Diversidade metabólica e fisiológica em Azospirillum brasilense Ab-V5 cultivado em formulações inoculantes para a agricultura

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dc.contributor.advisorOliveira, André Luiz Martinez de [Orientador]pt_BR
dc.contributor.authorHernandes Filho, Nilton Sérgiopt_BR
dc.contributor.bancaSartori, Danielept_BR
dc.contributor.bancaOlchanheski, Luiz Ricardopt_BR
dc.coverage.spatialLondrinapt_BR
dc.date.accessioned2024-05-01T14:15:53Z
dc.date.available2024-05-01T14:15:53Z
dc.date.created2021.00pt_BR
dc.date.defesa25.02.2021pt_BR
dc.description.abstractResumo: A agricultura atual mostra uma dependência da utilização de fertilizantes químicos, embora o mau uso destes insumos possa causar impactos ambientais negativos, além de encarecer a produção agrícola Uma das alternativas para reduzir o uso de fertilizantes minerais solúveis em sistemas de produção agrícola consiste na utilização de insumos biológicos contendo bactérias promotoras do crescimento vegetal (BPCV) e comumente denominados de inoculantes na produção de inoculantes comerciais contendo BPCV, as condições de cultivo influenciam em grande extensão a qualidade fisiológica da biomassa celular obtida, incluindo o tipo e a quantidade de metabólitos produzidos durante o período de cultivo destes microrganismos Poucos trabalhos se dedicam ao estudo do metabolismo de BPCV em diferentes condições nutricionais de cultivo, e como estas condições de cultivo podem interferir na interação da BPCV com a planta hospedeira Neste contexto, este trabalho buscou definir a cinética de produção de metabólitos por Azospirillum brasilense Ab-V5 em dois meios de cultivo formulados com condições nutricionais contrastantes, e relacionar diferenças no perfil do exometaboloma da bactéria com a eficácia da interação planta-bactéria Para alcançar a este objetivo, foram conduzidos cultivos da bactéria A brasilense em meios líquidos OAB e MCA4 sob as mesmas condições de temperatura e agitação, com coleta de alíquotas dos cultivos em intervalos regulares de tempo (6, 12, 24, 36 e 72 h) para determinação da cinética de crescimento e do perfil exometabolômico por meio de análises de contagem de unidades formadoras de colônia (UFC) e cromatografia gasosa acoplada à espectrometria de massas (GC-MS) Em adição, foram realizados ensaios de inoculação em milho utilizando o sobrenadante de cultivos de A brasilense Ab-V5 obtido após diferentes tempos de cultivo, como forma de identificar compostos derivados do metabolismo microbiano que possam atuar positivamente na promoção do crescimento do milho A análise da cinética de crescimento de A brasilense Ab-V5 demonstrou que o meio de cultivo MCA4, que apresenta maiores concentrações de nutrientes, foi capaz de promover maiores populações bacterianas e um menor decaimento destas populações após o alcance da fase estacionária de crescimento Foram também identificados os fitormônios ácido-3-indol-acético (AIA) e o ácido salicílico (AS) a partir de 24 h de cultivo no meio MCA4, e ausência destes compostos em cultivos conduzidos no meio OAB A análise metabolômica preliminar também possibilitou observar uma maior diversidade de compostos no sobrenadante de cultivos de A brasilense em meio MCA4 em comparação à cultivos em meio OAB A adição do sobrenadante de cultivo de A brasilense em meio MCA4 permitiu verificar que existem compostos promotores do crescimento do milho em concentração suficiente para induzir aumentos na biomassa da planta após 6 h cultivo Em conjunto, os resultados permitem confirmar a importância das condições de cultivo de BPCV para qualidade e quantidade de metabólitos produzidos pelo microrganismo, bem como a possibilidade de melhoria do desenvolvimento de plantas pela adição de metabólitos microbianos em uma resposta dose-dependente Estas descobertas podem levar à melhoria de formulações inoculantes comerciais, bem como levar à identificação de compostos bioestimulantes que possam levar a incrementos no desenvolvimento e produtividade de cultivos agrícolas comerciaispt_BR
dc.description.abstractother1Abstract: Current agriculture shows a dependence on the use of chemical fertilizers, although the misuse of these inputs can result negative environmental impacts, in addition to increase the costs of agricultural crops production One of the alternatives available to reduce the use of soluble mineral fertilizers in agricultural production systems is the use of biological inputs containing plant growth promoting bacteria (BPCV), known as agricultural inoculants In the production process of commercial inoculants containing BPCV, the cultivation conditions greatly influence the physiological quality of the microbial biomass obtained, including the type and quantity of metabolites produced during their culturing period Few studies have dedicated proper attention to study the BPCV metabolism under different nutritional conditions, and how these conditions can interfere in the interaction of BPCV with the host plant In this context, this work aimed to define the kinetics of growth and metabolite production by Azospirillum brasilense AB-V5 in two culture media, formulated with contrasting nutritional conditions In addition, differences in the bacterium exometaboloma profile were tracked with the effectiveness of the plant-bacterial interaction To achieve this objective, cultures of A brasilense were carried out in liquid media OAB and MCA4 under the same conditions of temperature and agitation, with sampling of aliquots of the cultures at regular intervals of time (6, 12, 24, 36 and 72 h) to determine growth kinetics and exometabolic profile by means of colony forming units count (CFU) and gas chromatography analysis coupled with mass spectrometry (GC-MS) In addition, maize inoculation were carried out using the culture supernatants of A brasilense Ab-V5 obtained after different cultivation times, to identify compounds derived from microbial metabolism that can act positively in promoting the plant growth The analysis of the growth kinetics of A brasilense Ab-V5 showed that the MCA4 culture medium, which has higher concentrations of nutrients, was able to promote larger bacterial populations and a lower decay of these populations after reaching the stationary growth phase The phytohormones acid-3-indole-acetic (AIA) and salicylic acid (AS) were also identified after 24 h of cultivation in the MCA4 medium, and absence of these compounds in cultures conducted in the OAB medium The preliminary metabolomic analysis allowed to observe a greater diversity of compounds in the supernatant of cultures of A brasilense in MCA4 medium compared to cultures in OAB medium The addition of supernatants from A brasilense 6 h-cultures in MCA4 medium indicated the presence of compounds derived from bacterial metabolism in sufficient concentration to induce increases in plant biomass under greenhouse conditions Together, the results obtained confirms the importance of BPCV cultivation conditions for the quality and quantity of metabolites produced by the microorganism, as well as the possibility of improving plant development by adding microbial metabolites in a dose-dependent response These findings can lead to the improvement of commercial inoculant formulations, as well as lead to the identification of biostimulant compounds that can lead to increases in the development and productivity of commercial agricultural cropspt_BR
dc.description.notesDissertação (Mestrado em Biotecnologia) - Universidade Estadual de Londrina, Centro de Ciências Exatas, Programa de Pós-Graduação em Biotecnologiapt_BR
dc.identifier.urihttps://repositorio.uel.br/handle/123456789/13535
dc.languagepor
dc.relation.coursedegreeMestradopt_BR
dc.relation.coursenameBiotecnologiapt_BR
dc.relation.departamentCentro de Ciências Exataspt_BR
dc.relation.ppgnamePrograma de Pós-Graduação em Biotecnologiapt_BR
dc.subjectEcologia vegetalpt_BR
dc.subjectFertilizantes químicospt_BR
dc.subjectUsopt_BR
dc.subjectEcofisiologia vegetalpt_BR
dc.subjectAzospirillum brasilense Ab-V5pt_BR
dc.subjectPlant ecologypt_BR
dc.subjectChemical fertilizers - Usept_BR
dc.subjectPlant ecophysiologypt_BR
dc.subjectMetabolites - Productionpt_BR
dc.titleDiversidade metabólica e fisiológica em Azospirillum brasilense Ab-V5 cultivado em formulações inoculantes para a agriculturapt_BR
dc.typeDissertaçãopt_BR

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