tese
Cell differentiation in cyanobacteria desmonostoc Sp. under different phosphorus concentrations and its potential as a growth promoter for the aquatic macrophyte Salvinia Auriculata
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Universidade Federal de Lavras
Faculdade, Instituto ou Escola
Instituto de Ciências Naturais (ICN)
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Programa de Pós-Graduação
Programa de Pós-Graduação em Botânica Aplicada
Agência de fomento
Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais (FAPEMIG)
Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)
Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)
Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
Tipo de impacto
Sociais
Econômicos
Outros
Econômicos
Outros
Áreas Temáticas da Extenção
Meio ambiente
Saúde
Tecnologia e produção
Saúde
Tecnologia e produção
Objetivos de Desenvolvimento Sustentável
ODS 6: Água potável e saneamento
ODS 14: Vida na água
ODS 14: Vida na água
Dados abertos
Resumo
Cianobactérias e macrófitas aquáticas são organismos que realizam importantes serviços ecossistêmicos e influenciam a dinâmica dos ecossistemas que fazem parte. Ambos organismos podem afetar positivamente ou negativamente os ambientes onde são encontradas, a depender das condições locais. As cianobactérias realizam a fotossíntese oxigênica e algumas são capazes de fixar o nitrogênio atmosférico tornando-o biodisponível para outros organismos. Dentre as cianobactérias fixadoras, as heterocitadas são capazes de diferenciar células especializadas, os heterócitos e os acinetos. Os heterócitos são especializados em fixar nitrogênio (N) e acinetos acumulam reservas e entram em dormência sob condições adversas, o que confere sucesso adaptativo ao permitir a sobrevivência em condições estressantes. A diferenciação celular é regulada geneticamente e influenciada por fatores ambientais, como a condição nutricional. A falta de (N) é um conhecido gatilho para a diferenciação celular, mas o fósforo (P) também pode ser crucial nessa diferenciação, pois é um macronutriente presente em diversos processos metabólicos. Variações em sua concentração no meio podem ser um gatilho para diferenciação de heterócitos e acinetos. As cianobactérias podem afetar diferentes grupos de organismos por sua capacidade de formar associações, tanto endofíticas quanto epifíticas, com os mesmos, e fornecer o N fixado ao hospedeiro, podendo promover o crescimento de plantas. Macrófitas aquáticas, como Salvinia auriculata, podem abrigar uma diversidade de cianobactérias que podem contribuir com seu crescimento. Tendo em vista esse contexto, avaliamos a diferenciação celular na cianobactéria Desmonostoc sp. UFLA12 sob diferentes concentrações de P. Posteriormente, inoculamos esta cepa em meio com S. auriculata, com o intuito de verificar se esta cepa seria capaz de aumentar o crescimento da macrófita. Vimos que a disponibilidade de P no meio é importante na produção de heterócitos e na diferenciação de acinetos de Desmonostoc sp. UFLA12. Além disso, Desmonostoc sp. UFLA12 favoreceu o crescimento clonal de S. auriculata. Concluímos que a disponibilidade de P afeta a diferenciação celular de Desmonostoc sp. UFLA12, e que a inoculação desta cepa em S. auriculata contribui para seu rápido e vigoroso espalhamento mesmo em ambientes oligotróficos.
Abstract
Cyanobacteria and aquatic macrophytes are organisms that perform important ecosystem services and influence the dynamics of the ecosystems in which they occur. Both can positively or negatively affect their environments, depending on local conditions. Cyanobacteria carry out oxygenic photosynthesis, and some are capable of fixing atmospheric nitrogen, making it bioavailable to other organisms. Among nitrogen-fixing cyanobacteria, heterocytous strains are able to differentiate specialized cells heterocytes and akinetes. Heterocytes are specialized in nitrogen (N) fixation, while akinetes store reserves and enter dormancy under adverse conditions, providing adaptive advantages by enabling survival in stressful environments. Cell differentiation is genetically regulated and influenced by environmental factors, such as nutrient availability. Nitrogen limitation is a known trigger for differentiation, but phosphorus (P), a macronutrient involved in various metabolic processes may also play a crucial role. Variations in P availability can trigger the differentiation of both heterocytes and akinetes. Cyanobacteria can influence other organisms by forming endophytic or epiphytic associations, providing fixed nitrogen to their hosts and potentially promoting plant growth. Aquatic macrophytes, such as Salvinia auriculata, can harbor a diversity of cyanobacteria that may contribute to their growth. Given this context, we evaluated cell differentiation in the cyanobacterium Desmonostoc sp. UFLA12 under different phosphorus concentrations. We then inoculated this strain into a medium with S. auriculata to assess its potential to promote macrophyte growth. We found that phosphorus availability influenced heterocyte production and akinete differentiation in Desmonostoc sp. UFLA12. Moreover, this strain enhanced the clonal growth of S. auriculata. We conclude that phosphorus availability affects cellular differentiation in Desmonostoc sp. UFLA12, and that its inoculation contributes to the rapid and vigorous spread of S. auriculata, even in oligotrophic environments.
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Citação
PIMENTA, Larissa Langsdorff. Cell differentiation in cyanobacteria desmonostoc Sp. under different phosphorus concentrations and its potential as a growth promoter for the aquatic macrophyte Salvinia Auriculata. 2025. 73 p. Dissertação (Mestrado em Botânica Aplicada) - Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2025.