Diversidade de rizóbios isolados de nódulos de feijoeiros selvagens (Strophostyles helvola e Strophostyles leiosperma) na américa do norte e descrição de novas espécies e simbiovares

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dc.contributor.advisorHungria, Mariangela
dc.contributor.authorKitagawa, Hellen Yukari
dc.contributor.bancaBatista, Jesiane Stefania da Silva
dc.contributor.coadvisorKlepa, Milena Serenato
dc.coverage.extent143 p.
dc.coverage.spatialLondrina
dc.date.accessioned2026-08-24T19:38:01Z
dc.date.available2026-08-24T19:38:01Z
dc.date.issued2025-08-26
dc.description.abstractO nitrogênio é o elemento requerido em maior quantidade pelas plantas, por constituir várias moléculas, como os ácidos nucleicos, proteínas, hormônios e clorofila. A principal via de incorporação de nitrogênio atmosférico se dá por meio da fixação biológica de nitrogênio (FBN), sendo as bactérias diazotróficas simbióticas, coletivamente denominadas como rizóbios, as mais eficientes na capacidade de fixar e transformar o nitrogênio em uma forma assimilável para as plantas hospedeiras. Os rizóbios se associam simbioticamente com diversas espécies leguminosas, dentre elas os feijoeiros selvagens do gênero Strophostyles. O objetivo deste trabalho foi caracterizar a diversidade de rizóbios nativos do centro-oeste e do leste dos Estados Unidos da América por meio da análise polifásica e da capacidade simbiótica de bactérias isoladas de nódulos de S. helvola e S. leiosperma. Foram realizadas a caracterização morfofisiológica, a análise de perfil genômico por BOX-PCR, o sequenciamento e análise filogenética do gene 16S RNAr e de quatro genes housekeeping (glnII, gyrB, recA e rpoB), possibilitando a análise de MLSA (Multilocus Sequence Analysis), de genes simbióticos e o sequenciamento do genoma completo. Na análise por BOX-PCR com 32 estirpes, considerando 70% de similaridade, foram identificados 15 perfis genéticos distintos, nove em posições isoladas e seis grupos. Na análise do gene 16S RNAr, foram identificados quatro gêneros: Mesorhizobium (23), Pararhizobium (5), Pseudomonas (3) e Agrobacterium (1). Na análise de MLSA, sete estirpes de Mesorhizobium apresentaram diferenças significativas com as espécies descritas anteriormente, indicando possíveis novas espécies. Destas estirpes, quatro tiveram o genoma sequenciado e apresentaram valor de Average Nucleotide Identify (ANI) inferior a 95-96% e hibridação DNA-DNA digital (HDDd) inferior a 70% com as espécies mais próximas. Na filogenia do gene nodC, 22 estirpes em estudo agruparam em um clado e a estirpe CNPSo 4689 apresentou uma posição isolada, ambos com alto suporte estatístico e baixa similaridade com os simbiovares descritos; o que pode indicar a existência de novos simbiovares. Nas estirpes com potencial para representarem novas espécies, foi confirmada a capacidade de nodular e fixar nitrogênio no hospedeiro S. helvola, exceto para CNPSo 4689, que foi incapaz de nodular. Com base nas análises realizadas neste estudo, os dados suportam a descrição de quatro novas espécies de Mesorhizobium, nomeadas de M. burtonii sp. nov., M. vincentii sp. nov., M. choctawi sp. nov. e M. houmai sp. nov., cujas estirpes-tipo selecionadas foram CNPSo 4670T, CNPSo 4671T, CNPSo 4688T e CNPSo 4689T, respectivamente. Além disso, a filogenia do nodC sugere a descrição de dois novos simbiovares, nomeados como sv. choctawi e sv. houmai
dc.description.abstractother1Nitrogen is the element required in the greatest quantity by plants, as it constitutes several molecules, such as nucleic acids, proteins, hormones and chlorophyll. The main route of incorporation of atmospheric nitrogen occurs through biological nitrogen fixation (BNF), with symbiotic diazotrophic bacteria, collectively known as rhizobia, being the most efficient in the capacity to fix and transform nitrogen into a form assimilable by host plants. Rhizobia associate symbiotically with several leguminous species, among them the wild beans of the genus Strophostyles. The objective of this study was to characterize the diversity of rhizobia native to the central-western and eastern United States of America through polyphasic analysis and the symbiotic capacity of bacteria isolated from nodules of S. helvola and S. leiosperma. Morphophysiological characterization, genomic profile analysis by BOX-PCR, sequencing and phylogenetic analysis of the 16S RNAr gene and four housekeeping genes (glnII, gyrB, recA and rpoB) were performed, enabling MLSA (Multilocus Sequence Analysis) analysis of symbiotic genes and complete genome sequencing. In the BOX-PCR analysis with 32 strains, considering 70% similarity, 15 distinct genetic profiles were identified, nine in isolated positions and six groups. In the analysis of the 16S rRNA gene, four genera were identified: Mesorhizobium (23), Pararhizobium (5), Pseudomonas (3) and Agrobacterium (1). In the MLSA analysis, seven Mesorhizobium strains showed significant differences with the previously described species, indicating possible new species. Of these strains, four had their genome sequenced and presented Average Nucleotide Identify (ANI) values lower than 95-96% and DNA-DNA digital hybridization (dDDH) lower than 70% with the closest species. In the phylogeny of the nodC gene, 22 strains under study grouped into a clade and strain CNPSo 4689 presented an isolated position, both with high statistical support and low similarity with the described symbiovars; which may indicate the existence of new symbiovars. In strains with the potential to represent new species, the ability to nodulate and fix nitrogen in the host S. helvola was confirmed, except for CNPSo 4689, which was unable to nodulate. Based on the analyses performed in this study, the data support the description of four new species of Mesorhizobium, named M. burtonii sp. nov., M. vincentii sp. nov., M. choctawi sp. nov. and M. houmai sp. nov., whose type strains selected were CNPSo 4670T, CNPSo 4671T, CNPSo 4688T and CNPSo 4689T, respectively. Furthermore, the phylogeny of nodC suggests the description of two new symbiovars, named sv. choctawi and sv. houmai
dc.identifier.urihttps://repositorio.uel.br/handle/123456789/19549
dc.language.isopor
dc.relation.departamentCCE - Departamento de Bioquímica e Biotecnologia
dc.relation.institutionnameUniversidade Estadual de Londrina - UEL
dc.relation.ppgnamePrograma de Pós-Graduação em Biotecnologia
dc.subjectSimbiose
dc.subjectMesorhizobium
dc.subjectNodulação
dc.subjectFilogenia
dc.subjectTaxonomia
dc.subjectRizóbios (Bactérias simbióticas)
dc.subjectLeguminosa - Estados Unidos
dc.subjectFixação de nitrogênio
dc.subjectStrophostyles
dc.subject.capesCiências Biológicas - Bioquímica
dc.subject.cnpqCiências Biológicas - Bioquímica
dc.subject.keywordsSymbiosis
dc.subject.keywordsMesorhizobium
dc.subject.keywordsNodulation
dc.subject.keywordsPhylogeny
dc.subject.keywordsTaxonomy
dc.subject.keywordsRhizobia
dc.subject.keywordsLegumes
dc.subject.keywordsNitrogen fixation
dc.titleDiversidade de rizóbios isolados de nódulos de feijoeiros selvagens (Strophostyles helvola e Strophostyles leiosperma) na américa do norte e descrição de novas espécies e simbiovares
dc.title.alternativeDiversity of rhizobia isolated from nodules of wild beans (Strophostyles helvola and Strophostyles leiosperma) in North America and description of new species and symbiovars
dc.typeDissertação
dcterms.educationLevelMestrado Acadêmico
dcterms.provenanceCentro de Ciências Exatas

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