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Repositório Institucional da Produção Científica da Marinha do Brasil (RI-MB)

Use este identificador para citar ou linkar para este item: https://www.repositorio.mar.mil.br/handle/ripcmb/847081
Título: Caracterização de microorganismos com potencial biotecnológico no mangue de pedra Búzios-RJ
Autor(es): Menengat, Talita Alves
Orientador(es): Ricardo Coutinho
Palavras-chave: Potencial biotecnológico
Rizosfera
Caracterização molecular
Áreas de conhecimento da DGPM: Biotecnologia marinha
Data do documento: 2024
Editor: Instituto de Estudos do Mar Almirante Paulo Moreira (IEAPM)
Descrição: Os manguezais são ecossistemas costeiros presentes em regiões tropicais e subtropicais. Por serem altamente produtivos, tornam-se fundamentais para a biodiversidade. São associados à desembocadura de cursos d’agua como rios, delta estuarinos e ao mar, sujeito a variação de maré. Os solos de manguezais são únicos, com características físico-químicas distintas, rica biodiversidade microbiana e potencial biotecnológico. A região que circunda às raízes das plantas, rizosfera, é um ambiente dinâmico com interações complexas entre microrganismos e plantas, promovendo reciclagem de nutrientes, fixação de carbono e resistência a estresses ambientais. A cidade de Armação dos Búzios, Rio de Janeiro, abriga um raro manguezal com destaque a nível mundial, conhecido como Mangue de Pedra, que se desenvolve em solo rochoso e ausente de rio. O abastecimento de água doce é viabilizado pelo afloramento de água pluvial de um aquífero subterrâneo que se mescla à água marinha ao longo de uma estreita faixa de areia e blocos de rocha na Praia da Gorda. Nesse cenário raro e pouco estudado, é indispensável a compreensão da diversidade microbiana e potencial biotecnológico de bactérias e fungos microrrízicos arbusculares associados à rizosfera. A identificação desses microrganismos tem desafios devido à variedade morfológica e variação intraespecífica. Ferramentas moleculares são essenciais para entender essa diversidade e seu potencial biotecnológico. Portanto, o objetivo deste estudo foi avaliar a diversidade microbiana de FMAs e bactérias no sedimento rizosférico e raiz de vegetais no Mangue de Pedra, Búzios, Rio de Janeiro, Brasil visando o potencial desses microrganismos em uso biotecnológico. Amostras de água em quatro pontos do manguezal foram realizadas destinadas para análise de nutrientes (nitrito, nitrato, fosfato e amônio) e amostras de rizosferas e raízes para análises microbiológicas morfológicas e moleculares. Os ácidos nucleicos dos FMAs foram extraídos usando o Kit DNeasy PowerSoil Pro, a região gênica rRNA 18S foi analisada pela PCR dos genes universal de fungos e do filo Glomeromycota: NS1/NS4 e AML1/AML2, respectivamente, e encaminhadas ao sequenciamento Sanger. Adicionalmente, esporos de FMAs encontrados na rizosfera foram identificados morfo- taxonômicamente no microscópio. Para a análise bacteriana foi realizado, incialmente, o cultivo e isolamento das colônias puras em Caldo Triptona Soja. Seguido das análises moleculares de extração de DNA usando o Kit Wizard™ SV Genomic DNA Purification System e realizada a PCR e sequenciamento Sanger da região gênica rRNA 16S. Foram identificados onze gêneros bacterianos pertencentes aos filos Actinomycetoma, Deferribacteriota, Bacillota, Pseudomonadota e Proteobacteria e cinco espécies de FMAs (Paraglomus occultum, Acaulospora spinosa, Funneliformis mosseae, Scutellospora calospora e Acaulospora cavernata), incluindo espécies com potencial biotecnológico para biorremediação de hidrocarbonetos e metais pesados. A ausência de FMAs na raiz do único e recente espécime jovem de Rhizophora mangle neste manguezal sugere uma possível não colonização micorrízica. Esta pesquisa microbiológica pioneira nesta região, destaca a necessidade de investigações mais aprofundadas sobre microrganismos com potencial biotecnológico e a diversidade microbiana em outros manguezais com sedimentos semelhantes.
Abstract: The mangroves are coastal ecosystems found in tropical and subtropical regions. Due to their high productivity, they are crucial for biodiversity. They are associated with the mouths of watercourses such as rivers, estuarine deltas, and the sea, subject to tidal fluctuations. Mangrove soils are unique, with distinct physicochemical characteristics, rich microbial biodiversity, and biotechnological potential. The region surrounding plant roots, the rhizosphere, is a dynamic environment with complex interactions between microorganisms and plants, promoting nutrient recycling, carbon fixation, and resistance to environmental stresses. In the city of Armação dos Búzios, Rio de Janeiro, there is a rare mangrove of global significance known as Mangue de Pedra, which develops on rocky soil without a river. Freshwater supply is provided by the emergence of rainwater from an underground aquifer that mixes with seawater along a narrow strip of sand and rock at Beach of the Gorda. In this rare and understudied scenario, understanding the microbial diversity and biotechnological potential of bacteria and arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) associated with the rhizosphere is essential. Identifying these microorganisms is challenging due to morphological variety and intra-specific variation. Molecular tools are essential for understanding this diversity and its biotechnological potential. Therefore, the objective of this study was to evaluate the microbial diversity of AMF and bacteria in the rhizospheric sediment and plant roots in Mangue de Pedra, Búzios, Rio de Janeiro, Brazil, aiming to explore the biotechnological potential of these microorganisms. Water samples from four points in the mangrove were collected for nutrient analysis (nitrite, nitrate, phosphate, and ammonium), and rhizosphere and root samples were collected for morphological and molecular microbiological analyses. For AMF, nucleic acids were extracted using the DNeasy PowerSoil Pro Kit, and the 18S rRNA gene region was analyzed by PCR using universal fungal genes (NS1/NS4) and Glomeromycota-specific genes (AML1/AML2), followed by Sanger sequencing. Additionally, AMF spores found in the rhizosphere were morpho-taxonomically identified under a microscope. For bacterial analysis, pure colony isolation was initially performed in Tryptone Soy Broth, followed by DNA extraction using the Wizard™ SV Genomic DNA Purification System. PCR and Sanger sequencing of the 16S rRNA gene region were then conducted. Eleven bacterial genera were identified, belonging to the phyla Actinomycetoma, Deferribacteriota, Bacillota, Pseudomonadota, and Proteobacteria. Five AMF species were also identified, including species with biotechnological potential for hydrocarbon and heavy metal bioremediation (Paraglomus occultum, Acaulospora spinosa, Funneliformis mosseae, Scutellospora calospora, and Acaulospora cavernata). The absence of AMF in the roots of the only recent young specimen of Rhizophora mangle in this mangrove suggests a possible lack of mycorrhizal colonization. This pioneering microbiological research in the region highlights the need for further investigation into microorganisms with biotechnological potential and microbial diversity in other mangroves with similar sediments.
Tipo de Acesso: Acesso aberto
URI: https://www.repositorio.mar.mil.br/handle/ripcmb/847081
Tipo: Dissertação
Aparece nas coleções:Ciência, Tecnologia e Inovação: Coleção de Dissertações

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