Welington Luiz de Araújo.

O gênero Phytophthora é um dos mais importantes entre os oomicetos fitopatogênicos, podendo infectar um grande número de espécies cultivadas de importância socio-econômica para a população mundial, assim como muitas plantas não cultivadas. Neste contexto, é relevante identificar a diversidade e variabilidade genética deste fitopatógenos isolado de diferentes plantas hospedeiras (em especial citros e mandioca) e avaliar estratégias sustentáveis de controle deste fitopatógeno. Assim, considerando a interação entre a comunidade endofítica (em especial Burkholderia spp. e Methylobacterium spp.) com a planta hospedeira, e com patógenos associados, é possível identificar padrões desta comunidade que estejam associados à maior susceptibilidade da planta aos patógenos bem como identificar potenciais micro-organismos com potencial para o controle biológico. Dessa forma, na presente proposta o microbioma associado aos caules de citros e raízes de mandioca será caracterizado por métodos independentes de cultivo (diversidade taxonômica e funcional) e capacidade de Burkholderia spp. e Methylobacterium spp. em produzir compostos de interesse biotecnológico e inibir Phytophthora spp. será avaliada. Para isso, amostras de citros (especialmente no estado de São Paulo) e mandioca (especialmente no estado do Pará) serão coletadas de áreas com a presença ou não de gomose (citros) ou podridão radicular (mandioca) e a diversidade microbiana associada às plantas será avaliada. Além disso, isolados de Phytophthora spp. serão obtidos destas plantas e a diversidade e variabilidade genética avaliada por métodos moleculares, permitindo comparar a variação genética destes isolados obtidos nos dois estados e das duas espécies vegetais. A presente proposta visa alcançar um resultado ainda não descrito na literatura brasileira, descrevendo o microbioma de citros e mandioca e a sua interação com Phytophthora spp., além de permitir avaliar o risco de infecção cruzada de mandioca para citros e vice-versa e propor modelos de controle biológico deste fitopatógeno.

Isolamento e seleção de isolados promotores de crescimento vegetal

The Burkholderiaceae comprises a family of environmental bacteria widespread around the plan-et, which reside in diverse environments and in association with plants, insects, animals, and hu-mans (1). These bacteria display an extraordinary ability to establish in different environments interacting with the local microbiome. Burkholderia are very useful for bioremediation, plant growth promotion, and pest biocontrol, but these beneficial properties to mankind remain hin-dered because some species are particularly dangerous to humans and domestic animals (e.g. melioidosis and glanders), while others are singled out as bioterrorism agents (2) or cause debili-tating and often transmissible lung infections (e.g. B. cenocepacia and B. multivorans) in cystic fi-brosis patients (3). 

Burkholderia spp. is a main component of the sugarcane bacterial community in Brazil, which con-trols fungal infections by producing different antifungal compounds (4-6) secreted in response to the presence of phytopathogenic fungi (5; 6). We have shown that strains with high-level intrinsic antimicrobial resistance (iAMR) and increased bacterial virulence in the Galleria mellonel-la infection model display higher capacity to inhibit sugarcane pathogenic fungi, suggesting that the ability to colonize the rhizosphere and cause infection could be interrelated. The long-term goal of this programme is to find new ways to maximise the beneficial properties of Burkholderia in the field (e.g. antifungal production) and improve our understanding of the interaction of these bacteria with the local microbiome in planta and also in cystic fibrosis patients. In his current FAPESP project, Prof. Araujo is identifying the molecular mechanisms responsible for the ability of B. seminalis to control plant disease and inhibit fungi. The Sprint exchange programme activity with QUB proposes to advance this work by assessing the hypothesis that mechanisms associated to interactions between the Burkholderia species and environmental microbiome in the rhizo-sphere and lung are similar. To this end, we will blend expertise in molecular microbiology, meta-genomics, and infection disease models in plants and mice to better understand the Burkholderia-microbiome interactions in plants and lungs. We predict our approach will potentially result in novel ways to understand the evolution of the Burkholderia chronic infection in cystic fibrosis pa-tients and other chronic infectious conditions where the microbiome plays a key role modulating health and disease.

The Burkholderiaceae comprises a family of environmental bacteria widespread around the planet, which reside in diverse envi-ronments and in association with plants, insects, animals, and humans, and also display extraordinarily high multidrug, intrinsic antibiotic resistance (iAMR) (1). Burkholderia are very useful microorganisms for bioremediation, plant growth promotion, and pest biocontrol, but these beneficial properties to mankind remain hindered because of fear of infection and iAMR. Indeed, some Burkholderia species are particularly dangerous to humans and domestic animals (e.g. melioidosis and glanders) and they are singled out as bioterrorism agents (2), while others (e.g. B. cenocepacia and B. multivorans) cause debilitating and often trans-missible lung infections in cystic fibrosis patients (3). 

Burkholderia spp. is a main component of the sugarcane cultivable bacterial community in Brazil, which can control fungal and bacterial infections by producing many different antifungal compounds (4-6). The relationship between iAMR and antifungal pro-duction is unclear, but our previous results showing that strains with high-level antimicrobial resistance and increased bacterial virulence in the Galleria mellonella infection model display higher capacity to inhibit sugarcane pathogenic fungi suggest these two properties are interrelated. Our proposal aims to exploit this idea to find new ways to maximise the beneficial properties of Burkholderia for use in the field (e.g. antifungal production) while reducing iAMR in the clinic. We will combine molecular microbi-ology, genomics, and infection models in plants and insects to assess the hypothesis that antifungal production drives iAMR by influencing the production of molecules that enhance bacterial cell envelope impermeability resulting in increased antibiotic resistance, which in turn increases bacterial virulence. We will also exploit these findings to develop novel ways to inhibit iAMR and enhance pest biocontrol.

Os micro-organismos endofíticos são fungos ou bactérias que habitam o interior da planta sem causar danos ao hospedeira. Estes micro-organsimos apresentam potencial como agentes de controle biológico e fonte de novas moléculas de interesse biotecnológico. Neste contexto, o conhecimento dos mecanismos genético/moleculares envolvidos na interação endófitos-planta e nas vias de síntese de moléculas com atividade antimicrobiana podem permitir o desenvolvimento de processo para melhoraria da agricultura e produção de biomoléculas. Em projetos anteriores, a Epicolactona, um novo produto natural, foi descrita, genes envolvidos na sua síntese e em interações microbianas foram identificados no fungo Epicoccum nigrum P16 e nas bactérias Burkholderia seminalis TC3.4.2R3, Methylobacterium mesophilicum SR1.6/6 e Curtobacterium sp. ER1/6 (Procs. FAPESP no. 08/52407-9; 10/07594-5; 10/08286-2; 12/24217-6; 15/11563-1), além disso, o genomas desses endófitos foi sequenciado, permitindo uma primeira descrição das vias envolvidas na biossíntese de moléculas de interesse biotecnológico, mecanismos de interação endófitos-planta hospedeira e entre micro-organismos associados. Assim, o objetivo do presente projeto será identificar i) a função dos genes identificados anteriormente; ii) genes envolvidos no controle de fitopatógenos; iii) mecanismos envolvidos na regulação da interação de micro-organismos endofíticos no ambiente; iv) por meio de análise de genômica comparativa, genes que conferem especificidade à interação com a planta hospedeira; v) caracterizar a via de biossíntese da Epicolactona produzida por E. nigrum. Assim, este projeto visará contribuir para um melhor entendimento dos mecanismos moleculares envolvidos em interações microbianas entre endóficos e os organismos associados.

In recent years, the interest in endophytic microorganisms as an important source of new species and potential use in biological control and production of metabolites with different biological activities has increasing. Despite the discovery of new compounds from these microorganisms, there is a gap between the production os certains compounds and the knowledge of the biosynthetic pathways, also role of these compounds in the endophytes-plant interaction is stil understood. In previous projects a collection of endophytic microorganisms was organized (Proc. FAPESP 2003/14143-3) and genes associated with the synthesis of secondary metabolites (Procs. FAPESP 2010/08286-2; 2008/52407-9), interaction with the host plant (Proc. FAPESP 2010/07594-5) and biological control (Procs. FAPESP 2008/52407-9) were identified in the fungus Epicoccum nigrum P16 and bacteria Burkholderia seminalis TC3.4.2R3 and Methylobacterium mesophilicum SR1.6/6. In these projects, the genomes of E. nigrum P16 and M. mesophilicum SR1.6/6 were sequenced and have been assembled and annotated, allowing the studies of genes and possible metabolic pathways associated with endophytes-plant interaction. The strains B. seminalis TC3.4.2R3 and E. nigrum P16 were also used to generate a mutant library with approximately 1200 and 2100 mutans, respectively, which has been used for the identification of genes associated with microbial interactions. Therefore, the aims of the present project are i) to evaluate the transcriptome (RNA-seq) of E. nigrum P16, B. seminalis TC3.4.2R3 and M. mesophilicum SR1.6/6 in different growth conditions; ii) determine the genes expressed at different stages of microbial interaction; iii) confirm the association of genes/operons with the synthesis of antimicrobial compounds and colonization of the host plant by gene knockout/complementation; iv) cloning and express genes that encode peptides involved in the control of pathogens; v) identify new compounds produced by wild strain and absent B. seminalis and E. nigrum mutants. Thus, this project will contribute to a better understanding of many biological processes associated to microbial interaction, mainly related to plant colonization, biological control of phytopathogens and synthesis of bioactive molecules by endophytic microorganisms. This study will allow not only the development of biological control strategies based on endophytes, but also the organization of a gene library that may be used in many biotechnological applications, such as synthesis of biomolecules, generation of recombinant microorganisms and genetically modified plants.

Bacteria of the genus Burkholderia have high nutritional versatility and have been used for various purposes such as agricultural management, biocontrol, biodegradation / bioremediation and plant growth promotion. Several compounds with antimicrobial activity produced by Burkholderia spp. have been investigated, which could replace conventional chemical pesticides. Genes of Burkholderia seminalis strain TC3.4.2R3 associated to the synthesis of antimicrobial compounds were previously identified by analyzing a mutant library, among these genes, we identified genes that encode a glycosyltransferase and a methyltransferase, which are described in stage of modification of secondary metabolites with antimicrobial activity. Therefore, this project aims to evaluate the role of wcb and O-antigen gene clusters in the synthesis of secondary metabolites of B. seminalis TC3.4.2R3 strain. For this, the region of the genome of B. seminalis TC3.4.2R3 strain, where this gene is located will be further evaluated and genes of interest will be cloned and used for complementation studies and site directed mutation. These mutants also will be evaluated for the metabolic profile compared to the wild type strain by metabolomics approach. Pairing test conducted for mutants M3, M4, M7 (Glycosyltransferase truncated by insertion of Tn5) e M30 (gene da metiltransferase mutada pela inserção do Tn5) e para a linhagem selvagem de Burkholderia contra os fungos fitopatogênicos revelou que todos os mutantes perderam a capacidade de inibir diferentes patógenos, incluindo and the wild strain of Burkholderia against phytopathogenic fungi revealed all mutants lost their ability to inhibit pathogens compared to the wild type. Contigs obtained from sequencing of Burkholderia were analyzed by bioinformatics software and tools. Genes upstream and downstream and potential promoter regions were annotated allowing to observe that 2 ORFs (hypothetical protein and dTDP-4 dehydrorhamnose 3,5-epimerase) in the wcb cluster are unique in this species in Burkholderia genus. Also, the methyltransferase gene and two other Glycosyltransferase genes in O-antigen cluster seems to be acquired by horizontal gene transfer.

Nos últimos anos tem surgido um grande interesse pelos micro-organismos endofíticos como uma importante fonte de novas espécies e também devido ao potencial de utilização no controle biológico e produção de metabólitos com diferentes atividades biológicas. Apesar da crescente descoberta de compostos novos a partir destes micro-organismos, existe uma grande lacuna no conhecimento das vias biossintéticas responsáveis pela produção destes metabólitos bioativos e dos mecanismos envolvidos na interação com o hospedeiro e com outras espécies microbianas. Neste contexto, em projetos anteriores, uma coleção de micro-organismos endofíticos foi organizada (Proc. FAPESP 2003/14143-3) e genes envolvidos com a síntese de metabólitos secundários (Procs. FAPESP no. 2010/08286-2 e no. 2008/52407-9), interação com a planta hospedeira (Proc. FAPESP no. 2010/07594-5) e controle biológico (Procs. FAPESP no. 2008/52407-9) foram identificados no fungo endofítico Epicoccum nigrum linhagem P16 e nas bactérias endofíticas Burkholderia cenocepacia linhagem TC3.4.2R3 e Methylobacterium mesophilicum linhagem SR1.6/6. Nestes projetos citados acima, os genomas de E. nigrum e de M. mesophilicum foram sequenciados e estão em fase final de montagem e anotação, fato este que permitirá a descrição de possível vias envolvidas com a interação entre estes endófitos com a planta hospedeira e também com outros micro-organismos associados. Também foi organizada uma biblioteca de mutantes de B. cenocepacia e E. nigrum, com aproximadamente 2100 e 1200 mutantes, respectivamente, que tem sido utilizada para a identificação de genes envolvidos em interações microbianas. Assim, a partir das informações já obtidas em projetos anteriores, o objetivo do presente projeto será i) avaliar o transcriptoma (RNA-seq) de E. nigrum, B. cenocepacia e M. mesophilicum em diferentes condições de crescimento; ii) determinar os genes expressos em diferentes estágios da interação microbiana; iii) por meio do nocaute/complementação confirmar a associação de genes/operons com a síntese de compostos antimicrobianos e colonização da planta hospedeira; iv) clonar e expressar genes que codificam peptídeos envolvidos no controle de patógenos e v) identificar novos compostos produzidos pela linhagem selvagem e ausente nos mutantes de B. cenocepacia e de E. nigrum. Assim, este projeto visa contribuir para um melhor entendimento dos diversos processos biológicos relacionados à colonização da planta hospedeira, ao controle de doenças microbianas em plantas e síntese de moléculas de bioativas por micro-organismos endofíticos, permitindo não somente o desenvolvimento de estratégias de controle biológico baseado em endófitos, mas também em um banco de genes destes micro-organismos que poderá ser utilizado em diferentes aplicações biotecnológicas como a síntese de biomoléculas, geração de micro-organismos recombinantes, plantas geneticamente modificadas, entre outras aplicações.

O Rio Tietê nasce na Serra do Mar e após percorrer 1.150 km deságua no rio Paraná. Neste percurso, da nascente até a sua foz, este Rio que corta o estado de São Paulo de leste a oeste passando por áreas preservadas de Mata Atlântica, trechos de cerrados e cerradões. Além destas áreas preservadas, o Rio Tietê e os seus afluentes passam por Regiões Metropolitanas como a cidade de São Paulo onde o rio recebe uma grande parte de poluentes industriais e esgoto doméstico. Embora este rio desempenhe papel estratégico do ponto de vista ambiental e social, poucos estudos visando conhecer a sua diversidade microbiana têm sido realizados, permitindo que a ação humana altere as condições físico-químicas do Rio, podendo levar a perda de diversidade microbiana antes mesmo de ser conhecida e/ou explorada do ponto de vista biotecnológico. Dessa forma, os objetivos do presente projeto será fazer, por meio de métodos moleculares e de cultivo, um diagnóstico da diversidade microbiana (bactérias, arqueias e fungos) do sedimento e corpo d?água da Bacia do Rio Tietê e avaliar o potencial biotecnológico destes microrganismos. Para isso, os níveis de poluentes e da qualidade o sedimento e da água de pelo menos 14 pontos nos Rios Capivari e Tietê serão caracterizados a fim de avaliar as condições físico-químicas das diferentes regiões do Rio. Posteriormente, por meio de bibliotecas metagenômicas, a diversidade de pelo menos 8 locais será avaliada, permitindo verificar se existe correlação entre os níveis de poluentes e a diversidade microbiana. Com base nestas análises, 4 pontos serão selecionados para uma análise mais detalhada, envolvendo isolamento de microrganismos, metagenômica funcional, metatanscriptômica e clonagem de grandes fragmentos de DNA (30-40Kb). Os microrganismos isolados serão catalogados e organizados em uma coleção de cultura para prospecção de diferentes atividades de importância biotecnológica como agroenergia, biocatálise e biotransformação. A comparação entre as bibl

Nos últimos anos tem surgido um grande interesse pelos fungos endofíticos como uma fonte prolífica de novas espécies, bem como devido ao potencial de utilização no controle biológico e produção de metabólitos com diferentes atividades biológicas. Apesar da crescente descoberta de compostos novos a partir de fungos endofíticos, existe uma grande lacuna no conhecimento das vias biossintéticas responsáveis pela produção de metabólitos bioativos. A grande maioria dos endófitos que produzem compostos novos não possui sistemas de manipulação genética eficientes. Devido ao potencial demonstrado pelo uso de abordagens de mineração do genoma para descoberta de moléculas novas em microrganismos, é urgente que tais estratégias sejam também aplicadas aos fungos endofíticos, ampliando o potencial biossintético destes organismos. Estudos anteriores mostraram que o fungo Epicoccum purpurascens é habitante comum dos tecidos de cana-de-açúcar e que extensa variação genética pode ser encontrada entre isolados de um único local e hospedeiro. Esta espécie é conhecida por sua atividade de biocontrole e produção de metabólitos de alto valor biotecnológico. Nesse contexto, o presente projeto propõe identificar genes e possíveis vias metabólicas relacionadas à biossíntese de metabólitos antimicrobianos dos fungos endofíticos E. purpurascens e Epicoccum sp. e determinar a identidade dos compostos. Além disso, este projeto propõe o seqüenciamento do genoma de E. purpurascens e a análise comparativa visando à identificação de genes envolvidos no metabolismo secundário. O conhecimento dos genes biossintéticos e sua regulação podem fornecer informações sobre as funções ecológicas de metabólitos secundários de endófitos. Além disso, investigações sobre tais genes e sua expressão fornecem a base para o melhoramento da produção e engenharia de vias biossintéticas com o objetivo de sintetizar novas moléculas.

O gênero Methylobacterium é composto por bactérias de coloração rósea, metilotróficas (PPFMs) e que podem colonizar endofiticamente a planta hospedeira. Algumas espécies deste gênero são capazes de promover o crescimento, aumentar a atividade fotossintética da planta hospedeira e reduzir o ataque de patógenos. Entretanto, pouco se conhece sobre quais genes de Methylobacterium spp. podem estar envolvidos com a interação endófito ? planta hospedeira. O isolado SR1.6/6 de M. mesophilicum é uma bactéria obtida de citros e apresenta interação com Xylella fastidiosa, tendo sido foco de vários trabalhos. Dessa forma, este trabalho tem como objetivo sequenciar o genoma de M. mesophilicum e identificar genes expressos (transcriptoma) diferencialmente durante a associação a planta hospedeira. Além disso, tendo em vista que outras espécies de Methylobacterium já foram seqüenciadas, será possível também comparar o genoma de espécies endofíticas (M. nodulans e M. mesophilicum) e não endofíticas (M. chloromethanicum, M. populi e M. radiotolerans). Por fim, este trabalho visa contribuir para um melhor entendimento da interação endófito ? planta hospedeira por meio da descrição e quantificação de possíveis genes expressos diferencialmente nesta interação, bem como elucidar as estratégias utilizadas pela bactéria para colonização da planta. Este entendimento auxiliará em futuros estudos de utilização desta interação na produção agrícola, podendo contribuir para o aumento da resistência à patógenos ou aumento do crescimento vegetal.

Bactérias endofíticas são aquelas que habitam o interior das plantas, sendo encontradas em órgãos e tecidos vegetais como folhas, ramos e raízes, sem causar danos à planta hospedeira ou formar estruturas externas visíveis. Estas bactérias podem promover o crescimento vegetal, controlar patógenos ou produzir compostos de interesse biotecnológico. A bactéria Pectobacterium carotovora, agente causal da podridão mole ou canela preta em diversas espécies vegetais de interesse agrícola, pode apresentar três grupos geneticamente distintos, os quais são responsáveis por causar danos a diferentes hospedeiros. Essa bactéria produz enzimas pectinolíticas, que degradam pectatos de cálcio da lamela média junto à parede celular, causando extravasamento do conteúdo celular e, conseqüentemente, a podridão-mole. Em orquídeas, as lesões ocorrem inicialmente nas folhas, sob a forma de encharcamento dos tecidos, e ao atingirem o pseudocaule causam a morte da planta. Trabalho recente mostrou que bactérias endofíticas do gênero Burkholderia podem controlar a podridão mole em Orquídeas, visto que foi observado em Oncidium que a aplicação desta bactéria endofítica reduziu em até100% os sintomas desta podridão. Entretanto, os aspectos moleculares envolvidos neste controle não foram ainda estudados. Dessa forma, o objetivo deste trabalho é a identificação e clonagem de genes da bactéria endofítica Burkholderia sp. associados ao controle de Pectobacterium carotovora em orquídeas. Para isso, mutantes de Burkholderia sp., defectivos para o controle da podridão mole, causada por P. carotovora, serão obtidos por mutação induzida por transposon. Posteriormente os mutantes serão caracterizados e os genes de interesse clonados. Este projeto poderá esclarecer os mecanismos de controle biológico por Burkholderia sp., bem como permitir, no futuro, a utilização desta bactéria para o controle biológico da podridão mole em plantas ornamentais.

A utilização de técnicas moleculares baseadas na DNA e RNA bacteriano tem mostrado que a diversidade genética de bactérias de ambientes complexos como o solo, rizosfera e interior (endófitos) e superfícies (epífitas) de plantas, é muito maior que aquela inicialmente estimada. Essas técnicas podem ter várias aplicações, entre elas a identificação de novas espécies, descoberta de agentes para biorremediação e produção de compostos de importância industrial e farmacêutica, mas para isso é importante que novos nichos sejam avaliados, permitindo que novas espécies sejam estudadas. Neste contexto, as plantas carnívoras podem apresentar uma íntima relação com microrganismos (desde algas, protozoários até bactérias), a qual é ainda pouco conhecida. Para alguns grupos taxonômicos, sabe-se que a presença de bactérias é de fundamental importância para as atividades de digestão das presas capturadas. A família Lentibulariaceae, composta por espécies de plantas carnívoras, é formada pelos gêneros Utricularia, Genlisea e Pinguicula. As espécies de Utricularia apresentam uma intrigante modificação em sua porção vegetativa, resultando em uma das mais complexas estruturas foliares existentes no Reino Plantae, conhecida como utrículo. Dessa forma, é de grande interesse avaliar a diversidade da comunidade bacteriana associada à essas plantas bem como o seu papel no desenvolvimento da planta e a possibilidade de produzirem enzimas e fármacos de interesse biotecnológico. Dessa forma, este projeto terá por objetivos a) avaliar a variabilidade genética de plantas do gênero Utricularia (Utricularia gibba, U. neottioides, U. reniformes e U. subulata) obtida de diferentes áreas e b) avaliar diversidade da comunidade bacteriana endofítica de Utricularia spp. e o potencial destas bactérias em produzir antibióticos e enzimas com potencial biotecnológico. Para isso, espécimes de Utricularia spp. serão coletado sem diferentes regiões e avaliados quanto à variabilidade genética por meio da técnica

Este projeto de pesquisa tem por objetivo avaliar a diversidade de fungos e bactérias associadas à espécies vegetais de interesse agronômico, bem como à plantas da Mata Atlântica. Além disso, espécies microbianas têm sido avaliadas quanto à capacidade de produzir compostos de interesse biotecnológico (antibióticos e enzimas) e promover o crescimento vegetal.

Este projeto visa avaliar a variabilidade genética de Colletotrichum gloeosporioides e C. acutatum e a expressão diferencial de genes associados à patogenicidade.

O presente projeto visa avaliar:
1) a variabilidade genética por marcadores de RAPD isolados de Alternaria sp., agente causal da mancha marron, e avaliar se ocorre correlação entre a diversidade genética deste fungo e os sintomas e hospedeiros

O presente projeto visa avaliar:
1) a variabilidade genética por marcadores de AFLP de linhagens de G. citricarpa isoladas de frutos com diferentes sintomas causados por este fungo; 2) a existência de correlação entre a sintomatologia da MPC e a variabilidade genética de G. citricarpa e 3) e desenvolver estratégia para o controle biológico de Guignardia citricarpa.

O presente projeto visa avaliar:
1) a variabilidade genética por marcadores de RAPD isolados de Erythricium salmonicolor, agene causal da rubelose de citros.

A introdução de novas técnicas de Biologia Molecular e a necessidade do aumento da produção de alimentos resultou no desenvolvimento de plantas geneticamente modificadas (PGMs) pela presença de genes bacterianos, virais entre outros, conferindo a estas plantas maior resistência a patógenos, pragas e aumento na produção de moléculas de interesse. Estudos recentes têm mostrado que estas plantas são, na maioria dos casos, seguras para o consumo humano, mas estudos envolvendo o seu impacto sobre comunidades microbianas têm sido incipientes e ainda incompletos. Com a iminente liberação do cultivo de plantas geneticamente modificadas no Brasil, é de extrema importância a avaliação dos seus efeitos sobre populações bacterianas, bem como a possibilidade da transferência de DNA da planta para bactérias associadas a estas plantas. Dessa forma, o presente trabalho tem por objetivos: i) avaliar os efeitos de plantas geneticamente modificadas sobre a diversidade genética e fisiológica de populações bacterianas; ii) avaliar os efeitos da transgenia sobre expressão de genes de bactérias associadas endofiticamente à planta hospedeira; iii) avaliar in vitro e in vivo a transferência de DNA de PGM para bactérias do ambiente. Este trabalho espera realizar um amplo estudo a respeito da interação de plantas geneticamente modificadas com bactérias, permitindo uma avaliação dos efeitos destas plantas sobre estas populações, e o seu impacto sobre a diversidade microbiana, além de iniciar no Brasil um estudo mais aprofundado das interações PGM e bactérias. Além disso, este projeto propõe a introdução da técnica de PCR quantitativo no Departamento de Genética da ESALQ e genômica funcional, aumentando o entendimento das interações PGMs e comunidades microbianas, possibilitando no futuro a sua aplicação ao melhoramento vegetal.

O presente projeto visa avaliar:
1) a variabilidade genética por marcadores de AFLP de linhagens de G. citricarpa, Corticium salmonicolor e Alternaria spp. isoladas de frutos com diferentes sintomas causados por estes fungo; 2) a existência de correlação entre a sintomatologia da MPC e a variabilidade genética de G. citricarpa e 3) e desenvolver estratégia para o controle biológico de Guignardia citricarpa.

A introdução de novas técnicas de Biologia Molecular e a necessidade do aumento da produção de alimentos resultou no desenvolvimento de plantas geneticamente modificadas (PGMs) pela presença de genes bacterianos, virais entre outros, conferindo a estas plantas maior resistência a patógenos, pragas e aumento na produção de moléculas de interesse. Estudos recentes têm mostrado que estas plantas são, na maioria dos casos, seguras para o consumo humano, mas estudos envolvendo o seu impacto sobre comunidades microbianas têm sido incipientes e ainda incompletos. Com a iminente liberação do cultivo de plantas geneticamente modificadas no Brasil, é de extrema importância a avaliação dos seus efeitos sobre populações bacterianas, bem como a possibilidade da transferência de DNA da planta para bactérias associadas a estas plantas. Dessa forma, o presente trabalho tem por objetivos: i) avaliar os efeitos de plantas geneticamente modificadas sobre a diversidade genética e fisiológica de populações bacterianas; ii) avaliar os efeitos da transgenia sobre expressão de genes de bactérias associadas endofiticamente à planta hospedeira; iii) avaliar in vitro e in vivo a transferência de DNA de PGM para bactérias do ambiente. Este trabalho espera realizar um amplo estudo a respeito da interação de plantas geneticamente modificadas com bactérias, permitindo uma avaliação dos efeitos destas plantas sobre estas populações, e o seu impacto sobre a diversidade microbiana, além de iniciar no Brasil um estudo mais aprofundado das interações PGM e bactérias. Além disso, este projeto propõe a introdução da técnica de PCR quantitativo no Departamento de Genética da ESALQ e genômica funcional, aumentando o entendimento das interações PGMs e comunidades microbianas, possibilitando no futuro a sua aplicação ao melhoramento vegetal.

Com a larga utilização de herbicidas na agricultura e o iminente aumento do seu uso na cultura da soja, o presente trabalho visa avaliar o efeito de herbicidas, em especial o Glifosato (pré-emergente) e Clorimuron Ethyl (pós-emergente) sobre a comunidade microbiana associada à soja, e estudar os mecanismos de interação endófitos-planta. A existência de microrganismos endofíticos já foi constatada na maioria das plantas de importância econômica, e a sua presença pode estar associada a várias características de interesse agronômico, como promoção de crescimento vegetal e resistência à pragas e patógenos. O estudo de microrganismos cultiváveis e não cultiváveis, associados à soja, será feito pela análise da densidade populacional, biodiversidade por meio de DGGE (Denaturing Gradient Gel Electrophoresis) e variabilidade genética. Serão isoladas bactérias e fungos endofíticos, epifíticos e do rizoplano de duas variedades de soja, em três diferentes estágios de crescimento vegetal. A presença de microrganismos com capacidade de crescer utilizando os herbicidas acima citados, como única fonte de carbono será avaliada. Posteriormente, estes endófitos serão reintroduzidos no hospedeiro e a interação destes com a comunidade endofítica natural será avaliada. O potencial para a promoção de crescimento, será avaliada por meio da seleção de microrganismos produtores de auxinas e/ou da presença do gene nifH entre os grupos isolados. Para o estudo da promoção de crescimento vegetal in vitro e em casa de vegetação, os microrganismos serão reinoculados em sementes e plântulas de soja sendo avaliados quanto à capacidade de colonização do hospedeiro e efeito sobre a germinação e crescimento da planta. Com este estudo, espera-se conhecer possíveis efeitos destes herbicidas sobre a comunidade microbiana associada à soja, bem como aspectos da interação endófitos-planta para futuras aplicações na biotecnológicas.

Endophytic bacteria and fungi are defined as organisms that live in association with plants for most if not all of their life cycles. They live within the intercellular spaces and may confer benefits to the plant, and the benefits may be reciprocal, resulting in an enhanced symbiotic system for specific plant characteristics. Therefore, the use of endophytic bacteria and fungi opens up new areas of biothechnological exploitations, which drive the necessity to isolate and culture these organisms. The biochemical versatility and diversity of endophytes represent an enornous variety of genes that are still unknown. More and more useful gene functions are being discovered, particularly for environmental remediation and industrial processes. This project pruposses to study the biological diversity of endophytic microorganisms from important plant species growing in São Paulo State, such as: maize, soybeans, citros, coffee, cassava, Brachiaria and Dicksonia (xaxim); to study the molecular diversity (molecular systematics); to determine the chemical diversity, mainly of secondary metabolites-"antibiotics"; to assess the potential of endophytes in the biological control of most important pathogens of the host plants. Also, it is objective of this project to study best methods of preserving representative general and specific groups.

Os dados parciais disponíveis do sequenciamento do genoma de X. fastidiosa já mostram uma série de genes com grande similaridade a genes relacionados com virulência em outros sistemas planta-bactéria. Como exemplo, um operon completo foi identificado em X. fastidiosa e que possue genes com altos níveis de homologia com genes do operon PIG de Xanthomonas spp. Estes genes estão envolvidos na biossíntese de goma xantana, um polissacarídeo extracelular de alto peso molecular e que é produzido por várias bactérias Gram-negativas. Mais importante, entretanto, é o fato de que este polissacarídeo parece ter papel importante como um fator de virulência em algumas bactérias fitopatogênicas. Foi sugerido que a associação entre a produção de goma xantana e virulência é resultado do envolvimento do polissacarídeo na adesão bacteriana nos vasos xilemáticos. Além disso, foi proposto que a própria goma xantana (e/ou um composto relacionado à mesma) exerça um efeito patogênico direto na planta. Resumindo, o envolvimento da goma xantana em doenças vegetais bacterianas e a descoberta de um operon para sua síntese em X.fastidiosa demonstra uma hipótese bastante atrativa de que este polissacarídeo pode ser um fator de virulência importante no desenvolvimento da CVC. Neste estudo, nós pretendemos usar duas abordagens para examinar o papel da goma xantana na expressão da virulência de X. fastidiosa. A primeira é gerar mutantes para genes responsáveis pela produção de goma xantana em X. fastidiosa e avaliar estes mutantes no que diz respeito ao estabelecimento inicial das populações bacterianas após inoculação no xilema de plantas de vinca e citros. A segunda abordagem será a exposição de X. fastidiosa a um ambiente na planta, favorável à degradação de goma xantana. Esta condição será obtida pela produção e secreção de enzimas degradadoras de goma xantana por microrganismos endofíticos dentro do xilema da planta.