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Tipo: Trabalho de Conclusão de Curso
Título: Metagenômica da degradação da atrazina em solo sob diferentes manejos agrícolas e floresta semidecidual
Autor(es): Campanari, Maria Fernanda Zaneli
Primeiro Orientador: Bonfá, Maricy Raquel Lindenbah
metadata.dc.contributor.referee1: Pereira, Rodrigo Matheus
metadata.dc.contributor.referee2: Candido, Liliam Silvia
Resumo: A agricultura está associada à intensa utilização de agroquímicos, um deles sendo a atrazina, composto amplamente utilizado no Brasil, mas proibido em diversos países devido aos aspectos negativos associado à sua toxicidade e persistência no ambiente. Uma das propostas de tratamento deste composto é através da biorremediação, que versa na aplicação de microorganismos capacitados a degradá-lo. Estes micro-organismos que ocorrem em ambientes contaminados com atrazina podem ser conhecidos e descritos pela técnica metagenômica, que consiste no sequenciamento do DNA genômico oriundo de um ambiente, independentemente de cultivo dos micro-organismos. O presente trabalho tem como objetivo identificar através de abordagem metagenômica a ocorrência de genes de degradação de atrazina em solos com diferentes coberturas vegetais. Neste trabalho foi realizado o sequenciamento através da tecnologia Illumina do DNA total de um solo sob cinco diferentes tipos de cobertura vegetal (plantio convencional; plantio direto; pastagem contínua e integração lavoura-pecuária e também de floresta semidecidual) de uma área experimental com cerca de 10 anos na região de Dourados (MS), pertencente a Embrapa Agropecuária Oeste. De 230644 orfs obtidas dos metagenomas sequenciados, foram alinhadas 2033 através do programa BlastAll contra um banco de referência de 767 genes curados de degradação de atrazina, obtidos do banco de dados secundário Uniprot. Os dados oriundos do alinhamento foram organizados contra um banco de dados SQL, que foi consultado para organização dos genes e micro-organismos obtidos. Esses dados foram exportados para o pacote de metagenômica MEGAN para geração da curva de rarefação e análise de cluster UPGMA. Por fim, os dados também foram importados no pacote estatístico STAMP para diferenciar os micro-organismos superabundantes nos manejos, com significância estatística, além da realização de uma análise de componentes principais. Atestouse no presente trabalho a presença dos genes de degradação do composto, em diferentes proporções para os solos com e sem aplicação de atrazina em diferentes proporções, inclusive no solo sob floresta semidecidual, em que não há a aplicação direta do composto. Foram encontrados 56 gêneros e 178 espécies únicas de bactérias e relacionadas à degradação de atrazina, sendo 43 espécies comuns a todos os manejos. Todos os genes consultados foram encontrados em todas as amostras, exceto o gene gatA, exclusivo do manejo de integração lavoura-pecuária. O solo sem aplicação direta de atrazina – floresta semidecidual – apresentou gêneros superabundantes. A partir dessas informações obtidas, espera-se colaborar com futuros estudos de bioprospecção de genes com potencial aplicação na biorremediação de solos contaminados com o composto atrazina.
Abstract: Crop productivity is associated with heavy agrochemical use, one of which is atrazine, broadly applied in Brazil but prohibited in many countries due to negative connotations associated with its toxicity and persistence in the environment. One proposed method to dealing with this compound contamination is through bioremediation, which consists of directly applying microorganisms capable of degrading the compound. These microorganisms (which occur naturally in contaminated environments) can be known and described by the application of metagenomics, which consists of direct sequencing of genomic DNA from the environment and does not rely on cultivation of the microorganisms to do so. Thus, soils under four distinct managements (no management; conventional tillage; no-tillage; continuous grazing and croplivestock integration) and of local semidecidual forest was sampled and sequenced with Illumina technology. About 240 thousand sequences were aligned with BlastAll software against a reference bank of 767 curated genes related to atrazine biodegradation, obtained from the secondary database Uniprot. The alignment output was organized in a SQL relational database, which was consulted for organizing the aligned genes and taxa. The data was then imported to a metagenomics software package, MEGAN, which generated a UPGMA cluster analysis tree. Lastly, the data was also imported in the statistical and graphical package STAMP, which is able to differentiate the superabundant microorganisms between samples, with statistical significance, and generating a principal component analysis (PCA). We were able to find the atrazine degradation genes in every sample. These genes were found in different proportions for the samples with and without the application of atrazine, including in the soil under semidecidual forest. It was possible to define 56 unique bacterial and archaeal genera and 178 species, of which 43 were found to be common to every sample. The soil without management (semidecidual forest) presented the most number of superabundant statistically significant taxa then the other four samples. Every soil contained all atrazine degradation genes in analysis, except for the gene gatA, which occurred only in the crop-livestock integration management sample. The semidecidual forest soil showed superabundant genera, even without history of atrazine application. From this new information, we hope to contribute to future bioprospecting studies with potential application in future studies about the bioprospection of microorganisms with potential to the bioremediation of environments contaminated with atrazine.
Palavras-chave: Agrotóxico
Agrochemicals
Bioprospecção
Bioprospecting
Biorremediação
Bioremediation
CNPq: CNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS
Idioma: por
País: Brasil
Editor: Universidade Federal da Grande Dourados
Sigla da Instituição: UFGD
metadata.dc.publisher.department: Faculdade de Ciências Biológicas e Ambientais
Citação: CAMPANARI, Maria Fernanda Zaneli. Metagenômica da degradação da atrazina em solo sob diferentes manejos agrícolas e floresta semidecidual. 2017. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Biotecnologia) – Faculdade de Ciências Biológicas e Ambientais, Universidade Federal da Grande Dourados, Dourados, MS, 2017.
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: http://repositorio.ufgd.edu.br/jspui/handle/prefix/4100
Data do documento: 26-Jan-2017
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