Terceira Aula de Microbiologia Agrícola

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Terceira Aula de Microbiologia Agrícola

  1. 1. Instituto Federal Goiano campus Urutaí Curso de Agronomia Disciplina de Microbiologia Agrícola Microrganismos: definições,importância, características e diversidade. Prof. Dr. Milton Luiz da Paz Lima
  2. 2. Introdução• Neglicência dos microrganismos do solo.• Sobrevivência das comunidades vegetais e animais;• “o papel dos infinitamente pequenos é infinitamente grande”, Lois Pasteur.
  3. 3. Número total de espécies de organismos do solo descritos(Hawksworth e Mound, 1991; Brussaard et al., 1997; Wall e Moore, 1999) Megafauna
  4. 4. Organismos do solo• Microrganismos (< 1 mm): fungos, algas e bactérias.• Microfauna (< 2 mm): protozoários, rotíferos e Nematóides• Mesofauna (2-10 mm):ácaros, colêmbolos e enquitríqueos.• Macrofauna (> 10 mm): minhocas, cupins, formiga, coleópteros, aracnídeos, myriapodes e outros. Miriapodes
  5. 5. Funções Microrganismos do Solo (Importância)• Decomposição de MO;• Produção de húmus;• Ciclagem de nutrientes e energia (fixação de N atm);• Produção de compostos complexos que contribuem para a agregação do solo;• Decomposição de xenobióticos• Controle biológico de pragas e doenças
  6. 6. Biomassa• Densidade – variação depende de características edáficas e climáticas específicas.• Bactérias é o grupo mais numeroso no solo.• Maior biomassa – fungos, bactérias e minhocas.• Biomassa microbiana do solo (BMS) – 10 ton/ha, maior que as produções de determinadas culturas.• Diversidade é medida em vários níveis taxonômicos (família, gêneros, intra-espécies, etc)
  7. 7. Biomassa e densidade em número de organismos do solo por m2.
  8. 8. Entendendo o ufc104 = 10000 unidades formadoras de colonias1012 = 1000000000000 ufc10-4 = 0,0001 unidades formadoras de colônias10-12 = 0,000000000001 ufc
  9. 9. Características EdáficaRelativo ou pertencente ao solo; que resulta de fatores inerentes ao solo, ou é por eles influenciado como a água.• FE - São animais que vivem dependendo diretamente do solo, minhocas, determinados besouros, vermes, nematoides, e os predadores tipo toupeira . Alguns desses animais moram na superfície, sendo chamados de Epiedáficos, é o caso de ácaros, colêmbola, larvas de insetos, lacraias, etc... Outros habitam dentro do solo, como as minhocas.• A fauna do solo é composta por animais que são muito diferentes, tanto do ponto de vista filogenético, quanto funcional. São heterótrofos, como todos os animais da Terra, isso significa que se alimentam de materiais orgânicos, contudo, uns e outros comem coisas bem diferentes.• A fauna edáfica é importante para os ecossistemas terrestres, porque está relacionada com a degradação enzimática de restos orgânicos que resulta na liberação de nutrientes minerais).• Os animais da fauna edáfica não são capazes de realizar a decomposição, mas quando se alimentam, vão triturando os restos orgânicos depositados sobre o solo, ajudando muito aos organismos decompositores, que são bactérias, fungos e actinomicetes, também moradores do solo a agirem.
  10. 10. Diversidade funcional entre organismos do MESMO GÊNERO.• Bacillus sp. – fixação de nitrogênio;• B. polymixa – para larvas insetos; B. polymixa• B. thuringiensis – bactérias inseticidas;• B. anthracis – patógenos de animais;• B. cereus – solubilizador de fosfato. B. thuringiensis B. anthracis B. cereus
  11. 11. B. anthracis
  12. 12. B. thuringiensis - 1990
  13. 13. Metabolismo de organismos do solo E D UÇ ÃO D OR I E OX S D ÕE AÇ RE
  14. 14. Conceitos• Autotróficos – assimilam C de fonte inorgânica.• Heterotróficos – assimilam C de fonte orgânica.• Fototróficos – utilizam como fonte de energia a luz solar• Quimiotróficos – utilizam como fonte de energia a oxidação de moléculas orgânicas ou inorgânicas• Litotróficas – obtém equivalente redutores a partir de material inorgânico;• Organotróficos – obtém equivalentes redutores a partir de material orgânicos;
  15. 15. Sinonímias• Fotoautotróficos (fotolitotróficos)• Quimiorganotróficos (quimiolitotróficos)• Fotoeterotroficos (fotorganotróficos)• Quimieterotróficos (quimiorganotróficos)• Quimiorgano e terotrófico• Fotolitoautotróficos
  16. 16. Saprófagos ou biófagos• Biófagos – base para o contorle biológico• Onívoros – se alimentam de tudo; Saprobiotróficos• Organismos que se nutrem a partir de substâncias oriundas da simbiose. – Mutualística (rizóbios e fungos micorrízicos) – Parasítica
  17. 17. MutualismoSimbiose na qual cada organismo recebebenefícios da associação- Bactérias fixadoras de nitrogênio x plantas- Micorrizas – associação de fungos com raízes
  18. 18. Bactéria fixadora de nitrogênio(Rhizobium meliloti) x alfafa x ácido salicílico Aplicação exógena de ácido salicílico atrasou o início da nodulação, bem como reduziu o tamanho e o número dos nódulos nas raízes Involvement of salicylic acid in the establishment of the Rhizobium meliloti-alfafa symbiosis (Martínez-Abarca et al. Molecular Plant- Microbe Interactions 11: 153-155, 1998)
  19. 19. Bactéria fixadora de nitrogênio(Rhizobium meliloti) x alfafa x ácido salicílico Efeito da adição de ácido salicílico (25 uM) na solução mineral de crescimento de plântulas de alfafa 24 h antes da inoculação com R. meliloti. Controle; ácido salicílico
  20. 20. Micorriza x ácido salicílico Com base no uso de plantas de fumo selvagem e transgênicas verificaram que o nível de colonização inicial das raízes pelos fungos micorrízicos Glomus mosseae e Glomus intraradices era reduzido nas plantas que exibiam um alto acúmulo de ácido salicílico Root colonization by arbuscular mycorrhizal fungi is affected by the salicylic acid conten of the plant (Medina et al. Plant Science 164: 993-998, 2003)
  21. 21. Micorriza x ácido salicílicoNível reduzido de ácido salicílico Nível elevado de ácido salicílicoColonização das raízes de plantas Colonização das raízes de plantasde fumo por G. intraradices de fumo por G. intraradicesPlantas Xhanti-nc – selvagem Plantas Samsun NN – selvagemNahG – transgênico – nível CSA – transgênico – nível elevadoreduzido de ácido salicílico de ácido salicílico
  22. 22. Micorriza x ácido salicílicoNível reduzido de ácido salicílico Nível elevado de ácido salicílicoColonização das raízes de plantas Colonização das raízes de plantasde fumo por G. mosseae de fumo por G. mosseaePlantas Xhanti-nc – selvagem Plantas Samsun NN – selvagem NahG – transgênico – nível CSA – transgênico – nível elevadoreduzido de ácido salicílico de ácido salicílico
  23. 23. Organismos solo, fitonematóides, micorrizas x Bion - Bion em condições de campo - Tratamento com Bion: . Reduziu drasticamente o crescimento das raízes de cevada . Aumentou a infecção das raízes de cevada por Pratylenchus spp . Não alterou a produtividade da cevada . Não alterou a biota livre do solo . Não alterou a colonização das raízes por fungos micorrízicosDoes induced resistance in plants affect the belowground community?(Sonnemann et al. Applied Soil Ecology 21: 179-185, 2002)
  24. 24. Organismos solo, micorriza x Bion Nematóides fitoparasitas Fungos micorrízicosInfecção de raízes de cevada por Pratylenchus spp e fungos micorrízicos napresença ou ausência de Bion.Barley - cevadaFallow (pousio; sem cultivo) – raízes de Fumaria officinalis, Galium aparine, Chamomilla recutita
  25. 25. Biófagos• Microbióvoros: amebas, ácaros, nematóides que se alimentam de micróbios;• Fungívoros: ácaros e nematóides que se alimentam de fungos• Fitófagos: insetos, nematóides que se alimentam de plantas.• Carnívoros: organismos que se alimentam de carne como alguns nematóides e aranhas.
  26. 26. Saprófagos• Detritívoros – alimentam-se de detritos vegetais• Cadaverícolas – alimentam-se de carne podre de animais (larvas de insetos)• Coprófagos – alimentam-se de excrementos (bactérias, fungos, pequenos artrópodes e coleópteros)
  27. 27. Quimiorganotróficos• Autóctones – organismos que crescem vagarosamente (possuem baixa taxa de crescimento);• Zimógenos – mostram picos de atividade quando estão sob resíduos frescos.
  28. 28. Conceitos de Seleção r e k• Seleção r: locais onde ocorre abundância de substrato; oganismos relacionados crescem rapidamente utilizando substrato simples.• Seleção k: locais com escasses de substrato; os organismo relacionados tem moderada taxa de crescimento; investem no incremento dessa taxa de crescimento por unidade da alimento; utilizam substratos mais complexos.• Copiotróficos e Oligotróficos organismos adaptados a alta e baixa concentração de substratos, respectivamente;
  29. 29. Surgimento da Seleção r e k• Em 1967, MacArthur & Wilson publicaram o famoso livro The theory of island biogeography (Princeton, N. J., Princeton University Press, 1967), onde lançaram a teoria da seleção r e da seleção K. As espécies r seriam aquelas que absorvem grande quantidade de alimento, se reproduzem cedo e com grande quantidade de descendentes. Nelas a evolução favorece a produtividade. As espécies K viveriam em ambiente com escassez de alimento e, portanto, produziriam poucos descendentes. Nelas a evolução favoreceria a eficiência na conversão de alimentos para a produção de descendentes.
  30. 30. Organismosdo solodescritos Moreira e Siqueira, 2006
  31. 31. Continuação
  32. 32. Classificação dos Seres Vivos
  33. 33. Biologia Molecular e avanços ITS internal transcribed subunit
  34. 34. Grupo polifilético – grande diversidadeEvolutiva (3,5 bilhoes de anos) Diversidade de procariotos é Quanto maior a distância muito maior do vertical maior a distancia evolutiva que em entre os relacionados. eucariotos Poucas diferencas evolutivas
  35. 35. Biota do solo: Reinos segundo Margulis & Schwartz (1998)• Super Reino Procaria – Reino Bacteria • Subreino archaea • Subreino Eubacteria• Super Reino Eucaria – Reino Protoctista – Reino Animalia – Reino Fungi – Reino Plantae
  36. 36. Árvorefilogenéticadosprincipaisfilos dodomínioBactéria
  37. 37. Árvore filogenética para 150 eucariotosbaseadas nassequências 18 S do rDNA
  38. 38. Continuação da árvore filogenética para 150 eucariotosbaseadas nas sequencias18 S do rDNA
  39. 39. Saprófagos
  40. 40. Característicasmorfológicas deActinobactériasimportantes no solo
  41. 41. Sites para consulta• http:// webcache.googleusercontent.com/search?q=cache:rY• http:// professor.ucg.br/SiteDocente/admin/arquivosUpload• http:// www.infoteca.cnptia.embrapa.br/bitstream/CPATSA-

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