Diversidade de bactérias e arquéias em solos cultivados com cana-de-açúcar: um enfoque ...

95 Pages·2014·3.58 MB·Portuguese

Universidade de São Paulo
Escola Superior de Agricultura “Luiz de Queiroz”

Diversidade de bactérias e arquéias em solos cultivados com cana-de-
açúcar: um enfoque biogeográfico

Ademir Durrer Bigaton

Tese apresentada para obtenção do título de Doutor em
Ciências. Área de concentração: Microbiologia Agrícola

Piracicaba
2014
Ademir Durrer bigaton
Biólogo

Diversidade de bactérias e arquéias em solos cultivados com cana-de-açúcar: um
enfoque biogeográfico

Orientador:
Prof. Dr. FERNANDO DINI ANDREOTE

Tese apresentada para obtenção do título de Doutor em
Ciências. Área de concentração: Microbiologia Agrícola

Piracicaba
2014
Dados Internacionais de Catalogação na Publicação
DIVISÃO DE BIBLIOTECA - DIBD/ESALQ/USP

Bigaton, Ademir Durrer
Diversidade de bactérias e arquéias em solos cultivados com cana-de-açúcar:
um enfoque biogeográfico / Ademir Durrer Bigaton. - - Piracicaba, 2014.
94 p. : il.
Tese (Doutorado) - - Escola Superior de Agricultura “Luiz de Queiroz”, 2014.

1. Manejo 2. Física e química do solo 3. Métodos independentes de cultivo 4.
Modelos de distribuição de abundância 5. Network I. Título
CDD 633.61
B592d

“Permitida a cópia total ou parcial deste documento, desde que citada a fonte – O autor”
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DEDICATÓRIA

A memória de minha avó Maria,
mesmo distante esta é mais uma conquista em um sonho que realizamos juntos
A memória de meu avô,
por me amar e introduzir a ciência. Mesmo com pouco tempo de convivência seus
ensinamentos serão eternos, sendo sempre um exemplo pra mim.
A minha Mãe,
por me educar, auxiliar nos estudos e, acima de tudo, ensinar os verdadeiros valores de uma
homem.
A Lillian,
por ser minha eterna companheira, vivendo ao meu lado todos os momentos alegres ou triste,
me ensinando o verdadeiro significado da palavra AMOR.

DEDICO
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AGRADECIMENTOS

Ao prof. Dr. Fernando Dini Andreote pela orientação e auxílio na minha
formação científica, sendo muitas vezes mais do que um orientador e sim, um
amigo.
Ao Dr. Rodrigo Taketani pela amizade e conselhos na elaboração deste
trabalho.
Ao curso de pós-graduação da Microbiologia Agrícola, a FAPESP e a
CAPES pelo apoio e bolsa concedida.
A todos os funcionários do departamento de Ciência do Solo e do curso
de Microbiologia Agrícola sempre prestativos quando solicitados.
Aos técnicos do laboratório de Microbiologia do solo, Denise e Fernando,
pela ajuda, ensinamentos e amizade nestes anos de convivência.
Aos amigos de laboratório: Armando, Cristiane, Danice, Danielle,
Dorotéria, Diogo, Fábio, Felipe, German, Joelma, Júlia, Juliana, Luana, Lucas,
Maryeime, Michele, Mylenne, Pedro, Polé, Simone. Um especial agradecimento
ao Thiago Gumiere pela convivência e ajuda na elaboração deste trabalho.
A minha Mãe e minha família por simplesmente me amarem!
Por último, mas sempre em primeiro lugar, a DEUS e todos os bons
espíritos que sempre me fortaleceram nos momentos difíceis.
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EPÍGRAFE

“Se você quer ser bem sucedido, precisa ter dedicação total, buscar seu
último limite e dar o melhor de si.”

Aryton Senna
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SUMÁRIO

RESUMO .................................................................................................................................. 11
ABSTRACT ............................................................................................................................. 13
1 INTRODUÇÃO ..................................................................................................................... 15
1.1 Revisão Bibliográfica .................................................................................................. 16
1.1.1 O panorama da cana-de-açúcar ........................................................................................ 16
1.1.2 A microbiota do solo e suas perspectivas no cenário agrícola ........................................ 18
1.1.3 A microbiologia do solo em canaviais ............................................................................ 19
1.1.4 Metodologias independentes de cultivo no estudo da microbiologia do solo ................. 21
1.1.5 Biogeografia microbiana ................................................................................................. 24
1.1.6 Modelos de distribuição da abundância ........................................................................... 26
Referências ............................................................................................................................... 27
2 O MICROBIOMA BACTERIANO EM SOLOS CANAVIEIROS: COMPREENDENDO
SUA ECOLOGIA E SEUS PRINCIPAIS MODULADORES ................................................ 35
Resumo ..................................................................................................................................... 35
Abstract ..................................................................................................................................... 35
2.1 Introdução ........................................................................................................................... 36
2.2 Material e métodos ............................................................................................................. 38
2.2.1 Descrição da área, análises físicas e químicas, e extração de DNA do solo ................... 38
2.2.2 Quantificação da comunidade bacteriana por PCR quantitativo (qPCR) ........................ 39
2.2.3 Análise da estrutura das comunidades bacterianas a partir do polimorfismo terminal do
fragmento de restrição (T-RFLP) ............................................................................................. 39
2.2.4 Descrição da comunidade bacteriana por sequenciamento em larga escala da região V6
do gene 16S de rRNA ............................................................................................................... 40
2.2.5 Análise das sequências obtidas ........................................................................................ 41
2.2.6 A análise de network ....................................................................................................... 41
2.2.7 Correlação entre os dados microbiológicos com as matrizes de características dos solos,
manejos adotados e coordenadas geográficas .......................................................................... 42
2.2.8 Adequação da comunidade bacteriana dos solos estudados aos modelos de distribuição
de espécies (species abundance distribution - SAD) ................................................................ 42
2.3 Resultados e discussão ........................................................................................................ 43
2.3.1 Variação das características físicas e químicas dos solos estudados ............................... 43