Análise metagenômica de comunidades microbianas de solos do Paraná baseada no gene 16S rRNA

Abstract

Resumo: Metagenômica é o estudo das comunidades microbiológicas encontradas em um ambiente, combinando técnicas de extração de material genético, genômica e bioinformática. Através deste estudo, podemos acessar um microbioma que não pode ser encontrado e analisado normalmente através de técnicas tradicionais de cultivo, devido à impossibilidade de cultivar muitos microrganismos em condições de laboratório. O acesso mais amplo à biodiversidade que esta tecnologia pode fornecer, nos permite identificar novos microrganismos, sua quantidade e seu papel no ecossistema, através da classificação taxonômica e predição funcional. O solo é considerado um dos ecossistemas biológicos mais complexos. Eles são responsáveis pelos ciclos biogeoquímicos mais fundamentais na Terra, mantendo relações vitais entre si e com organismos superiores. Os seus papéis principais estão relacionados com a decomposição da matéria orgânica, fornecimento de nutrientes para as plantas e degradação de substâncias químicas. A inoculação de microrganismos que podem realizar uma relação simbiótica benéfica com plantas, pode ajudar no crescimento vegetal e aumentar a produção agrícola. Vários microrganismos já foram identificados como bactérias promotoras de crescimento vegetal, como por exemplo o Azopirillum brasilense, uma bactéria fixadora de nitrogênio, que é usada como bio-fertilizante na agricultura em vários compostos comerciais. Este microrganismo não é aplicado apenas para promover o crescimento das plantas, mas também para moldar a região da rizosfera com outros microrganismos benéficos, que também podem atuar diretamente como bactérias promotoras de crescimento vegetal ou indiretamente na solubilização de minerais, controle biológico patógenos ou contribuindo para a estrutura e agregação de solo. Palavras-chave: Bioinformática, Fixação Biológica de Nitrogênio, Bactérias Promotoras de Crescimento Vegetal

Abstract: Metagenomics is the study of the microbiological communities recovered from a environment by combining techniques of genetic material extraction, genomics and bioinformatics. Through this study we are able to access a microbiome that can't be found normally with traditional techniques of cultivation and analysis due to the impossibility to cultivate many microorganisms in laboratory conditions. The broader access to biodiversity that this technology can provides allows us to identify new microorganisms, their abundance and their roles in the ecosystems through taxonomic classification and functional predictions. The soil is considered one of the most complex biological ecosystems. They are responsible to the most fundamentals biogeochemical cycles in earth, maintaining vital relationships between each other and with higher organisms. Their main roles are related with the decomposition of the organic matter, nutrients privation to the plants and the degradation of chemical substances. The inoculation of microorganisms that can performed a beneficial symbiotic relationship with plants, can help in the plant growth and increase the agricultural production. Several microorganisms were already identified as plant growth promoting bacterias such as Azopirillum brasilense, a nitrogen-fixation bacteria, that has been used as bio-fertilizer in agriculture in several commercial compounds. This microorganism is not only applied to promote plant growth, but also to shape the rhizosphere region with other beneficial microorganisms that can also acts directly as plant promoting bacterias or indirectly in the solubilization of minerals, biological control of plant pathogens or contributing to the structure and aggregation of soil. Keywords: Bioinformatics, Biological Nitrogen Fixation, Plant Growth Promoting Bacterias