Microbiologia do Solo - Introdução; A Biota do Solo

Microbiologia do Solo - Introdução; A Biota do Solo

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  17/10/2013 Solo – intensaatividade biológica Grande diversidade biológica • Microrganismos – bactérias, fungos e algas • Microfauna (<0,2mm) – protozoários, rotíferos, nematóides • Mesofauna (-0,2 a 10mm) – ácaros, colêmbolas, enquitríqueos Bacteria Archaea Eukarya • Macrofauna (>10mm) – minhocas, cupins, formigas, coleópteros arachnida, myriapoda Abundância e biomassa • Varia com características edáficas e climáticas regionais (ecologia do solo) • Bactéria – grupo mais numeroso (milhões de células por grama de solo) – indivíduos e diferentes espécies • Fungos, bactérias e minhocas – maiores biomassas • Biomassa total – dependendo do solo, >10 ton por hectare • Bactérias apresentam maior diversidade funcional – diversidade metabólica e fisiológica - versatilidade 1
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  17/10/2013 Ex.: Um gênero:Bacillus B. Polymixa – fixador de N atmosférico B. Thurigiensis – patógeno de larvas de insetos – controle biológico B. Anthracis (antraz) – patógeno de animais – alta virulência B. Cereus – solubilizador de fosfatos Classificação dos biófagos Classificação dos saprófagos • Microbiovoros – amebas, ácaros, nematóides • Detritívoros – muitos organismos • Fungívoros – ácaros, nematóides • Cadaverícolas – carne podre/animaismortos – larvas • Fitófagos – insetos, nematóides (principalmente) • Coprófagos – excrementos – bactérias, fungos e pequenos artrópodes • Carnívoros – nematóides, aranhas Outras classificações Diversidade • Autóctones – organismos com baixa taxa de crescimento na presença de MO pouco oxidável Número de espécies (riqueza) e abundância relativa (número de indivíduos) • Zimógenos – demonstram picos de crescimento na presença de MO oxidável • Varia com características edáficas e climáticas regionais (ecologia do solo) • Quimiorganitróficos – maior número de representantes • Oligotróficos – adaptados a baixa taxas de substrato • Copiotróficos – adaptados a altas taxas de substrato 2
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  17/10/2013 Idade do solo Microssítios Localizaçãono perfil Microssítios 3
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  17/10/2013 Patógenos Microrganismos do Solo Bactérias  Arqueas  Fungos  Algas  Protozoários Existem mais bactérias no solo do que no mar!! Importância dos microrganismos do solo • Formação do solo • Ciclagem de nutrientes  160 espécies em 1 mL de água do mar  6.400 a 38.000 espécies em 1 g solo • Degradação de poluentes • Biofertilizantes • Controle biológico de pragas e doenças (biófagos – predação) Porque? • Fonte de microrganismos biotecnológicos e genes para processos 4
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  17/10/2013 Estreptomicina • Tuberculose • PrêmioNobel de medicina – Selman Abraham Waksman • Streptomyces griseus – actinobactéria do solo Agrobacterium • Alpha proteobacteria do solo • Patógeno – galhas • Utilizado para inserir genes Principais atividades dos microrganismos no solo Controle de pragas e doenças em plantas • Decomposição de MO (saprófagos) • Produção de húmus • Ciclagem de nutrientes e energia • Fixação de nitrogênio atmosférico • Produção de compostos complexos que agregam o solo • Decomposição de xenobióticos • Controle de pragas e doenças de plantas Bactérias Diversidade de bactérias  Procariotos  Unicelulares  Parede celular com peptidioglicanas  Morfologia: bastonetes, cocos, espirilos, víbrios  Metabolismo autotrófico ou heterotrófico  Reprodução por cissiparidade  Tamanho 0,05 (nanobactérias) a 700 mm (Epulopiscium)  105 a 107 células por grama de solo  Biomassa de aproximadamente 500 kg ha-1  Gêneros comuns no solo: Arthrobacter, Pseudomonas, Bacillus, Streptomyces 5
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  17/10/2013 Diversidade de bactérias Papeldas bactérias no solo • Decomposição da matéria orgânica • Ciclagem de elementos (nutrientes) • Pioneiros em rochas e áreas degradadas • Fotossintetizantes produzindo matéria orgânica • Nitrificação, denitrificação e FBN • Estabilização de agregados • Oxidação de compostos de N e S (quimiolitotróficos) Arqueas          Diversidade de Arqueas Procariotos Unicelulares Morfologia similar à de bactérias Parede celular com pseudopeptideoglicanas ou somente proteína Membrana celular distinta de outros organismos (L-glicerol, ligações éter entre glicerol e cadeias laterais, cadeias laterais dos fosfolipídeos são de terpenos, ramificações das cadeias laterias de lipídeos) Organização do genoma similar à de bactérias (cromossomo circular, operons) tRNAs apresentam características distintas de outros organismos Seqüências de proteínas são mais semelhantes às eucariotos do que de bactérias Ocorrem em ambientes extremos (alta salinidade, alta temperatura) Methanococcus janaschii Methanothermus fervidus, Methanobacterium thermoautotrophicum Fungos Papel da Arqueas  Algumas são metanogênicas  Algumas espécies podem degradar xenobióticos  São potenciais fontes de genes para biotecnologia  Ciclo do N – oxidação de amônia  Funções nos solos são desconhecidas Methanosarcina barkeri          Eucariotos Uni ou pluricelulares Cenocíticos Parede celular como quitina Heterotróficos Reprodução por esporos sexuais ou assexuais 103 a 106 UFC por grama de solo Biomassa de 1000 a 1500 kg ha-1 Gêneros comuns: Pythium, Phytophtora (Oomicetos), Allomyces (Chytridiomycetos), Mucor, Rhizopus, Glomus, Gigaspora, Acaulospora (Zigomicetos), Claviceps, Saccharomyces, Penicillium(Ascomicetos), Afgaricus, Boletus (Basidiomicetos), Aspergillus, Trichoderma, Fusarium (fungos imperfeitos) 6
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  17/10/2013 Fungos Diversidade de algas 7
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  17/10/2013 Diversidade de protozoários Metazoa- insetos Ciclos Biogeoquímicos “o papel dos infinitamente pequenos é infinitamente grande” Louis Pasteur 8
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  17/10/2013 Ciclo do C Compostagem Bio-gás Ciclodo N Interações • Rizosfera e rizoplano Organismos simbiotróficos • Iportantes simbioses mutualísticas • Líquens 9
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  17/10/2013 Fixação Biológica doN Micorrizas 10