Fisiologia Vegetal
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Item Bases fisiológicas e moleculares em cianobactérias em resposta a presença de arsênio(Universidade Federal de Viçosa, 2023-12-15) Almeida, Allan Victor Martins; Araújo, Wagner Luiz; http://lattes.cnpq.br/5605331353460376As cianobactérias são bactérias gram-negativas, que realizam fotossíntese oxigênica e possuem uma grande variação morfológica. Elas ainda apresentam uma grande diversidade metabólica e fisiológica, permitindo que colonizem uma gama de habitats aquáticos e terrestres. Em muitos destes ambientes ocorre a presença e acúmulo de diversos metais pesados, bem como de outros elementos tóxicos, como o arsênio (As). O As é encontrado naturalmente no ambiente, mas, nos últimos anos, tem ocorrido um aumento em suas concentrações em decorrência predominantemente da mineração. Devido à sua diversidade metabólica, as cianobactérias são capazes de habitarem ambientes contaminados com As, e também participam do ciclo biogeoquímico desse elemento. Cumpre mencionar que, ao longo do processo evolutivo, as cianobactérias desenvolveram diversas estratégias de resistência e tolerância ao As, incluindo múltiplas biotransformações deste elemento. Alterações morfológicas, fisiológicas e bioquímicas também estão envolvidas na resposta ao estresse por As. Neste contexto, o operon ars (arsBHC) responde pelo principal mecanismo de resistência ao As em cianobactérias: arsC codifica para uma redutase do arsenato, ao passo que arsB ou acr3, codificam uma permease do arsenito. Ressalta-se ainda que, dentre as diferentes morfologias apresentadas por cianobactérias, morfotipos filamentosos parecem possuir uma menor tolerância ao As quando comparadas a linhagens unicelulares. Porém, pouco se sabe sobre qual(is) fator(es) permitem às cianobactérias unicelulares apresentarem essa maior tolerância. Desta forma, o estudo de linhagens de cianobactérias diversas, incluindo as isoladas de ambientes contaminados por As, pode ajudar a elucidar alguns processos e também desvendar novos mecanismos relacionados a essa resistência/tolerância diferencial. Neste estudo, três organismos isolados de ambientes hostis foram identificados e classificados. Também se examinou o crescimento, as alterações metabólicas, fisiológicas e morfológicas de seis cianobactérias expostas a duas concentrações de arsenito. Destaca-se a notável flexibilidade desses organismos em colonizar ambientes contaminados com arsênio, evidenciando sua capacidade de resposta mesmo em altas concentrações desse elemento. Algumas linhagens conseguiram manter ou recuperar padrões de crescimento próximos às condições controle, ressaltando a presença de mecanismos eficientes na mobilização do arsênio. Percebe-se, também, que a produção de um polímero celular externo (EPS) e o aumento nos padrões de agregação celular e tricomas são respostas comuns à exposição ao arsenito, indicando um papel na redução da mobilidade e contato do arsênio com as células. Este estudo fornece insights sobre como o metabolismo desses organismos é afetado pelo arsênio, revelando padrões de resposta que podem ser explorados em estudos futuros. A coleta, identificação e caracterização desses organismos isolados de ambientes contaminados são de grande importância, destacando o potencial uso iotecnológico dessas cianobactérias em ambientes afetados por arsênio. Além disso, o entendimento de seu metabolismo nessas condições contribui para diversas áreas científicas. Palavras-chave: arsênio, cianobactérias, filogenia, metabolismo, morfologia.Item An integrated multi-layered analysis on Desmonostoc(Universidade Federal de Viçosa, 2019-07-31) Almeida, Allan Victor Martins; Araújo, Wagner Luiz; http://lattes.cnpq.br/5605331353460376Cyanobacteria (phylum Cyanobacteria) are gram-negative bacteria, capable of performing oxygenic photosynthesis. These microorganisms form a phylogenetically coherent group despite presenting a great morphological diversity. Although the taxonomic classification of cyanobacteria was for a long time based primarily on morphological characters the application of other techniques, especially in the last decades, contributed to a better resolution of the cyanobacteria systematics, leading to a revision of the phylum. Accordingly, polyphasic approaches applied to the study of strains described as belonging to the genus Nostoc have indicated a polyphyletic origin of this genus, when considered its description based solely on morphological criteria. Thus, the taxonomy and systematics of strains closely related to the genus Nostoc have been reviewed leading to the description of new genera. Although the genus Desmonostoc occurs as one new genera, relatively few studies have been carried out to elucidate the phylogenetic and morphological relationships among its species, as well as between members of this genus and those closely related. In fact, only one study performed the characterization of a Desmonostoc strain, culminating with the description of the species D. salinum whereas another described the possible biotechnological application of members of this genus. In this context, the present study investigated the diversity within the genus Desmonostoc, based on morphological, molecular, metabolic and physiological characters. Although the last character is a non-usual tool used in the polyphasic approach it was efficient in the characterization of the genus Desmonostoc performed here. Our phylogenetic analysis for the 16S rRNA gene put all strains used here in the D1 cluster of Desmonostoc and demonstrate the possible emergence of two novel sub-clusters. It was also possible to observe that the nitrogenase genes, nifD and nifH, exhibits different evolutionary histories within the Desmonostoc strains. Collectively metabolic and physiological data, coupled with the morphometric ones are, in general, in good agreement with the separation based on the 16S phylogeny. Furthermore, it provide important information on the diversity of Desmonostoc lineages collected from different brazilian biomes by revealing that they are cosmopolitan strains, acclimatized to low luminous intensities, with great metabolic diversity within the same genus and with biotechnological potential.