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dc.creatorLeite, Rafael de Almeida-
dc.date.accessioned2022-09-26T22:25:29Z-
dc.date.available2022-09-26T22:25:29Z-
dc.date.issued2022-09-26-
dc.date.submitted2022-09-13-
dc.identifier.citationLEITE, R. de A. Gene prospection and mechanisms of phosphate solubilization in selected bacterial and fungal strains. 2022. 114 p. Tese (Doutorado em Ciência do Solo) - Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2022.pt_BR
dc.identifier.urihttp://repositorio.ufla.br/jspui/handle/1/55208-
dc.descriptionArquivo retido, a pedido do autor, até janeiro de 2025.-
dc.description.abstractPhosphorus (P) is one of the most required elements by organisms. In agriculture, P is mainly supplied through mineral phosphate fertilization, in forms readily available to plants. In soil, P dynamics are complex and only a small fraction of the phosphate fertilizer may be available for plants and microorganisms, while a large part of P can be strongly retained in the mineral fraction of the soil or incorporated into microbial biomass. Microorganisms play an important role in the P cycling and bacteria and fungi are the main contributors to the cycling of this element between the organic and mineral fractions. In this sense, there are numerous reports of phosphate solubilization by bacteria and fungi and the some mechanisms, despite already known, still need to be better understood to reach biotechnological potential. The objectives of this work were to evaluate the potential and mechanisms of phosphate-solubilizing bacterial and fungal strains in the solubilization of calcium and iron phosphates, evaluate the potential of bacterial strains to promote maize growth and identify genes related to organic acid production in the bacterial strains. In the first work, in vitro solubilization experiments with bacterial strains were carried out in order to compare the potentials and mechanisms of these organisms. Then, genomic DNA was sequenced to identify the species and search for genes related to the production of organic acids. The strains were inoculated into maize plants and the plant's growth promotion potential was evaluated as a function of the strains' solubilization capacity. Paraburkholderia fungorum UFLA 04-21 and Pseudomonas anuradhapurensis UFPI B5-8A solubilized more than 60% of phosphate in vitro and produced large amounts of citric/maleic and gluconic/tartaric acids, respectively. All 11 organic acids studied were identified, although most strains did not produced all of them. Most of the genes and enzymes related to the production of organic acids were found in the genomes. Plants inoculated with UFPI B5-6, UFPI B5-8A, and UFLA 03-10 strains accumulated more biomass than plants fertilized with Bayóvar phosphate alone. Strains UFLA 03-10 and UFPI B5-8A increased the accumulation of most macronutrients, including P, and some micronutrients. In the second work, bacterial and fungal strains were compared regarding the potentials and mechanisms of calcium and iron phosphate solubilization. Acinetobacter pittii UFLA 03-09 and Penicillium flavigenum E24 were the microorganisms that solubilized most of the calcium phosphate. Iron phosphate was solubilized to a considerably lesser extent due to phosphate characteristics and the most promising microorganisms were Brukholdeia cepacia LMG 1222 and Penicillium flavigenum E24. Bacteria and fungi had significant correlations between soluble P and organic acids when grown in calcium phosphate medium, but only fungi had a significant correlation for iron phosphate. All the low molecular weight organic acids studied were identified in the strains and the genomic analysis identified several genes linked to the production of organic acids. The results contribute to the understanding of phosphate solubilization processes by microorganisms, especially considering bacterial and fungal strains with high potential for plant growth promotion.pt_BR
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)pt_BR
dc.languageporpt_BR
dc.publisherUniversidade Federal de Lavraspt_BR
dc.rightsacesso abertopt_BR
dc.subjectFósforopt_BR
dc.subjectMicrorganismospt_BR
dc.subjectÁcidos orgânicospt_BR
dc.subjectSideróforospt_BR
dc.subjectPromoção de crescimento de plantaspt_BR
dc.subjectPhosphoruspt_BR
dc.subjectMicroorganismspt_BR
dc.subjectOrganic acidspt_BR
dc.subjectSiderophorespt_BR
dc.subjectPlant growth promotionpt_BR
dc.titleGene prospection and mechanisms of phosphate solubilization in selected bacterial and fungal strainspt_BR
dc.title.alternativeProspecção de genes e mecanismos de solubilização de fosfatos de bactérias e fungos selecionadospt_BR
dc.typetesept_BR
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Ciência do Solopt_BR
dc.publisher.initialsUFLApt_BR
dc.publisher.countrybrasilpt_BR
dc.contributor.advisor1Moreira, Fatima Maria de Souza-
dc.contributor.referee1Moreira, Fatima Maria de Souza-
dc.contributor.referee2Silva, Carlos Alberto-
dc.contributor.referee3Melo, Leônidas Carrijo Azevedo-
dc.contributor.referee4Berbara, Ricardo Luiz Louro-
dc.contributor.referee5Pereira, Marcos Gervasio-
dc.contributor.referee5Costa, Elaine Martins da-
dc.description.resumoO fósforo (P) é um dos elementos mais requeridos pelos organismos. Na agricultura, P é suprido através da adubação mineral fosfatada, em formas prontamente disponíveis para as plantas. No solo, a dinâmica do P é complexa e uma pequena fração do fertilizante pode estar disponível para as plantas e microrganismos, enquanto que grande parte do P pode ser fortemente retido na fração mineral do solo ou ser incorporado à biomassa microbiana. Microrganismos desempenham um papel importante na ciclagem de P e bactérias e fungos são os principais contribuintes para a ciclagem deste elemento. Neste sentido, há inúmeros relatos da solubilização de fosfato por bactérias e fungos e alguns dos mecanismos, apesar de conhecidos, ainda precisam ser melhor compreendidos para alcançar potencial biotecnológico. Os objetivos deste trabalho são avaliar o potencial e os mecanismos de estirpes de bactérias e fungos na solubilização de fosfatos de cálcio e ferro, avaliar o potencial das estirpes bacterianas em promover o crescimento de milho e identificar os genes relativos à produção de ácidos orgânicos nas estirpes bacterianas. Em um primeiro trabalho, foram realizados experimentos de solubilização in vitro de estirpes de bactérias de forma a comparar potenciais e mecanismos desses organismos. O sequenciamento de DNA genômico das estirpes foi realizado para identificar as espécies e buscar genes relacionados à produção de ácidos orgânicos. As bactérias foram inoculadas em plantas de milho e foi avaliado o potencial de promoção de crescimento para a planta. Paraburkholderia fungorum UFLA 04-21 e Pseudomonas anuradhapurensis UFPI B5-8A solubilizaram in vitro mais de 60% de fosfato e produziram grandes quantidades de ácidos cítrico/maleico e glucônico/tartárico, respectivamente. Todos os 11 ácidos orgânicos estudados foram identificados, apesar de a maioria das estirpes não apresentarem todos eles. A maior parte dos genes e enzimas relacionados à produção de ácidos orgânicos foi encontrada nos genomas. Plantas inoculadas com as estirpes UFPI B5-6, UFPI B5-8A e UFLA 03-10 acumularam mais biomassa do que as plantas fertilizadas com fosfato Bayóvar. As estirpes UFLA 03-10 e UFPI B5-8A aumentaram o acúmulo da maioria dos macronutrientes, incluindo P, e alguns micronutrientes. No segundo trabalho, estirpes de bactérias e fungos foram comparadas quanto aos potenciais e mecanismos de solubilização de fosfato de cálcio e de ferro. Acinetobacter pittii UFLA 03-09 e Penicillium flavigenum E24 foram os microrganismos que mais solubilizaram o fosfato de cálcio. O fosfato de ferro foi solubilizado em uma extensão consideravelmente menor devido às características do fosfato e os mais promissores foram Brukholdeia cepacia LMG 1222 e Penicillium flavigenum E24. Bactérias e fungos tiveram correlações significativas entre P solúvel e ácidos orgânicos quando cultivados em meio de fosfato de cálcio, mas apenas os fungos tiveram essa correlação significativa para fosfato de ferro. Todos os ácidos orgânicos de baixo peso molecular estudados foram identificados nas estirpes e a análise genômica identificou vários genes ligados à produção dos ácidos orgânicos. Os resultados contribuem para o entendimento dos processos de solubilização de fosfatos por microrganismos, especialmente considerando estirpes de bactérias e fungos com potencial de promoção de crescimento de plantas.pt_BR
dc.publisher.departmentDepartamento de Ciência do Solopt_BR
dc.subject.cnpqCiência do Solopt_BR
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