Aula da disciplina de Microbiologia do Solo do Prof. Dr. Juliano de Carvalho Cury no CSL-UFSJ

1. 17/10/2013
Solo – intensa atividade biológica
Grande diversidade biológica
• Microrganismos – bactérias, fungos e algas
• Microfauna (<0,2mm) – protozoários, rotíferos, nematóides
• Mesofauna (-0,2 a 10mm) – ácaros, colêmbolas, enquitríqueos
Bacteria
Archaea
Eukarya
• Macrofauna (>10mm) – minhocas, cupins, formigas, coleópteros
arachnida, myriapoda
Abundância e biomassa
• Varia com características edáficas e climáticas regionais
(ecologia do solo)
• Bactéria – grupo mais numeroso (milhões de células por grama
de solo) – indivíduos e diferentes espécies
• Fungos, bactérias e minhocas – maiores biomassas
• Biomassa total – dependendo do solo, >10 ton por hectare
• Bactérias apresentam maior diversidade funcional – diversidade
metabólica e fisiológica - versatilidade
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2. 17/10/2013
Ex.: Um gênero: Bacillus
B. Polymixa – fixador de N atmosférico
B. Thurigiensis – patógeno de larvas de insetos – controle
biológico
B. Anthracis (antraz) – patógeno de animais – alta virulência
B. Cereus – solubilizador de fosfatos
Classificação dos biófagos
Classificação dos saprófagos
• Microbiovoros – amebas, ácaros, nematóides
• Detritívoros – muitos organismos
• Fungívoros – ácaros, nematóides
• Cadaverícolas – carne podre/animaismortos – larvas
• Fitófagos – insetos, nematóides (principalmente)
• Coprófagos – excrementos – bactérias, fungos e pequenos
artrópodes
• Carnívoros – nematóides, aranhas
Outras classificações
Diversidade
• Autóctones – organismos com baixa taxa de crescimento na
presença de MO pouco oxidável
Número de espécies (riqueza) e abundância relativa (número de
indivíduos)
• Zimógenos – demonstram picos de crescimento na presença de
MO oxidável
• Varia com características edáficas e climáticas regionais
(ecologia do solo)
• Quimiorganitróficos – maior número de representantes
• Oligotróficos – adaptados a baixa taxas de substrato
• Copiotróficos – adaptados a altas taxas de substrato
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3. 17/10/2013
Idade do solo
Microssítios
Localização no perfil
Microssítios
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4. 17/10/2013
Patógenos
Microrganismos do Solo
 Bactérias
 Arqueas
 Fungos
 Algas
 Protozoários
Existem mais bactérias no
solo do que no mar!!
Importância dos microrganismos do solo
• Formação do solo
• Ciclagem de nutrientes

160 espécies em 1 mL de água do mar

6.400 a 38.000 espécies em 1 g solo
• Degradação de poluentes
• Biofertilizantes
• Controle biológico de pragas e doenças (biófagos – predação)
Porque?
• Fonte de microrganismos
biotecnológicos
e
genes
para
processos
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5. 17/10/2013
Estreptomicina
• Tuberculose
• Prêmio Nobel de medicina – Selman Abraham Waksman
• Streptomyces griseus – actinobactéria do solo
Agrobacterium
• Alpha proteobacteria do solo
• Patógeno – galhas
• Utilizado para inserir genes
Principais atividades dos microrganismos no solo
Controle de pragas e doenças em plantas
• Decomposição de MO (saprófagos)
• Produção de húmus
• Ciclagem de nutrientes e energia
• Fixação de nitrogênio atmosférico
• Produção de compostos complexos que agregam o solo
• Decomposição de xenobióticos
• Controle de pragas e doenças de plantas
Bactérias
Diversidade de bactérias
 Procariotos
 Unicelulares
 Parede celular com peptidioglicanas
 Morfologia: bastonetes, cocos, espirilos,
víbrios
 Metabolismo autotrófico ou heterotrófico
 Reprodução por cissiparidade
 Tamanho 0,05 (nanobactérias) a
700 mm (Epulopiscium)
 105 a 107 células por grama de solo
 Biomassa de aproximadamente 500 kg ha-1
 Gêneros comuns no solo: Arthrobacter,
Pseudomonas, Bacillus, Streptomyces
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6. 17/10/2013
Diversidade de bactérias
Papel das bactérias no solo
• Decomposição da matéria orgânica
• Ciclagem de elementos (nutrientes)
• Pioneiros em rochas e áreas degradadas
• Fotossintetizantes produzindo matéria orgânica
• Nitrificação, denitrificação e FBN
• Estabilização de agregados
• Oxidação de compostos de N e S (quimiolitotróficos)
Arqueas
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Diversidade de Arqueas
Procariotos
Unicelulares
Morfologia similar à de bactérias
Parede celular com pseudopeptideoglicanas ou somente
proteína
Membrana celular distinta de outros organismos (L-glicerol,
ligações éter entre glicerol e cadeias laterais, cadeias
laterais dos fosfolipídeos são de terpenos, ramificações das
cadeias laterias de lipídeos)
Organização do genoma similar à de bactérias (cromossomo
circular, operons)
tRNAs apresentam características distintas de outros
organismos
Seqüências de proteínas são mais semelhantes às eucariotos
do que de bactérias
Ocorrem em ambientes extremos (alta salinidade, alta
temperatura)
Methanococcus janaschii
Methanothermus
fervidus,
Methanobacterium
thermoautotrophicum
Fungos
Papel da Arqueas
 Algumas são metanogênicas
 Algumas espécies podem degradar
xenobióticos
 São potenciais fontes de genes para
biotecnologia
 Ciclo do N – oxidação de amônia
 Funções nos solos são desconhecidas
Methanosarcina barkeri
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
Eucariotos
Uni ou pluricelulares
Cenocíticos
Parede celular como quitina
Heterotróficos
Reprodução por esporos sexuais ou assexuais
103 a 106 UFC por grama de solo
Biomassa de 1000 a 1500 kg ha-1
Gêneros comuns: Pythium, Phytophtora (Oomicetos),
Allomyces (Chytridiomycetos), Mucor, Rhizopus, Glomus,
Gigaspora, Acaulospora (Zigomicetos), Claviceps,
Saccharomyces, Penicillium(Ascomicetos), Afgaricus,
Boletus (Basidiomicetos), Aspergillus, Trichoderma,
Fusarium (fungos imperfeitos)
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7. 17/10/2013
Fungos
Diversidade de algas
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8. 17/10/2013
Diversidade de protozoários
Metazoa - insetos
Ciclos Biogeoquímicos
“o papel dos
infinitamente
pequenos é
infinitamente grande”
Louis Pasteur
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9. 17/10/2013
Ciclo do C
Compostagem
Bio-gás
Ciclo do N
Interações
• Rizosfera e rizoplano
Organismos simbiotróficos
• Iportantes simbioses mutualísticas
• Líquens
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10. 17/10/2013
Fixação Biológica do N
Micorrizas
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