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UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA CENTRO DE CIENCIAS BIOLÓGICAS DEPARTAMENTO DE MICROBIOLOGIA IMUNOLOGIA E PARASITOLOGIA S EMINÁRIO DE MICROBIOLOGIA.

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1 UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA CENTRO DE CIENCIAS BIOLÓGICAS DEPARTAMENTO DE MICROBIOLOGIA IMUNOLOGIA E PARASITOLOGIA S EMINÁRIO DE MICROBIOLOGIA GERAL Adriana Piedade Palau Carla de Souza Rosa Mariana Zucchi Florianópolis, Novembro de 2010 MICROORGANISMOS E INTERAÇÕES BIOLÓGICAS

2 1-RAIZ Oferecem suporte estrutural para a planta. Absorvem água e nutrientes do solo. Produzem reguladores de crescimento, como citocininas e giberelinas. Armazenam amido. Fornecem nutrientes para uma ampla variedade de microorganismos.

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4 2-RIZOSFERA Região do solo influenciada pelas raízes, com máxima atividade microbiana. Controla o crescimento das plantas. Local de ocorrência de processos relacionados com a nutrição da planta, trocas de O 2 e CO 2, amonificação, nitrificação e simbiose. Influenciada por fatores relacionados ao hospedeiro; fatores relacionados ao solo; condições ambientais; práticas culturais e interações microbiológicas do solo.

5 C OMPOSTOS COMUMENTE ENCONTRADOS NA RIZOSFERA Aminoácidos. Ácidos orgânicos. Carboidratos. Derivados de ácidos nucléicos. Vitaminas. Enzimas. Outros compostos.

6 M ICROORGANISMOS COMUMENTE ENCONTRADOS NA RIZOSFERA Bactérias- Bacillus, Pseudomonas, Celulobacter, Micrococcus e Rhizobium. Fungos- Aspergillus, Penicillum, Fusarium, Glomus Actinomicetos- Streptomyces e Actnonomyces Microfauna- Nematóides e protozoários.

7 FORMAÇÃO DA MICORRIZA Propágulos de fungos micorrízicos aparentemente respondem a estímulos das exsudações e suas hifas crescem e penetram nas células epidermais das raízes. Principais tipos de micorrizas: ecto-, endo-, ectendo-, ericoid- ou ainda micorrizas orquidóides. 95% das espécies de plantas pertencem a gêneros que caracteristicamente formam micorrizas.

8 Evidências em raízes fossilizadas : surgimento de micorrizas há cerca de 400 milhões de anos, no período Devoniano, que coincide com o aparecimento das plantas terrestres.

9 Não se conhece o processo evolucionário que deu origem às micorrizas mas representam uma das formas mais antigas de relação simbiótica envolvendo organismos heterotróficos com autotróficos, com a formação de estruturas fisiológicas especializadas.

10 E CTOMICORRIZAS Características: - Perda dos pêlos radiculares; - Desenvolvimento de um grosso manto fúngico envolvendo a epiderme e córtex da raiz; - Penetração das hifas entre as células corticais das raízes formando a rede de Hartig; - Hifas se estendem no solo formando rizomorfas.

11 C = cortex; E = epiderme; En = endoderme; M = manto

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13 ectomicorriza

14 ENDOMICORRIZAS - Perdem os pêlos radiculares; -Presença de arbúsculos; - Não forma manto fúngico; -Presença de hifas externas; -Pode haver vesículas.

15 ENDOMICORRIZAS

16 M ICORRIZA ERICÓIDE Hifas na superfície da raiz (soltas) sem formação de manto; Células compactas com hifas mas pouca extensão de solo.

17 C ICLO SIMBIÓTICO ENDOMICORRIZAS Cortesia: Cláudio Soares

18 M ICORRIZAS O RQUIDÓIDES Crescimento inter e intracelular (invaginação das paredes) formando espirais de hifas no interior das células. São importantes no estabelecimento e desenvolvimento de orquídeas.

19 BENEFÍCIOS DAS MICORRIZAS

20 Aumenta a eficiência de absorção da planta de nutrientes e íons e aumenta a longevidade da raiz. Melhora o crescimento da planta. Aumenta a captação da água. Reduz o estresse da planta causado por alterações no solo; toxicidades associadas com dejetos de minas ou aterros sanitários; metais pesados ou toxicidade devido ao desequilíbrio de alguns elementos.

21 mecanismos mediados e influenciados pelas hifas dos FMAs Cortesia: Cláudio Soares

22 B ENEFÍCIOS DAS MICORRIZAS Altera a textura do solo, aumentando o grau de agregação das partículas do mesmo e, conseqüentemente, a estabilidade. Produção de cogumelos comestíveis e trufas por certos fungos ectomicorrízicos. Os fungos micorrízicos heterotróficos obtêm a maioria do seu C do hospedeiro autotrófico (até 20%). Hifas dos fungos simbiontes proporcionam um aumento da área de interação com outros microorganismos.

23 EFEITOS DAS MICORRIZAS Reduz a permeabilidade da membrana. Muda a qualidade e quantidade de exsudação da raiz. Aumenta a produção de hormônio vegetal, influenciando sistemas reguladores em plantas. Reduz doenças relacionadas aos patógenos de plantas. Fungos produzem enzimas que hidrolisam e mineralizam os nutrientes disponíveis às plantas, e mantêm uma comunidade microbiana única na micorrizosfera.

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25 M ICORRIZOSFERA É a zona influenciada tanto pelas raízes quanto pelos fungos micorrízicos.

26 INFLUÊNCIA DAS BACTÉRIAS SOBRE FUNGOS ECTOMICORRÍZICOS Efeito sobre reconhecimento fungo-raiz. Efeito sobre crescimento fúngico. Alteração da composição química da rizosfera do solo. Efeitos sobre a germinação dos propágulos do fungo.

27 B ACTÉRIAS E FUNGOS ECTOMICORRÍZICOS Mosse, em seu estudo, observou que esporos do fungo glomalean sp. germinaram melhor em ágar quando as bactérias estavam presentes. Por outro lado, outros estudos utilizando fumigação de pasteurização ou esterilização dos solos, têm demonstrado que a presença de certas bactérias do solo também pode inibir a germinação dos esporos ou esporulação dos fungos.

28 INTERAÇÕES MICROBIANAS E AGRICULTURA SUSTENTÁVEL Micorrizas arbusculares podem melhorar a nutrição de P, a absorção de N e melhorar a resistência à doenças em suas plantas hospedeiras. Bactérias fixadoras de N ou de solubilização de P, podem sinergicamente interagir com fungos MA e, assim, beneficiar o desenvolvimento e o crescimento das plantas.

29 INTERAÇÕES MICROBIANAS E AGRICULTURA SUSTENTÁVEL Inoculantes microbianos podem ser usados como meios alternativos para controlar pragas e doenças. Além de produzir compostos antifúngicos, a capacidade das bactérias para rapidamente colonizar a superfície radicular e, assim, intimamente interagir com patógenos pode facilitar ainda mais a repressão patogênica.

30 B ACTÉRIAS P SEUDOMONAS Um certo tipo de isolado bacteriano mostrou-se ser um colonizador eficiente de raízes de tomateiros Eficientemente antagonizou o patógeno radicular de Fusarium oxysporum A presença da bactéria biocontrole resultou em redução de 70-80% da densidade da rede de hifas no interior raízes de tomateiro.

31 INFLUÊNCIA DO MANEJO DAS CULTURAS Preparo físico A rotação de culturas Adubação e aplicação de pesticidas Em sistemas agrícolas sustentáveis, a microbiota residente do solo torna-se cada vez mais importante para o ecossistema e para o entendimento de processos como a ciclagem de nutrientes.

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34 REFERÊNCIAS JOHANSSON, J. F.; PAUL, L. R.; FINLAY, R. D. Microbial interactions in the mycorrhizosphere and their significance for sustainable griculture. FEMS Microbiology Ecology, Sweden, vol 48, jan Disponível em. Acesso em 17/11/2010. LINDERMAN R. G. Mycorrhizal Interactions with the Rhizosphere Microflora: The mycorrhizosphere Effect. Disponível em Acesso em 18/11/ n03_366.PDF Ecologia da Rizosfera e Filosfera. Disponível em Acesso em 18/11/2010.http://www.cnpma.embrapa.br/unidade/index.php3?id =228&func=unid

35 REFERÊNCIAS SALA, V. M. R.; FREITAS, S. S.; SILVEIRA, A. P. D. Interação entre fungos micorrízicos arbusculares e bactérias diazotróficas em trigo. Pesq. agropec. bras., Brasília, v. 42, n. 11, Nov Disponível em. Acesso em 19/11/2010. Aula de micorrizas pós-graduação em agroecossistemas. Disponível em Acesso em 18/11/2010.http://www.dms.ufsc.br/mip7013/ Microorganismos Rizosfera e Ecologia. Disponível em Microrganismos-Rizosfera-e-Ecologia Acesso em 18/11/ Microrganismos-Rizosfera-e-Ecologia


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