Apresentação -curso_biossegurança_og_ms_ch ristiane_microrganismos2

630 views

Published on

0 Comments
0 Likes
Statistics
Notes
  • Be the first to comment

  • Be the first to like this

No Downloads
Views
Total views
630
On SlideShare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
5
Actions
Shares
0
Downloads
22
Comments
0
Likes
0
Embeds 0
No embeds

No notes for slide

Apresentação -curso_biossegurança_og_ms_ch ristiane_microrganismos2

  1. 1. Análise de risco sobre a biota do solo Christiane Abreu de Oliveira Paiva Embrapa Milho e Sorgo
  2. 2. Porque devemos zelar pela saúde do solo ? POPULAÇÃO MICROBIANA SOLO • FUNGOS, BACTÉRIAS, ALGAS • MACRO E MESO FAUNA SOLO • Fração física, Química • FRAÇÃO BIOLÓGICA CULTURAS • INTERAÇÃO PLANTA-SOLO-MICRORGANISMOS • NUTRIÇÃO
  3. 3. Porque nos devemos zelar pela saúde do solo ? 1. Nos solos ocorrem processos chave para equilíbrio da vida no planeta, em sua maioria mediados por comunidades microbianas • Purificação e armazenamento de água • Decomposição/Mineralização • Fixação biológica de Nitrogênio • Ciclagem de Nutrientes
  4. 4. 2. Tipicamente, existem 40 milhões de células bacterianas/g de solo (Whitman et www.agencia.cnptia.embrapa.br Foto: Dr Itamar Soares de Melo al. 1998), totalizando uma massa que excede a biomassa de plantas e animais no planeta (Hogan 2010) 3. Fonte de biodiversidade
  5. 5. Principais funções dos microrganismos do solo• Fixação Biológica de Nitrogênio• Micorrizas• Microrganismos Promotores do Crescimento de Plantas : fitohormonios• Controle Biológico• Solubilizadores de Rochas• Atividade Enzimática• Banco de Germoplasma
  6. 6. Porque devemos monitorar ascomunidades microbianas no solo ? 1. Microrganismos são praticamente onipresentes e reagem rápido à alterações químicas e físicas no ambiente 2. Alterações em comunidades microbianas são muitas vezes precursoras de mudanças na saúde e na vitalidade do ambiente como um todo. 3. Comunidades microbianas exercem funções essenciais para a funcionamento do sistema solo- planta 4. Existem metodologias bem estabelecidas para o estudo de comunidades microbianas
  7. 7. • Acesso a diversidade microbiana – Domínio de metodologia clássicas, baseadas em técnicas dependentes de cultivo; – Domínio de técnicas moleculares – independentes de cultivo
  8. 8. •Avaliação da atividade microbiana no solo – bioindicação da saúde do solo (Medição do impacto ambiental no solo) • Biomassa - coeficiente metabólico • Biolog • DGGE, técnicas moleculares • Enzimas
  9. 9. BiotaSolo Análise de Risco OGMs
  10. 10. ResoluçãoNormativa Não trata especificamente de09 bioindicadores do solo relacionadosCTNBIO a microrganismos Artigo 11: Monitoramento em geral: questionários, relatórios de artigos publicados, outras ferramentas Não existem normas específicas de técnicas e metodologias
  11. 11. Tipo de evento Natureza Tipo de da solo esubstância cultura Avaliação do Impacto de plantas GMs no solo
  12. 12. Analise de risco Préliberação Indicadores de processos Indicadores de abundância Indicadores de persistência da proteína
  13. 13. METODOLOGIAS SUGERIDAS PARA ANÁLISEDE RISCO: –Pré-liberação:• Indicadores de processos: – Métodos enzimáticos, – métodos específicos (depende do evento, ex.: fixação de N), – PCR em tempo real, – Atividade metabólica, – Coeficiente metabólico ??
  14. 14. METODOLOGIAS SUGERIDAS PARA ANÁLISE DE RISCO: – Pré-liberação:• Indicadores abundância – Quantificação da população de microrganismos do solo (biota do solo, invertebrados também), biomassa – Indicadores de biodiversidade – Caracterização de grupos específico: métodos moleculares de fingerprint de comunidade (ex.: DGGE, T- RFLP, ...) – Uso de metagenômica para caracterização• Indicadores de persistência da proteína (se for o caso) ou outra substância, como enzimas. – Quantificação por ELISA, quantificação da taxa de decomposição e liberação de nutrientes.
  15. 15. – Pós-liberação:• Menor número de indicadores – seria feito uma correlação múltipla e tentar sugerir os melhores indicadores para pós monitoramento.
  16. 16. Resultados de pesquisa Embrapa Milho e Sorgo Embrapa Agrobiologia
  17. 17. Projetos• Impacto da utilização do milho Bt em lepidopteros- praga, predadores e organismos não-alvo – Líder: Simone Martins Mendes • 2010-2012• Impacto ambiental de milho transgênico expressando toxinas de Bacillus thuringiensis sobre a entomofauna, microbiota do solo e produção de grãos – Líder: Fernando Hercos Valicente • 2/1/2011 a 30/12/2014
  18. 18. Projeto 1: Impacto da utilização do milho Bt em lepidopteros praga, predadores e organismos não- alvo• Objetivos/Hipóteses • Hipótese 1: A utilização de plantas de milho Bt não afeta a incidência e atividade de organismos não-alvo • Impactos de toxinas Bt sobre a estrutura e função de comunidades bacterianas na rizosfera • Diversidade funcional da comunidade bacteriana do solo • Diversidade genética da microbiota através de eletroforese em gel de gradiente desnaturante (DGGE) • Hipótese 2: Restos vegetais de plantas Bt podem afetar a comunidade microbiana do solo e apresentar distintas taxas de decomposição, alterando a ciclagem de nutrientes • Decomposição e ciclagem de nutrientes a partir de resíduos de plantas Bt
  19. 19. Projeto 1: Impacto da utilização do milho Bt em lepidopteros praga, predadores e organismos não- alvo• Qualidade biológica do solo rizosférico de plantas transgênicas de milho, expressando proteínas CryAb e Cry1F • Atividade Enzimática • Perfil Metabólico de Comunidades
  20. 20. Qualidade biológica do solo rizosférico de plantas transgênicas demilho, expressando proteínas CryAb e Cry1FEfeito local predominante, não ocorrendo diferença significativa entre as variedades de Milho Bt avaliadas e sua isolínea
  21. 21. Qualidade biológica do solo rizosférico de plantas transgênicas demilho, expressando proteínas CryAb e Cry1FEfeito local predominante, não ocorrendo diferença significativa entre as variedades de Milho Bt avaliadas e sua isolínea
  22. 22. Tabela 1. Atividade metabólica (Total – BIOLOG - Ecoplates),Número de substratos utilizados (S), Diversidade metabólica(Índice de Shannon - H) em 72 horas de incubação paraamostras de solo não rizosférico e rizosférico de 3 genótiposde milho transgênicos e não transgênicos, em solo de várzeae cerrado
  23. 23. • Projeto 2: Impacto ambiental de milho transgênico expressando toxinas de Bacillus thuringiensis sobre a entomofauna, microbiota do solo e produção de grãos• Objetivos • A utilização de plantas de milho Bt não afeta a a estrutura e a função de comunidades microbianas do solo incidência e atividade de organismos não- alvo • Impactos de toxinas Bt sobre a estrutura e função de comunidades bacterianas na rizosfera • Diversidade funcional da comunidade bacteriana do solo • Diversidade genética da microbiota através de eletroforese em gel de gradiente (DGGE), T- RFLP e clonagem/sequenciamento
  24. 24. • Projeto 2: Delineamento ExperimentalBlocos casualizados com 4 repetições • Ano 1 Safra 2010/2011 – 12 tratamentos • Ano 2 Safra 2011/2012 – 18 tratamentos • (Janeiro de 2012) • O experimento plantado na mesma posição ano após ano • Duas Localidades – Sete Lagoas e Janaúba • Duas épocas de amostragem – 30 e 45 dias após plantio • Tratamentos • Milho Bt • Isolinha • Isolinha + tratamento químico
  25. 25. Experimento Janúba ano 2 – Safra 2011/2012
  26. 26. • Projeto 2: Parâmetros AvaliadosMicorrizas • Taxa de colonização radicular • Diversidade molecular da comunidade colonizando raízes (T-RFLP)Fixadores de Nitrogênio • Diversidade molecular genes Nif (DGGE)Comunidade Bacteriana Total • Diversidade molecular da comunidade por 16S rRNA (DGGE)Decomposição palhada Milho Bt • Ensaios in vitroPerfil Metabólico da Comunidade Bacteriana • BIOLOG – Ecoplates
  27. 27. Tabela 2. Atividade metabólica (Total – BIOLOG - Ecoplates), Diversidade metabólica (Índice de Shannon - H) e Equitabilidade – E de amostras de solo rizosférico de 6 genótipos de milho transgênicos e não transgênicos, no Município de Sete Lagoas Ano 2 – Safra 2011/2012 Atividade H E Genótipo Coleta 1 Coleta 2 Coleta 1 Coleta 2 Coleta 1 Coleta 2 MON 810 16.59 Aa 21.71 Bb 3.30 ns 3.38 ns 0.97 ns 0.98 ns Isolinha 1 + Q 18.89 Aa 18.04 Aa 3.38 ns 3.40 ns 0.98 ns 0.99 ns Isolinha 1 16.55 Aa 20.43 Ab 3.33 ns 3.39 ns 0.97 ns 0.99 ns Bt11 16.92 Aa 21.50 Ab 3.29 ns 3.41 ns 0.96 ns 0.99 ns Isolinha 2 + Q 16.94 Aa 21.26 Ab 3.28 ns 3.39 ns 0.96 ns 0.99 ns Isolinha 2 21.59 Aa 18.27 Aa 3.38 ns 3.37 ns 0.99 ns 0.99 ns HERCULEX 16.72 Aa 21.20 Ab 3.32 ns 3.38 ns 0.97 ns 0.99 ns Isolinha 3 + Q 18.94 Aa 22.05 Ab 3.36 ns 3.40 ns 0.98 ns 0.99 ns Isolinha 3 17.65 Aa 16.75 Aa 3.33 ns 3.39 ns 0.97 ns 0.99 ns MON8034 15.22 Aa 21.52 Bb 3.32 ns 3.41 ns 0.97 ns 0.99 ns Isolinha 4 + Q 18.29 Aa 19.83 Ab 3.30 ns 3.42 ns 0.96 ns 1.00 ns Isolinha 4 21.09 Aa 23.12 Ab 3.37 ns 3.40 ns 0.98 ns 0.99 ns DKB390 CINCO 14.89 Aa 16.25 Aa 3.19 A 3.39 B 0.94 ns 0.99 ns Isolinha 5 17.62 Aa 16.25 Aa 3.36 ns 3.42 ns 0.98 ns 1.00 ns Isolinha 5 + Q 20.33 Aa 20.13 Ab 3.38 ns 3.39 ns 0.98 ns 0.99 nsIMPACTO VIPTERA 17.27 Aa 18.53 Aa 3.32 ns 3.39 ns 0.97 ns 0.99 ns Isolinha 6 10.87 Aa 17.65 Ba 3.14 ns 3.38 ns 0.92 A 0.98 B Isolinha 6 + Q 19.35 Aa 20.64 Ab 3.37 ns 3.38 ns 0.98 ns 0.99 ns Letras maiúsculas comparam médias entre coletas – Scott-Knott a 5% Letras minúsculas comparam médias entre colunas (genótipos) – Scott-Knott a 5%
  28. 28. Tabela 3. Atividade metabólica (Total – BIOLOG - Ecoplates), Diversidade metabólica (Índice de Shannon - H) e Equitabilidade – E de amostras de solo rizosférico de 6 genótipos de milho transgênicos e não transgênicos, no Município de Janaúna, MG Ano 2 – Safra 2011/2012 Atividade H E Genótipo Coleta 1 Coleta 2 Coleta 1 Coleta 2 Coleta 1 Coleta 2 MON 810 16.66 A 21.01 B 3.42 ns 3.39 ns 1.00 ns 0.99 ns Isolinha 1 + Q 17.17 A 19.76 A 3.41 B 3.37 A 0.99 ns 0.98 ns Isolinha 1 13.19 A 20.58 B 3.38 A 3.41 B 0.99 ns 0.99 ns Bt11 14.12 A 18.09 B 3.41 B 3.37 A 0.99 ns 0.98 ns Isolinha 2 + Q 14.38 A 20.93 B 3.42 ns 3.41 ns 1.00 ns 0.99 ns Isolinha 2 15.39 A 18.83 A 3.40 ns 3.38 ns 0.99 ns 0.98 ns HERCULEX 16.92 A 20.45 A 3.42 ns 3.40 ns 0.99 ns 0.99 ns Isolinha 3 + Q 14.90 A 20.02 B 3.40 ns 3.39 ns 0.99 ns 0.99 ns Isolinha 3 15.55 A 19.21 A 3.40 ns 3.40 ns 0.99 ns 0.99 ns MON8034 13.89 A 20.57 B 3.40 ns 3.40 ns 0.99 ns 0.99 ns Isolinha 4 + Q 14.31 A 19.98 B 3.41 ns 3.41 ns 0.99 ns 0.99 ns Isolinha 4 15.06 A 22.15 B 3.40 ns 3.41 ns 0.99 ns 0.99 ns DKB390 CINCO 16.14 A 18.70 A 3.41 ns 3.39 ns 0.99 ns 0.99 ns Isolinha 5 15.23 A 21.02 B 3.40 ns 3.41 ns 0.99 ns 0.99 ns Isolinha 5 + Q 17.46 A 20.02 A 3.41 ns 3.40 ns 0.99 ns 0.99 nsIMPACTO VIPTERA 18.03 A 20.46 A 3.41 ns 3.41 ns 0.99 ns 0.99 ns Isolinha 6 13.62 A 20.27 B 3.39 ns 3.41 ns 0.99 ns 0.99 ns Isolinha 6 + Q 16.85 A 21.17 B 3.40 ns 3.39 ns 0.99 ns 0.99 ns Letras maiúsculas comparam médias entre coletas – Scott-Knott a 5%
  29. 29. Conclusões• Projeto 1: O cultivo de milho Bt, nas condições avaliadas, não tem causado mudanças significativas na atividade das enzimas Arginase, Fosfatase ácida e alcalina e Urease;• Projeto 1: O cultivo de milho Bt, nas condições avaliadas, não causou mudanças significativas no perfil metabólico de comunidades microbianas amostradas da rizosfera das plantas;• Projeto 2: O cultivo de milho Bt, nas condições avaliadas, causou mudanças significativas no perfil metabólico de comunidades microbianas amostradas da rizosfera das plantas no município de Sete Lagoas, mas não em Janaúba. • Em sua maioria causando aumento na atividade metabólica da comunidade microbiana
  30. 30. Equipe• Dra. Christiane Abreu de Oliveira Paiva• Dra. Eliane Aparecida Gomes• Dr. Francisco Adriano de Souza• Dr. Ivanildo Evódio Marriel• M.Sc. Ubiraci Gomes de Paula Lana
  31. 31. Avaliação comparativa da Biota do Solo em FeijoeiroOlathe Pinto e Olathe 5.1 modificado geneticamente para resistência ao mosaico dourado Maria Elizabeth Fernandes Correia Embrapa Agrobiologia
  32. 32. Impacto do feijoeiro 5.1 sobre a biota do solo Componentes investigados Simbiose Feijoeiro/Rhizobium tropici Micorrizas arbusculares Solo sob influência do feijoeiro Macro e mesofauna Biomassa microbiana Alfa-proteobactérias Atividade respiratória Atividade enzimática
  33. 33. Análise da rizosfera do feijoeiroExsudados radiculares e tecidosvegetais senescidos podemalterar quantitativamente equalitativamente os organismosdo solo, e os processos em queestão envolvidos www.agencia.cnptia.embrapa.br Foto: Dr Itamar Soares de Melo
  34. 34. Locais de estudo áreas de cultivo de feijão (2 ensaios em cada localidade – 2008/2009) Santo Antônio de GoiásÁrea em ha 0-42 43-108 Sete Lagoas 109-245 246-679 > 680 outros Londrina
  35. 35. Conclusão O feijoeiro 5.1, modificado geneticamente para resistência ao mosaico dourado, não afeta as simbioses com fungos micorrízicos e bactériasfixadoras de N2, assim como a quantidade, qualidade e atividade da biota do solo rizosférico, comparativamente ao feijoeiro convencional Olathe
  36. 36. Obrigada!!!

×