivos hospedeiros. Os isolados selecionados, tanto os de rizóbio quanto as culturas de bactérias diazotróficas associadas às espécies vegetais não leguminosas, são incorporados à coleção sendo preservados, principalmente, na forma liofilizada, pela qual mantém-se sua viabilidade e estabilidade a longo prazo e, também, em tubos sob vaselina líquida esterilizada, para uso mais frequente. Estes microrganismos estão incluídos, principalmente, nos gêneros Rhizobium, Bradyrhizobium, Azorhizobium, Sinorhizobium, Mesorhizobium, Azospirillum, Herbaspirillum e Acetobacter. A Coleção da Embrapa Agrobiologia tem caracterizado morfofisiologicamente todas as culturas de rizóbio, tanto as já existentes na coleção, quanto as incorporadas recentemente. Deste modo, auxilia na identificação das culturas em meio de cultivo, visando facilitar os estudos relativos à sua taxonomia e à exploração de seu potencial genético. Durante o desenvolvimento do subprojeto, serão testados diferentes meios de cultivo que melhor demonstrem as características morfofisiológicas, típicas para cada espécie, das bactérias diazotróficas associadas às espécies vegetais não leguminosas e os resultados obtidos nesta caracterização inicial serão incorporados ao Banco de Dados da Coleção de Culturas informatizado e em fase de implantação, o qual deverá ser disponibilizado via Internet. Este subprojeto ainda visa organizar e manter um banco de germoplasma de actinomicetos e dar continuidade aos trabalhos de manutenção e caracterização do acervo de bactérias diazotróficas, iniciados no subprojeto 02.0.94.008-03, que encontra-se em fase de encerramento. Este acervo possui 1876 culturas já registradas, das quais 71% são estirpes de Rhizobium, Bradyrhizobium, Mesorhizobium, Azorhizobium e Sinorhizobium, isoladas de diversas espécies de leguminosas de grãos (principalmente feijão, soja e caupi), para adubação verde, forrageiras e de espécies arbóreas (da Mata Atlântica e da Amazônia); 25% são Azospirillum, Herbaspirillum e Burkholderia, isoladas de trigo, arroz, sorgo, dendê, abacaxizeiro e bananeira e de Acetobacter, isoladas de cana-de-açúcar e de batata-doce. Além disso, mantém culturas de Azotobacter, Azoarcus, Beijerinkia e outras, obtidas através do intercâmbio entre coleções, e 4% deste total são culturas modificadas geneticamente. Também fornece estirpes tanto para uso comercial, para a produção de inoculantes, como para fins científicos, atendendo a pedidos de âmbito nacional e internacional, tendo distribuído, nos últimos 5 anos, 1.281 estirpes para diversas Instituições de pesquisa. Esta Coleção é uma importante fonte de referência a nível mundial para os pesquisadores na área de Fixação Biológica de Nitrogênio, sendo suas culturas fornecidas para diversos países dos cinco continentes, para fins de estudos.


 

Ø 02.2000.446-02 - Uso de metodologias moleculares para a caracterização de bactérias diazotróficas da Coleção de Culturas da Embrapa Agrobiologia.

Resumo:

Entre as bactérias fixadoras de nitrogênio presentes no solo, cujas populações são altamente influenciadas pela rizosfera das plantas, o rizóbio é considerado o grupo mais importante na agricultura tropical pela sua associação com as leguminosas. Como resultado de uma abordagem polifásica onde são avaliados dados fenotípicos e genotípicos, houve uma grande evolução na taxonomia do rizóbio, e as bactérias deste grupo que, até 1982, encontravam-se classificadas em dois gêneros Rhizobium e Bradyrhizobium, atualmente estão distribuídas em cinco gêneros e pelo menos dezesseis espécies. Novas espécies são descritas a cada ano, muitas vezes envolvendo reclassificações de espécies anteriormente descritas. A associação de bactérias fixadoras de nitrogênio com gramíneas ganhou uma importância enorme principalmente com a descoberta de que bactérias fixadoras de nitrogênio do gênero Azospirillum colonizavam os tecidos internos das raízes, indicando que sua interação com a planta poderia resultar em uma associação com maior potencial de exploração agrícola do que as associações de várias bactérias diazotróficas com a rizosfera dessas plantas. A partir desse conhecimento, diversos grupos estrangeiros de pesquisa se interessaram pela associação gramíneas/bactérias diazotróficas, o que culminou com a identificação de seis espécies de Azospirillum nos últimos 20 anos. A grande evolução nos estudos de taxonomia das bactérias diazotróficas nos últimos anos levou à descrição de um grande número de novos gêneros e espécies, e a Coleção de Culturas da Embrapa Agrobiologia é depositária de mais de 7.000 isolados provenientes de diversos estudos ecológicos. Destes, apenas 1.876 estirpes encontram-se caracterizadas pelo protocolo mínimo de caracterização estabelecido pelas normas da Coleção. Este acervo, ainda não caracterizado taxonomicamente, é uma importante fonte de estudos de diversidade deste grupo de microrganismos. Este tipo de caracterização é importante e necessária, pelo menos para os grupos de isolados mais importantes, visando facilitar o aproveitamento do seu potencial genético para uso nos solos tropicais. Para a caracterização taxonômica do acervo de bactérias diazotróficas pertencente à Coleção de Culturas, o presente subprojeto tem como principais objetivos adotar uma abordagem polifásica baseada no estudo de características fenotípicas e genotípicas discriminatórias dos principais gêneros e espécies de bactérias diazotróficas de interesse. Dentro da análise fenotípica será dada ênfase à utilização de diferentes substratos de carbono e demais características distintivas analisadas quando da descrição das diferentes espécies. Estas análises fenotípicas serão avaliadas por métodos de taxonomia numérica, visando selecionais as de maior poder discriminatório, utilizando um grupo de estirpes padrão como referência. Entre as análise moleculares inclui -se o método de ARDRA (análise de restrição do DNA ribossomal) e análise de restrição do espaço intergênico 16S-23S. Pretende-se também proceder a caracterização a nível infraespecífico de determinados grupos de bactérias diazotróficas através de técnicas de "fingerprinting" de DNA (ERIC, REP e BOX-PCR), visando facilitar estudos de ecologia a nível de campo e elevar o padrão de controle de qualidade do inoculante fornecido pela Embrapa Agrobiologia.

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