00 CAMPUS ARISTÓTELES CALAZANS SIMÕES (CAMPUS A. C. SIMÕES) ICBS - INSTITUTO DE CIÊNCIAS BIOLÓGICAS E DA SAÚDE Dissertações e Teses defendidas na UFAL - ICBS
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Tipo: Tese
Título: Microbiologia da filosfera: explorando a biodiversidade, ecologia e taxonomia no sistema leveduras-bromélias em escala global e no semiárido brasileiro
Título(s) alternativo(s): Microbiology of the phyllosphere: exploring biodiversity, ecology and taxonomy in the yeast-bromeliad system on a global scale and in the Brazilian semi-arid region
Autor(es): Silva, Ciro Ramon Félix dos Santos
Primeiro Orientador: Landell, Melissa Fontes
metadata.dc.contributor.referee1: Morais, Paula Benevides de
metadata.dc.contributor.referee2: Justino, Gilberto Costa
metadata.dc.contributor.referee3: Kaminski, Lucas Augusto
metadata.dc.contributor.referee4: Rodrigues, André
metadata.dc.contributor.referee5: Rosa, Carlos Augusto
Resumo: Regiões secas (Drylands) são áreas com índices de aridez ≤0,65. Nesse tipo de ambiente, as chuvas são escassas e ocorrem em pulsos (eventos raros de superdisponibilidade de recursos). Durante a seca, a demanda nutricional e metabólica é diminuída. Desta maneira, quanto maior o tempo de seca, maior o reservatório nutricional acumulado no ambiente. O tamanho do reservatório influencia a intensidade da resposta ao pulso de água, ou seja, existe uma ‘memória’ ambiental do evento de chuva anterior. Outro exemplo de ecossistema com frequente déficit de água é a filosfera (parte aérea das plantas). Esse ambiente intermedia a relação da planta com ambiente e é uma fonte megadiversa de microrganismos. A filosfera de bromélias, plantas tipicamente neotropicais, abrigam diversos grupos microbianos, incluindo leveduras. Entretanto, o conhecimento sobre leveduras em bromélias é disperso e ainda incipiente. Os objetivos do presente estudo foram: 1) Compilar, sintetizar e compreender a extensão do conhecimento sobre leveduras da filosfera de bromélias em escala global. 2) Verificar o efeito da chuva e da memória ambiental sobre a diversidade e estrutura taxonômica, filogenética e funcional das leveduras da filosfera de bromélias na Caatinga. 3) Caracterizar a possível nova espécie Carlosrosaea xxxxxxx. Para tanto, a literatura sobre leveduras em bromélias foi sistematicamente revisada. Ademais, leveduras foram isoladas regularmente durante dois anos a partir de bromélias na Reserva Particular do Patrimônio Natural (RPPN) Tocaia, no município de Santana do Ipanema, Sertão alagoano. Na produção acadêmica das últimas três décadas foi encontrado registro de mais de 180 espécies de leveduras na filosfera de bromélias, distribuídas em quatro compartimentos: flores, frutos, folhas e tanques. Cerca de 70% das espécies ocorreram exclusivamente em um único compartimento e apenas 2% foram comuns a todos. Mais de 20 novas espécies de leveduras foram descritas em bromélias nesse período e ao menos 50 espécies mostraram algum potencial biotecnológico. Quanto ao efeito das chuvas, a diversidade-alfa não diferiu significativamente entre períodos sazonais. Entretanto, a composição taxonômica divergiu em mais de 70%, embora tenha se mantido funcionalmente estável. A chuva, seca e a memória ambiental tiveram pouca influência nas métricas de diversidade. No entanto, tiveram relação com a estrutura da comunidade. A análise das regiões ITS e D1/D2 do gene 26S rRNA de oito isolados da Caatinga indicou uma possível nova espécie de levedura com afinidade ao gênero Carlosrosaea. Diante disso, propõe-se uma nova espécie de Carlosrosaea para agrupar os isolados citados. Os resultados trazem informações sobre a diversidade e dinâmica das leveduras da filosfera de bromélias e como ela se relaciona com os pulsos de chuva, seca, sazonalidade e efeito de memória. Compreendendo o efeito da chuva e da seca na microbiota da filosfera, principalmente em regiões secas, pode estimar como a comunidade microbiana das folhas será afetada pelas mudanças climáticas que alteram os ciclos seco-úmido e, consequentemente, como isso se relaciona com o hospedeiro.
Abstract: Drylands are areas characterized by aridity indexes ≤0.65. In this type of environment, rainfall is decisive for biological dynamics and occurs in pulses (rare events of overavailability of resources). During drought, nutritional and metabolic demand is decreased. Thus, the longer the dry period, the greater the nutritional reservoir accumulated in the environment. Reservoir size influences the strength of the response to the water pulse. That is, there is an environmental 'memory' of the previous rainfall event. Another example of an ecosystem with a frequent water deficit is the phyllosphere (the aerial part of plants). This environment is one of the largest sources of microorganisms on the planet. The phyllosphere of bromeliads, typically neotropical plants, harbor several microbial groups, including yeasts. However, knowledge about yeasts in bromeliads is scattered and still incipient. In this study our objectives were: 1) Compile, synthesize and understand the extent of knowledge about yeasts from the bromeliad phyllosphere. 2) To verify the effect of rain and environmental memory on the diversity and taxonomic, phylogenetic and functional structure of yeasts from the phyllosphere of bromeliads in the Caatinga. 3) Propose the description of the new species Carlosrosaea xxxxxxx sp. nov. To this end, the literature on yeasts in bromeliads was systematically reviewed. Furthermore, yeasts were regularly isolated for two years from bromeliads in the Private Natural Heritage Reserve (RPPN) Tocaia, in the municipality of Santana do Ipanema, Alagoas. In the academic production of the last three decades, records of more than 180 species of yeasts were found in the phyllosphere of bromeliads, distributed in four compartments: flowers, fruits, leaves and tanks. About 70% of the species occurred exclusively in a single compartment and only 2% were common to all. More than 20 new yeast species were described in bromeliads during this period and at least 50 species showed some biotechnological potential. As for the effect of rainfall, alpha-diversity did not differ significantly between seasonal periods. However, the taxonomic composition differed by more than 70%, although it was functionally stable. Rain, drought and environmental memory had little influence on diversity metrics. However, they showed a relationship with the structure of the community. The analysis of the ITS and D1/D2 regions of the 26S rRNA gene of eight Caatinga isolates indicated a possible new yeast species with affinity to the genus Carlosrosaea. Therefore, a new species of Carlosrosaea is proposed to group the cited isolates. Our results bring information about the diversity and dynamics of yeasts in the bromeliad phyllosphere and how it relates to rainfall pulses, drought, seasonality and memory effect. Furthermore, we aggregate information about the tolerance of the phyllosphere yeast community to seasonal changes, from a taxonomic, phylogenetic and functional point of view. By understanding the effect of rain and drought on the phyllosphere microbiota, especially in dry regions, we can think about how the microbial community of the leaves will be affected by climate changes that alter the dry-wet cycles and, consequently, how this relates to the host.
Palavras-chave: Semiárido
Caatinga
Secas
Pulso
Aridez
Filosfera
Semiarid
Drylands
Pulses
Aridity
Phyllosphere
CNPq: CNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS
Idioma: por
País: Brasil
Editor: Universidade Federal de Alagoas
Sigla da Instituição: UFAL
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação em Diversidade Biológica e Conservação nos Trópicos
Citação: SILVA, Ciro Ramon Félix dos Santos. Microbiologia da filosfera: explorando a biodiversidade, ecologia e taxonomia no sistema leveduras-bromélias em escala global e no semiárido brasileiro. 2023. 206 f. Tese (Doutorado em Ciências Biológicas) – Programa de Pós-graduação em Diversidade Biológica e Conservação nos Trópicos, Instituto de Ciências Biológicas e da Saúde, Universidade Federal de Alagoas, Maceió, 2023).
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: http://www.repositorio.ufal.br/jspui/handle/123456789/11813
Data do documento: 16-mar-2023
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