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Universidade de Satildeo Paulo
Escola Superior de Agricultura ldquoLuiz de Queirozrdquo
Comunidades de fungos micorriacutezicos arbusculares no solo e raiacutezes de
cana-de-accediluacutecar
Lucas Carvalho Basilio de Azevedo
Tese apresentada para obtenccedilatildeo do tiacutetulo de Doutor em
Agronomia Aacuterea de concentraccedilatildeo Solos e Nutriccedilatildeo de
Plantas
Piracicaba
2008
Lucas Carvalho Basilio de Azevedo
Engenheiro Agrocircnomo
Comunidades de fungos micorriacutezicos arbusculares no solo e raiacutezes de cana-de-accediluacutecar
Orientador
Prof Dr MAacuteRCIO RODRIGUES LAMBAIS
Tese apresentada para a obtenccedilatildeo do tiacutetulo de Doutor em
Agronomia Aacuterea de concentraccedilatildeo Solos e Nutriccedilatildeo de
Plantas
Piracicaba
2008
Dados Internacionais de Catalogaccedilatildeo na Publicaccedilatildeo
DIVISAtildeO DE BIBLIOTECA E DOCUMENTACcedilAtildeO - ESALQUSP
Azevedo Lucas Carvalho Basilio de Comunidades de fungos micorriacutezicos arbusculares no solo e raiacutezes de cana-de-accediluacutecar
Lucas Carvalho Basilio de Azevedo - - Piracicaba 2008 110 p il
Tese (Doutorado) - - Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz 2008 Bibliografia
1 Cana-de accediluacutecar 2 Ecologia do solo 3 Micorriza 4 Raiacutezes 5 Sequenciamento geneacuteticoI Tiacutetulo
CDD 63361 A994c
ldquoPermitida a coacutepia total ou parcial deste documento desde que citada a fonte ndash O autorrdquo
3
DEDICO
A Deus
Aos meus pais Marlene e Erasmo aos meus irmatildeo Mateus Ana Julia e Maria Luiza
Aos meus avoacutes tios e tias
Pelo apoio e incentivos recebidos sendo essenciais para essa etapa de minha vida
4
AGRADECIMENTOS
Eu gostaria de agradecer ao CNPq pela bolsa no iniacutecio do Curso agrave FAPESP pela bolsa
concedida no restante do curso e agrave CAPES pela concessatildeo da bolsa de estudo para estaacutegio no
exterior por 5 meses
Ao Prof Dr Maacutercio Rodrigues Lambais pela orientaccedilatildeo e incentivo ao longo do curso
Ao Dr Prof Ari Jumpponen (Kansas State University Manhattan KS USA) por ter me
acolhido e me recebido nos EUA pela amizade pela sua constante confianccedila em nosso trabalho e
pelo seu incentivo agrave vida profissional
Ao Dr Prof Sidney Luiz Stuumlrmer por ter realizado o aacuterduo trabalho de identificaccedilatildeo dos
esporos de FMAs parte essencial desse trabalho
Ao Dr Prof Francisco de Sousa por disposiccedilatildeo em ajudar com discussotildees e
esclarecimentos sobre os trabalhos pela internet
Agrave Prof Dra Elke JBN Cardoso pela concessatildeo do material do laboratoacuterio de
Microbiologia do Solo e material da Coleccedilatildeo de FMAs aleacutem do constante apoio disposiccedilatildeo para
atender aos alunos e pela confianccedila depositada em mim
Agrave parte essencial de minha vida portanto desse trabalho tambeacutem
Meu Pai Erasmo minha Matildee Marlene meus irmatildeos Mateus Ana Julia e Maria Luiza aos
meus avoacutes Florinda Naziozeno (in memorian) e Quiteacuteria aos meus tios Maria Elena Malu
Ismael (in memorian) Raquel Israel e Maria Aparecida que sempre me incentivaram
acreditando e investindo em mim
Agradeccedilo especialmente agrave Simone por sua confianccedila apoio paciecircncia e por sua
companhia e incentivo
Aos teacutecnicos dos laboratoacuterios de Microbiologia Luis Fernado Baldesin Wladimir
Rosignolo e especialmente agrave Denise de Lourdes C Mescolotti pela ajuda nos experimentos em
laboratoacuterio
Ao Dr Joseacute Pereira Silva Juacutenior pela amizade esclarecimentos e ajuda na elaboraccedilatildeo do
projeto
Aos colegas e amigos durante a jornada de doutorado Adriano Lucheta Alessandra de
Paula Alexandre Martines Andreacute Nakatani Carolina Baretta Christie Monteiro Daniel
Lammel Daniele Takahashi Denise Santos Dilmar Baretta Eduardo Armas Elaine Malosso
5
Flaacutevio Alves Flaacutevio de Paula Gisele Lopes Giselle Gomes Heacutelio Jackson Lange Juliano Cury
Karina Cenciani Luiz Fernando Romanholo Magnus Marcela Arnaldo Maacutercio Morais Pablo
Hardoim Rafael Armas Rafael Leal Rafaela Robinson Moresca Simatildeo Lindoso Sandra
Soraya Kiriachek Winston todos estagiaacuterios e demais amigos natildeo mencionados aqui
Aos amigos que encontrei e que me acolheram em Manhattan Adelaide Altair Ana
Anand Daniel Dave David Fellipe Flaacutevia German Greg Keerthi Lia Leila Lorena Maria
Michael Nicolas Renata Thais William
6
SUMAacuteRIO
RESUMO 8
ABSTRACT 9
1 INTRODUCcedilAtildeO 10
2 DESENVOLVIMENTO 12
21 Revisatildeo bibliograacutefica 12
211 Micorrizas Arbusculares 12
212 Estudo de comunidades de fungos micorriacutezicos arbusculares 13
213 Taxonomia e identificaccedilatildeo molecular de fungos micorriacutezicos arbusculares 16
22 Material e meacutetodos 19
221 Comparaccedilatildeo dos meacutetodos de extraccedilatildeo de DNA das raiacutezes 19
222 Amplificaccedilatildeo do gene rRNA 18S de grupos especiacuteficos de FMAs 24
223 Estrutura da comunidade de FMAs em raiacutezes e solo rizosfeacuterico de cana-de-accediluacutecar sob
diferentes manejos de colheita 27
2231 Anaacutelises quiacutemicas do solo 28
2232 Extraccedilatildeo de esporos de FMAs do solo 29
2233 Colonizaccedilatildeo micorriacutezica intrarradicular 29
2234 Anaacutelise do gene rRNA 18S fuacutengico em raiacutezes de cana-de-accediluacutecar 30
22341 Amplificaccedilatildeo do gene rRNA 18S de fungos gerais e FMAs 30
22342 Amplificaccedilatildeo do gene rRNA 18S de grupos especiacuteficos de FMAs em cana-de-accediluacutecar 31
22343 Purificaccedilatildeo dos amplicons 32
22344 Clonagem dos amplicons do gene rRNA 18S 33
22345 Extraccedilatildeo do DNA plasmidial 33
7
22346 Sequenciamento dos clones do gene rRNA 18S 34
22347 Anaacutelise de sequecircncias do gene rRNA 18S 35
23 Resultados e Discussatildeo 36
231 Comparaccedilatildeo dos meacutetodos de extraccedilatildeo de DNA das raiacutezes 36
232 Desenho e validaccedilatildeo de iniciadores especiacuteficos para grupos de FMAs 41
233 Estrutura da comunidade de FMAs em raiacutezes e solo rizosfeacuterico de cana-de-accediluacutecar sob
diferentes manejos de colheita 56
2331 Atributos quiacutemicos do solo 56
2332 Produtividade da cana-de-accediluacutecar 59
2333 Fungos micorriacutezicos arbusculares no solo 60
2334 Colonizaccedilatildeo micorriacutezica intrarradicular 70
2335 Anaacutelise do gene rRNA 18S amplificado com os iniciadores NS7e F1Ra em raiacutezes de
cana-de-accediluacutecar 73
2336 Anaacutelise do gene rRNA 18S amplificado com os iniciadores NS31 e AM1 em raiacutezes de
cana-de-accediluacutecar 78
2337 Anaacutelise do gene rRNA 18S amplificado com os iniciadores especiacuteficos para grupos de
FMAs em raiacutezes de cana-de-accediluacutecar 83
3 CONCLUSOtildeES 100
REFEREcircNCIAS 101
8
RESUMO
Comunidades de fungos micorriacutezicos arbusculares no solo e raiacutezes de cana-de-accediluacutecar
Os fungos micorriacutezicos arbusculares (FMAs filo Glomeromycota) formam associaccedilotildees
simbioacuteticas com a maioria das plantas vasculares Normalmente as hifas dos FMAs crescem no
solo e colonizam o interior das raiacutezes No entanto natildeo se sabe se as espeacutecies mais abundantes
detectadas no solo por meio da identificaccedilatildeo com base na morfologia dos esporos assexuais satildeo
tambeacutem as mais abundantes no interior das raiacutezes devido agraves dificuldades para a identificaccedilatildeo dos
FMAs com base nas estruturas intrarradiculares Assim o objetivo do presente trabalho foi
avaliar a estrutura da comunidade de FMAs em cana-de-accediluacutecar sob dois manejos de colheita por
meio da identificaccedilatildeo das espeacutecies que estatildeo no solo na forma de esporos assexuais e aquelas que
estatildeo nas raiacutezes usando o sequenciamento de clones do gene rRNA 18S Amostras de solo e
raiacutezes de cana-de-accediluacutecar de trecircs variedades e dois manejos de colheita SEM QUEIMA preacutevia e
COM QUEIMA preacutevia agrave colheita foram coletadas em um experimento localizado no municiacutepio
de Novo Horizonte SP Foram utilizadas trecircs abordagens para a identificaccedilatildeo dos FMAs no
interior das raiacutezes emprego de (1) iniciador especiacutefico para fungos em geral (2) iniciador
especiacutefico para FMAs e (3) iniciadores especiacuteficos para grupos de FMAs O nuacutemero de esporos
por 50 g de solo a riqueza de espeacutecies observada e estimada e a diversidade de esporos natildeo
diferiram significativamente entre os manejos SEM QUEIMA e COM QUEIMA Efeitos
significativos de variedades de cana-de-accediluacutecar ou na interaccedilatildeo dos fatores manejo e variedade
natildeo foram observados A anaacutelise de ordenaccedilatildeo com base nos esporos identificados tambeacutem natildeo
indicou separaccedilatildeo das amostras em funccedilatildeo dos tratamentos Entretanto plantas do tratamento sob
manejo SEM QUEIMA apresentaram as maiores taxas de colonizaccedilatildeo micorriacutezica arbuscular
quando comparadas agraves plantas do tratamento sob manejo COM QUEIMA Esses dados indicam
que a taxa de colonizaccedilatildeo micorriacutezica arbuscular eacute um indicador mais sensiacutevel agrave mudanccedila de
manejo de colheita da cana-de-accediluacutecar do que os outros indicadores avaliados Apoacutes a extraccedilatildeo de
DNA das raiacutezes o uso dos iniciadores especiacuteficos para fungos em geral para FMAs e iniciadores
especiacuteficos para grupo de FMAs natildeo resultou em sequecircncias de Glomeromycota Mesmo assim a
comunidade de fungos associados agraves raiacutezes detectada por sequenciamento do gene rRNA 18S foi
avaliada Os resultados indicam que a estrutra da comunidade fuacutengica associada agraves raiacutezes de
cana-de-accediluacutecar diferiu significativamente entre os manejos de colheita SEM QUEIMA e COM
QUEIMA preacutevia apesar de natildeo haver diferenccedilas na riqueza e iacutendices de diversidade de unidades
taxonocircmicas operacionais observadas Em geral estudos adicionais devem ser feitos para
otimizar as condiccedilotildees para amplificaccedilatildeo do gene rRNA 18S de FMAs para melhor entender a
ecologia dos mesmos
Palavras-chave Micorriza arbuscular rRNA18S Ecologia Fungos
9
ABSTRACT
Arbuscular mycorrhizal fungi communities in soil and sugarcane roots
Arbuscular mycorrhizal fungi (AMF Glomeromycota) form mutualistic symbioses with
most land plants AMF hypha generally grow through the soil and colonize the cortical tissue of
the plant roots However it is not known whether the most abundant species in the soil
determined based on the morphology of asexual spores are the most abundant inside the roots
due the difficulties in identifying AMF based on intraradical structures Therefore the aim of this
study was to evaluate the AMF community structure in sugarcane rhizosphere and roots under
two harvesting managements based on spores in the soil and sequencing of 18S rRNA gene
clones respectively Sugarcane rhizosphere soil and roots were sampled from three varieties
under two harvesting managements without pre-harvesting burning and with pre-harvesting
burning at an experimental field located in Novo Horizonte (Satildeo Paulo Brazil) Three
approaches were used to identify AMF inside the roots (1) using fungi-specific primers (2)
using AMF-specific primers and (3) using AMF group-specific primers The number of spores in
the soil the observed and estimated species richness and the diversity of AMF spores in the
treatments without and with pre-harvesting burning were not statistically different Statistically
significant effects of sugarcane varieties or the interaction of the factors Harvesting Management
and Varieties were not observed Ordination analysis based on the identified spores did not show
clustering by treatments However intraradical root colonization rates were higher in the
treatment without pre-harvesting burning as compared to the treatment with pre-harvesting
burning These data indicate that intraradical colonization rate may be used as a more sensitive
indicator of environmental changes due to harvesting management as compared to the other
indicators evaluated The use of fungi-specific AMF-specific and AMF group-specific primers
did not allow the detection of Glomeromycota in the sugarcane roots sampled from the field
experiment Nonetheless the fungal communities associated with sugarcane roots detected by
18S rRNA gene clone sequencing were evaluated The results indicate that the fungal
communities associated with sugarcane roots from the treatments without and with pre-harvesting
burning were statistically different even though no differences in operational taxonomic unit
richness and diversity indices were observed In general additional studies are necessary to
optimize AMF 18S rRNA gene amplification for a better understanding of their ecology
Keywords Arbuscular mycorrhiza 18S rRNA Ecology Fungi
10
1 INTRODUCcedilAtildeO
Os fungos micorriacutezicos arbusculares (FMAs) formam associaccedilotildees simbioacuteticas com a
maioria das plantas vasculares terrestres (SMITH READ 1997) incluindo algumas de
importacircncia econocircmica para o homem (OrsquoCONNOR SMITH SMITH 2002) A associaccedilatildeo
micorriacutezica geralmente propicia melhor desenvolvimento vegetal devido ao aumento de absorccedilatildeo
de aacutegua e nutrientes principalmente foacutesforo (P) pelas hifas do FMA O fungo recebe em troca
fotoassimilados e fatores de crescimento necessaacuterios para completar o seu ciclo de vida (SMITH
BARKER 2002)
Entre as plantas que formam micorrizas arbusculares estaacute a cana-de-accediluacutecar uma cultura
de grande importacircncia econocircmica no Brasil (MAPA 2008) A expansatildeo das aacutereas cultivadas com
cana-de-accediluacutecar tem sido incentivada pelo interesse na produccedilatildeo de aacutelcool para uso como
combustiacutevel alternativo Previamente agrave colheita parte dessa aacuterea cultivada eacute queimada podendo
contribuir para o aumento de gases poluentes e responsaacuteveis pelo efeito estufa Assim a praacutetica
de colheita da cana-de-accediluacutecar sem queima vem ganhando interesse por causar menores impactos
ambientais No entanto os efeitos dessa alteraccedilatildeo do manejo da cultura de cana-de-accediluacutecar sobre a
microbiota dos solos satildeo poucos conhecidos
O uso da microbiota edaacutefica como indicador de impactos ambientais tem sido
extensivamente discutidos (NIELSEN WINDING 2002 LAMBAIS et al 2005 BUNEMANN
SCHWENKE GD VAN ZWIETEN 2006 FLIEszligBACH et al 2007 FRANCHINI et al
2007) Nesse contexto alteraccedilotildees na estrutura da comunidade de FMAs poderiam ser indicadores
de estresses ambientais No entanto para o eficiente uso dos FMAs como indicadores de
estresses ambientais eacute necessaacuterio identificar as espeacutecies presentes no ecossistema tanto em
associaccedilatildeo com o vegetal como no solo A identificaccedilatildeo dos FMAs eacute normalmente feita com base
na morfologia dos esporos pois as estruturas intrarradiculares de diferentes espeacutecies natildeo podem
ser diferenciadas morfologicamente O uso de teacutecnicas moleculares eacute uma alternativa para
superar essas dificuldades e viabilizar o estudo da ecologia dos FMAs Para a investigaccedilatildeo de
comunidades de FMAs iniciadores especiacuteficos para amplificar fragmentos do gene rRNA eou
espaccedilos intergecircnicos tecircm sido usados (HIJRI et al 2006 SANTOS-GONZAacuteLEZ FINLAY
TEHLER 2007 LEE LEE YOUNG 2008)
Entretanto a amplificaccedilatildeo de fragmentos do gene rRNA 18S de FMAs por PCR (Reaccedilatildeo
em Cadeia da Polimerase) ainda eacute limitada pois os iniciadores existentes natildeo amplificam o DNA
11
de todos os organismos do filo Glomeromycota Essa ineficiecircncia pode ser resultado do baixo
nuacutemero de sequecircncias do gene rRNA 18S disponiacuteveis para o desenho de iniciadores especiacuteficos
Alternativamente se iniciadores mais geneacutericos fossem usados a aplicaccedilatildeo dos meacutetodos de
sequenciamento em larga escala do gene rRNA 18S (rDNA) de amostras ambientais poderia
contornar o problema de especificidade dos iniciadores
Assim os objetivos deste estudo satildeo (1) avaliar meacutetodos de extraccedilatildeo de DNA e
desenvolver meacutetodos de amplificaccedilatildeo por PCR e sequenciamento de clones de fragmento do gene
rRNA 18S para a anaacutelise de comunidades de FMAs (2) investigar a diversidade e a estrutura das
comunidade de FMAs no solo rizosfeacuterico e raiacutezes de cana-de-accediluacutecar utilizando a teacutecnica
desenvolvida neste estudo em condiccedilotildees de campo e (3) determinar os efeitos da queima da
cana-de-accediluacutecar preacutevia agrave colheita na diversidade e estrutura das comunidades de FMAs
12
2 DESENVOLVIMENTO
21 Revisatildeo bibliograacutefica
211 Micorrizas Arbusculares
As micorrizas arbusculares (MAs) satildeo associaccedilotildees entre certos fungos do solo e uma
grande parte das plantas vasculares Esta associaccedilatildeo eacute encontrada em cerca de 70 de espeacutecies
vegetais e estaacute distribuiacuteda em vaacuterios ecossistemas terrestres (SMITH READ 1997) As MAs
tecircm importacircncia para a nutriccedilatildeo vegetal e ocorrem na maioria das espeacutecies cultivadas pelo
homem (BURROWS PFLEGER 2002 OrsquoCONNOR SMITH SMITH 2002)
Os FMAs pertencem ao filo Glomeromycota classe Glomeromycetes a qual possui 4
ordens 10 famiacutelias e 13 gecircneros com aproximadamente 180 espeacutecies descritas (SCHUumlSSLER
2008) Esses fungos colonizam o coacutertex das raiacutezes crescendo inter- e intracelularmente Em certo
momento da simbiose haacute uma intensa divisatildeo dicotocircmica do aacutepice da hifa no interior de ceacutelulas
corticais formando o arbuacutesculo estrutura possivelmente responsaacutevel pela troca de nutrientes
entre os simbiontes (BONFANTE-FASOLO 1984) Em estaacutedios mais tardios da colonizaccedilatildeo haacute
formaccedilatildeo de vesiacuteculas estruturas intrarradiculares com suposta funccedilatildeo de reserva de lipiacutedios e
formaccedilatildeo de esporos no solo ou no interior das raiacutezes
Os FMAs em associaccedilatildeo com o vegetal conectam o solo com as raiacutezes aumentando o
volume de solo explorado e ultrapassando a zona de depleccedilatildeo de alguns nutrientes Assim os
benefiacutecios nutricionais satildeo proporcionados pela maior absorccedilatildeo de elementos minerais
especialmente aqueles pouco moacuteveis no solo como P aleacutem de Zn e Cu (COLOZZI-FILHO
BALOTA 1994 SIQUEIRA 1996) Dessa forma em consequecircncia da melhoria do estado
nutricional da planta a associaccedilatildeo micorriacutezica pode trazer uma seacuterie de benefiacutecios para o
hospedeiro vegetal como a reduccedilatildeo dos estresses de origem bioacutetica e abioacutetica (QUILAMBO et
al 2005 COLLA et al 2008) e aumento da taxa fotossinteacutetica (SHENG et al 2008) Haacute
evidecircncias de que as MAs aumentam tambeacutem a absorccedilatildeo de aacutegua (ALMEIDA 1985 AL-
KARAKI MCMICHAEL ZAK 2004 AUGEacute et al 2004) conferindo agraves plantas maior
toleracircncia ao estresse hiacutedrico O miceacutelio crescendo no solo contribui para o aumento da
agregaccedilatildeo das partiacuteculas do solo por meio do enovelamento das hifas e produccedilatildeo de glomalina
(NOacuteBREGA et al 2001) A intensidade e a qualidade dos efeitos das MAs nas plantas e solo
13
dependem da interaccedilatildeo entre os genomas da planta do fungo e destes com o ambiente Poreacutem
em condiccedilotildees de baixa disponibilidade de nutrientes principalmente P a maior eficiecircncia
simbioacutetica promove uma maior conservaccedilatildeo de nutrientes no agroecossistema Sendo a simbiose
mutualista os FMAs tambeacutem se beneficiam recebendo fotoassimilados que necessitam para
completar seu ciclo de vida Dessa forma a base do mutualismo das MAs eacute a transferecircncia
bidirecional de nutrientes entre os simbiontes (SMITH BARKER 2002)
As MAs satildeo especialmente importantes nos ecossistemas de regiotildees tropicais uma vez
que nos solos dessas regiotildees boa parte do P estaacute fortemente associada a oacutexidos de ferro e
alumiacutenio acarretando uma baixa disponibilidade para as plantas O estudo da ecologia dos FMAs
nos solos apresenta no entanto uma seacuterie de limitaccedilotildees impostos principalmente pela
impossibilidade de se cultivar os FMAs in vitro
212 Estudo de comunidades de fungos micorriacutezicos arbusculares
Os estudos de comunidades de FMAs tem aumentado ao longo dos anos (KOYDE
MOSSE 2004) em face dos efeitos beneacuteficos das MAs para a nutriccedilatildeo das plantas e para a
conservaccedilatildeo de ecossistemas Segundo demonstrado por Heijden et al (1998) o aumento da
riqueza de espeacutecies de FMAs no solo aumenta a diversidade vegetal a entrada de nutrientes e a
produtividade do ecossistema Por outro lado existem indicativos de que a comunidade vegetal
tambeacutem pode influenciar as comunidades de FMAs (JOHNSON et al 2003) Por suas funccedilotildees
nos ecosistemas as comunidades de FMAs podem ser usadas para monitorar alteraccedilotildees na
qualidade do solo em funccedilatildeo de eventos de praacuteticas de manejo agriacutecola (NIELSEN WINDING
2002 LAMBAIS et al 2005 FLIEszligBACH et al 2007)
Alguns dos distuacuterbios impostos ao ambiente podem causar alteraccedilotildees nas comunidades de
FMAs que perduram durante anos dependendo de como ela eacute manejada Moreira et al (2007)
utilizaram atributos ecoloacutegicos com base nas comunidades de FMAs na forma de esporos no
solo para distinguir uma floresta nativa de uma aacuterea reflorestada com Araucaacuteria haacute 18 anos e
tendo pasto sob as aacutervores As duas aacutereas foram discriminadas com base em anaacutelise discrimante
canocircnica sendo que o iacutendice de Diversidade de Shannon de FMAs foi o atributo ecoloacutegico que
mais contribuiu para a distinccedilatildeo da aacuterea de floresta nativa e a aacuterea reflorestada Foram
identificadas 27 espeacutecies de FMAs nas duas aacutereas sendo que a aacuterea natural apresentou maior
14
diversidade e nuacutemero total de esporos do que a aacuterea reflorestada Os autores sugerem que a
ausecircncia de distuacuterbios e a maior diversidade de plantas tenha contribuiacutedo para a maior
diversidade e abundacircncia de FMAs
As praacuteticas agriacutecolas podem influenciar de forma significativa a composiccedilatildeo da
comunidade de FMAs na forma de esporos no solo Mathimaran et al (2007) avaliaram os efeitos
de cinco anos de rotaccedilatildeo de culturas sobre a comunidade de FMAs em um Ferralsol no Kenya
Haviam dois tratamentos de plantio rotaccedilatildeo de milho com crotalaacuteria e plantio contiacutenuo de
milho e dois tratamentos de adubaccedilatildeo com ou sem adubaccedilatildeo fosfatada Os autores acessaram a
comunidade por meio da extraccedilatildeo e identificaccedilatildeo de esporos e por sequenciamento da subunidade
maior do gene rRNA de esporos de cultura armadilha A diversidade de FMAs natildeo foi afetada
pelos manejos de plantio ou pela adubaccedilatildeo de P No entanto a abundacircncia relativa de espeacutecies foi
maior para o tratamento com rotaccedilatildeo de cultura
Em determinadas situaccedilotildees a mudanccedila do manejo da lavoura pode natildeo levar a mudanccedilas
na comunidade de FMAs O efeito do manejo de cultivo convencional e orgacircnico de pomares e
viveiros de citros sobre as comunidades de FMAs foi avaliado por Focchi et al (2004) Em 36
amostras de 6 pomares dois viveiros e uma aacuterea de mata nativa foram recuperadas 26 espeacutecies
de FMAs Os autores natildeo encontraram diferenccedilas nas comunidades de FMAs em funccedilatildeo do
manejo adotado embora praacuteticas conservacionistas como rotaccedilatildeo de culturas possam contribuir
para o aumento da diversidade e riqueza de FMAs no solo (DOUDS JANKE PETERS 1993
ROSALES VALDEacuteZ 1996)
Outro fator que pode causar alteraccedilotildees da estrutura da comunidade de FMAs eacute a queima
da biomassa vegetal Eom et al (1999) estudaram a comunidade fuacutengica em uma pradaria dos
EUA de 9 anos sob diferentes tratamentos regimes de queima corte da cobertura vegetal e
adubaccedilotildees nitrogenadas eou fosfatadas Os autores coletaram esporos para identificaccedilatildeo
morfoloacutegica e raiacutezes para determinaccedilatildeo da colonizaccedilatildeo micorriacutezica e verificaram que a queima
anual diminuiu a diversidade de FMAs mas natildeo a abundacircncia de esporos e a colonizaccedilatildeo
intrarradicular As interaccedilotildees dos tratamentos de queima roccedilagem da cobertura vegetal e
adubaccedilatildeo resultaram em mudanccedilas de diversidade e abundacircncia de FMAs mostrando que essas
praacuteticas influenciam os fatores do solo como teor de N e umidade os quais podem alterar a
comunidade de FMAs (EOM et al 1999)
15
Poucos trabalhos existem na literatura que tenham estudado a interaccedilatildeo de FMAs com
cana-de-accediluacutecar Paula et al (1991) estudaram a interaccedilatildeo de Gluconacetobacter diazotrophicus
com Glomus clarum em trecircs culturas incluindo a cana-de-accediluacutecar Os autores verificaram que a
inoculaccedilatildeo do FMA junto com uma mistura de bacteacuterias diazotroacuteficas resultou em maior
colonizaccedilatildeo micorriacutezica e maior populaccedilatildeo de G diazotrophicus na parte aeacuterea da cana-de-
accediluacutecar o que evidencia um sinergismo entre os dois microrganismos Gosal Gupta e Gosal
(2001) verificaram que a inoculaccedilatildeo com FMAs em cana-de-accediluacutecar micropropagada aumentou a
sobreviecircncia apoacutes transplante das plantas para o solo em relaccedilatildeo agraves placircntulas natildeo micorrizadas
Alguns trabalhos investigaram a influecircncia dos FMAs no desenvolvimento da cana-de-
accediluacutecar em condiccedilotildees de campo Foi observada que a resposta dessa cultura agrave MA aos 83 dias
apoacutes o plantio eacute baixa (KELLY et al 2001 2005) Por outro lado Reddy et al (2004)
verificaram aumento do crescimento da cana-de-accediluacutecar com inoculaccedilatildeo de alguns FMAs aos 40
e 80 dias apoacutes o plantio Em outro estudo foi observado que a produccedilatildeo de cana-de-accediluacutecar eacute
maior com a inoculaccedilatildeo de FMAs somente em tratamentos com adubaccedilatildeo inferior de nitrogecircnio
foacutesforo e potaacutessio comparada agrave cana-de-accediluacutecar sem inoculaccedilatildeo (QUILLOY LANSANG 1992)
Apesar desses trabalhos com cana-de-accediluacutecar nenhum deles avaliaram os efeitos dos
FMAs na produccedilatildeo final e na qualidade do produto como os teores de accediluacutecar Aleacutem do que na
maior parte dos estudos foi aplicada apenas uma variedade de cana-de-accediluacutecar Existe apenas um
artigo (REIS PAULA DOumlBEREINER 1999) e uma dissertaccedilatildeo de mestrado (ANDREOLA
1982) investigando a comunidade de FMAs em cana-de-accediluacutecar em condiccedilotildees de campo Reis
Paula e Doumlbereiner (1999) estudaram 14 variedades de cana-de-accediluacutecar em diversas lavouras no
estado do Rio de Janeiro e em Pernambuco Esses autores encontraram um total de 18 espeacutecies de
FMAs na forma de esporos e indicaccedilotildees de que a praacutetica da queima do canavial antes da colheita
pode reduzir a diversidade de FMAs Andreola (1982) analisou um ensaio de adubaccedilatildeo
nitrogenada e fosfatada e aplicaccedilatildeo de vinhaccedila em cana-de-accediluacutecar sobre um Latossolo no
municiacutepio de Araras SP ao longo de 13 meses O autor verificou maiores nuacutemeros de esporos e
taxa de colonizaccedilatildeo micorriacutezica arbuscular nos meses com maior precipitaccedilatildeo pluviomeacutetrica Jaacute a
aplicaccedilatildeo de vinhaccedila e a adubaccedilatildeo nitrogenada e fosfatada natildeo mudaram o nuacutemero de eporos no
solo e a taxa de colonizaccedilatildeo micorriacutezica arbuscular Assim os resultados de Andreola (1982)
mostram variaccedilatildeo de esporos e taxa de colonizaccedilatildeo micorriacutezica em funccedilatildeo da pluviosidade e
ausecircncia de resposta agrave aplicaccedilatildeo de vinhaccedila ou adubos fosfatados e nitrogenados
16
Portanto considerando os poucos trabalhos no assunto e a importacircncia da cultura para o
Brasil eacute tambeacutem importante o conhecimento sobre a comunidade de FMAs associada agrave cana-de-
accediluacutecar e os efeitos sofridos por essa comunidade em razatildeo de mudanccedilas de manejo ou alteraccedilotildees
do ambiente
213 Taxonomia e identificaccedilatildeo molecular de fungos micorriacutezicos arbusculares
A taxonomia dos FMAs eacute feita com base na morfologia e ontogenia de esporos assexuais
como tamanho cor forma nuacutemero de paredes caracteriacutesticas da hifa de sustentaccedilatildeo etc (Figura
1) Devido agrave semelhanccedila das estruturas fuacutengicas intrarradiculares natildeo eacute possiacutevel a identiicaccedilatildeo de
espeacutecies com base nas mesmas Assim existem vaacuterios limitantes para o estudo da ecologia dos
FMAs em condiccedilotildees de campo A morfologia e a produccedilatildeo dos esporos satildeo dependentes do
estaacutedio fisioloacutegico da planta hospedeira e das condiccedilotildees ambientais A magnitude da esporulaccedilatildeo
no solo pode natildeo refletir o grau de colonizaccedilatildeo das raiacutezes Assim uma espeacutecie de FMA pode
esporular abundantemente no solo mas colonizar uma pequena proporccedilatildeo do sistema radicular da
planta Em contraste uma espeacutecie que colonize uma grande proporccedilatildeo do sistema radicular pode
natildeo produzir um grande nuacutemero de esporos (REDECKER HIJRI WIEMKEN 2003) Essas
informaccedilotildees sugerem que as espeacutecies mais abundantes na forma de esporos no solo podem natildeo
representar as mais abundantes no interior das raiacutezes (CLAPP et al 1995 e ROSENDAHL
STUKENBROCK 2004) As dificuldades nos estudos de ecologia de FMAs tornam-se ainda
maiores devido ao fato dos mesmos serem biotroacuteficos obrigatoacuterios e natildeo serem passiacuteveis de
cultivo in vitro O uso de culturas armadilhas ou raiacutezes transformadas para a multiplicaccedilatildeo de
FMAs seria uma alternativa mas essa abordagem eacute trabalhosa e geralmente demanda longo
tempo aleacutem de existir a possibilidade de seleccedilatildeo de espeacutecies de FMAs pela planta hospedeira
usada (CARRENHO TRUFEM BONONI 2002)
Os esforccedilos para identificar espeacutecies conhecer a diversidade e a dinacircmica de comunidades
de FMAs satildeo cada vez maiores devido aos seus impactos na organizaccedilatildeo e produccedilatildeo de
ecossistemas incluindo agroecossistemas Para contornar tais problemas uma alternativa seria o
uso de teacutecnicas moleculares independentes de cultivo (REDECKER HIJRI WIEMKEN 2003
STUKENBROCK ROSENDAHL 2005 HEMPEL RENKER BUSCOT 2007) Por meio da
anaacutelise de certas regiotildees do DNA de FMAs eacute possiacutevel estabelecer relaccedilotildees filogeneacuteticas entre
17
diferentes filotipos encontrados em amostras de solo eou raiacutezes e definir a dinacircmica populacional
da aacuterea de estudo por exemplo Com o emprego da teacutecnica da PCR eacute possiacutevel produzir
relativamente grandes quantidades de DNA para anaacutelise a partir de amostras com concentraccedilotildees
iacutenfimas de DNA total Assim o uso da PCR revolucionou os estudos de filogenia e diversidade
geneacutetica de FMAs jaacute que os mesmos natildeo podem ser cultivados axenicamente Anaacutelises geneacuteticas
tecircm permitido a identificaccedilatildeo de FMAs em raiacutezes colonizadas bem como a definiccedilatildeo das
relaccedilotildees filogeneacuteticas de isolados de FMAs na forma de esporos (RENKER et al 2003
SHEPHERD et al 2007 CROLL et al 2008)
Figura 1 ndash Caracteriacutesticas morfoloacutegicas utilizadas para a identificaccedilatildeo taxonocircmica de FMAs A esporo de Glomus
etunicatum mostrando a hifa de sustentaccedilatildeo (ldquosubtending hyphardquo) e uma camada da parede do esporo
(ldquoL2rdquo) B esporos de Glomus clavisporum em esporocarpo mostrando a rede de hifas (ldquohyphal plexusrdquo)
C placa (ou escudo) de germinaccedilatildeo presente em esporo de Scutellospora scutata D detalhe de
ornamentaccedilatildeo da parede externa de um esporo de Acaulospora denticulata Fonte INVAM (2008)
Sequecircncias do gene rRNA 18S tecircm sido utilizadas para a identificaccedilatildeo taxonocircmica de
FMAs (HELGASON et al 1998 ROSENDAHL STUKENBROCK 2004) a qual
A Fonte INVAM 2008 B Fonte INVAM 2008
D Fonte INVAM 2008 C Fonte INVAM 2008
18
normalmente coincide com a taxonomia baseada em morfologia dos esporos (MORTON
REDECKER 2001 SCHWARZOTT WALKER SCUumlSSLER 2001 WALKER et al 2004)
Alternativamente os espaccediladores internos transcritos (ITS do inglecircs Internal Transcribed
Spacer) sequecircncias que separam os genes rRNA 18S 58S e 25S28S tambeacutem podem ser
utilizados para estudos filogeneacuteticos Poreacutem as sequecircncias dos ITS de FMAs satildeo altamente
variaacuteveis devido agrave grande variabilidade geneacutetica dos nuacutecleos dos esporos (SANDERS et al
1995 LLOYD-MACGILP et al 1996) o que pode inviabilizar a identificaccedilatildeo de espeacutecies com
base nessas sequecircncias
O uso de PCR para amplificar fragmentos do gene rRNA 18S de FMAs ainda eacute limitado
O iniciador AM1 (HELGASON et al 1998) geralmente utilizado nos estudos de comunidades
de FMAs natildeo amplifica o DNA de todas as espeacutecies de FMAs e pode amplificar o DNA de
alguns fungos que natildeo pertencem ao filo Glomeromycota (REDECKER 2000 DOUHAN et al
2005 LEE LEE YOUNG 2008) Outro iniciador utilizado para estudos de ecologiafilogenia de
FMAs eacute o VANS1 Poreacutem esse iniciador eacute complementar a uma regiatildeo natildeo muito conservada do
gene rRNA 18S de Glomeromycota (SIMON LALONDE BRUNS 1992 SCHUumlSSLER et al
2001) e pode natildeo amplificar o DNA de todas as espeacutecies de Glomeromycota A eficiecircncia dos
iniciadores para PCR depende do nuacutemero de sequecircncias de diferentes espeacutecies usadas para definiacute-
los De acordo com as bases de dados integradas pelo Centro Nacional de Informaccedilatildeo para
Biotecnologia (NCBI httpwwwncbinlmnihgov) no ano de 2006 existiam cerca de 3800
sequecircncias do gene rRNA 18S de fungos Glomeromycota depositadas e aproximadamente
49000 sequecircncias de fungos de outros filos Jaacute em 2008 aproximadamente 6500 sequecircncias do
gene rRNA 18S de Glomeromycota e 86000 sequecircncias de fungos de outros filos estavam
disponiacuteveis
Uma vez que as informaccedilotildees sobre sequecircncias do gene rRNA 18S na base de dados do
NCBI tecircm aumentado constantemente com maior nuacutemero tanto de sequecircncias alvo como natildeo-
alvo o desenho de novos iniciadores especiacuteficos mais eficientes se torna possiacutevel No entanto
como o filo Glomeromycota eacute bastante diverso para os genes rRNA uma alternativa seria o
desenho de iniciadores para grupos especiacuteficos de FMAs com menor diversidade geneacutetica
19
22 Material e meacutetodos
221 Comparaccedilatildeo dos meacutetodos de extraccedilatildeo de DNA das raiacutezes
Para o estudo de comunidades de FMAs colonizando as raiacutezes das plantas eacute necessaacuteria a
extraccedilatildeo do DNA total das raiacutezes colonizadas o qual eacute composto de DNA da planta e DNA de
fungos e outros microrganismos associados agraves raiacutezes Os meacutetodos de extraccedilatildeo de DNA de plantas
utilizam diferentes processos para a lise de membranas para a liberaccedilatildeo e a purificaccedilatildeo desses
aacutecidos nucleacuteicos da amostra Considerando-se a complexidade do DNA total extraiacutedo de raiacutezes
coletadas no campo os diferentes meacutetodos de extraccedilatildeo de DNA podem apresentar eficiecircncias
variaacuteveis Dessa forma foram testados cinco meacutetodos de extraccedilatildeo de DNA de raiacutezes visando a
anaacutelise de FMAs a elas associadas Foi avaliada a concentraccedilatildeo pureza e a viabilidade de
amplificaccedilatildeo do DNA total obtido utilizando-se raiacutezes de Brachiaria sp inoculadas com
diferentes espeacutecies de FMAs
As plantas foram previamente inoculadas com diferentes espeacutecies de FMAs e cultivadas
em vasos contendo solo esterilizado em autoclave Os FMAs utilizados foram
- Acaulospora scrobiculata
- Glomus clarum
- Gigaspora rosea
- Paraglomus brasilianum
- Glomus etunicatum
- Gigaspora rosea e Scutellospora heterogama
Foram utilizados cinco meacutetodos para extraccedilatildeo de DNA das raiacutezes colonizadas por FMAs
(Quadro 1) sendo dois deles com kits comerciais e outros trecircs adaptados de procedimentos
documentados na literatura conforme descrito abaixo
Antes da extraccedilatildeo de DNA as raiacutezes foram lavadas quatro vezes com aacutegua destilada para
remoccedilatildeo de impurezas mais grosseiras homogeneizadas e maceradas em nitrogecircnio liacutequido com
o uso de almofariz e pilatildeo de porcelana Cada amostra foi dividida em 5 aliacutequotas de mesma
massa fresca (200 a 500 mg) e transferidas para tubos de polietileno Assim foi utilizada a
mesma quantidade de material vegetal de cada amostra de raiacutezes para cada um dos 5 meacutetodos de
extraccedilatildeo de DNA
20
Meacutetodos
1 Kit FastDNA Spin (Bio 101 Vista Califoacuternia)
2 Kit UltraClean Soil DNA Isolation (Mo Bio Laboratories Carlsbad CA USA)
3 Meacutetodo adaptado de Edwards et al (1997)
4 Meacutetodo adaptado de Doyle e Doyle (1990)
5 Meacutetodo adaptado de Redecker (2000)
Quadro 1 ndash Meacutetodos utilizados para extraccedilatildeo de DNA de raiacutezes de braquiaacuteria
colonizadas por FMAs
Meacutetodo 1 kit FastDNA Spin (Bio 101 Vista Califoacuternia) O DNA total da amostra de
raiacutezes foi extraiacutedo de acordo com as instruccedilotildees do fabricante No microtubo de lise foram
adicionadas as raiacutezes maceradas e 800 μL de soluccedilatildeo de lise para tecidos vegetais (CLS-VF) mais
100 μL da soluccedilatildeo PPS Cada microtubo de lise continha granada finamente moiacuteda e 2 esferas de
ceracircmica O microtubo foi agitado em um homogeneizador FP120Fast Prep Cell Disruptor (Bio
101 Vista Califoacuternia) por 20 segundos com velocidade de 4ms-1
As amostras foram
centrifugadas por 10 minutos a 13000 g 600 μL da fase superior foram transferidos para novos
microtubos de 15 mL Foram adicionados 600 μL da soluccedilatildeo com matriz de ligaccedilatildeo e
prosseguiu-se com inversatildeo dos tubos por 20 vezes e incubaccedilatildeo a temperatura ambiente com leve
agitaccedilatildeo Em seguida as amostras foram centrifugadas a 13000 g por 1 minuto e o sobrenadante
foi descartado O peacutelete foi ressuspendido em 500 μL da soluccedilatildeo de lavagem SEWS A soluccedilatildeo
foi transferida para o filtro Spin Filter reg o qual foi acoplado a um microtubo Este conjunto foi
centrifugado por duas vezes a 13000 g por 1 minuto O filtrado foi descartado O filtro foi entatildeo
transferido para novo tubo e adicionaram-se 50 μL da soluccedilatildeo DES sobre a matriz de ligaccedilatildeo
contida no tubo A matriz foi ressuspendida cuidadosamente para hidrataccedilatildeo e solubilizaccedilatildeo do
DNA Essa mistura foi incubada por 5 minutos a temperatura ambiente e centrifugou-se a 13000
g por um minuto para recuperar o DNA eluiacutedo com DES O DNA obtido foi armazenado a -20
ordmC
Meacutetodo 2 Kit UltraClean Soil DNA Isolation (Mo Bio Laboratories Carlsbad CA
USA) O DNA foi extraiacutedo de acordo com o manual do fabricante com modificaccedilotildees conforme
descrito a seguir As raiacutezes maceradas foram transferidas para tubo contendo a soluccedilatildeo de lise
21
Bead A mistura foi agitada gentilmente e adicionaram-se 60 L da Soluccedilatildeo 1 Depois de inverter
o tubo por vaacuterias vezes este foi incubado a 70o C por 10 minutos Adicionaram-se 200 L de
Soluccedilatildeo IRS (Soluccedilatildeo de Remoccedilatildeo de Inibidor) e a soluccedilatildeo foi homogeneizada no
homogeneizador FP120Fast Prep Cell Disruptor (Bio 101 Vista Califoacuternia) por 20 segundos
com velocidade de 4 ms-1
O tubo foi centrifugado a 10000 g por 30 segundos e o sobrenadante
transferido para um novo tubo onde foram adicionados 250 L da Soluccedilatildeo 2 A soluccedilatildeo foi
homogeneizada em vortex por 5 segundos e o tubo incubado a 4o C por 5 minutos para depois ser
centrifugado a 10000 g por 1 minuto Todo o sobrenadante foi transferido para um novo tubo
onde se adicionaram 13 mL da Soluccedilatildeo 3 e a soluccedilatildeo foi homogeneizada em vortex por 5
segundos 700 L foram transferidos para o filtro do kit e o conjunto filtro-tubo foi centrifugado
agrave 10000 g por 1 minuto O filtrado foi descartado e adicionaram-se mais 700 L de soluccedilatildeo ao
mesmo filtro Em seguida o tubo foi centrifugado agrave 10000 g por 1 minuto O processo foi
repetido ateacute que todo o sobrenadante fosse filtrado Foram adicionados entatildeo 300 L da Soluccedilatildeo
4 sobre o filtro centrifugou-se a 10000 g por 30 segundos O filtrado foi descartado e
centrifugou-se novamente por 1 minuto Para recuperar o DNA o filtro foi transferido para um
novo tubo e adicionaram-se 50 l da Soluccedilatildeo 5 no centro do filtro O conjunto filtro-tubo foi
centrifugado a 10000 g por 30 segundos e depois o filtro foi descartado A soluccedilatildeo de DNA
obtida foi armazenada a ndash20o C
Meacutetodo 3 Meacutetodo adaptado de Edwards (1997) Agraves raiacutezes maceradas foram
adicionados 800 μL de soluccedilatildeo tampatildeo de Etil Xantana de Potaacutessio (625 mM de Etil Xantana de
Potaacutessio - PEX 100 mM de tris-HCl pH 75 700 mM NaCl 10 mM EDTA pH 80) As
suspensotildees foram homogeneizadas em vortex e incubadas a 65 ordmC por uma hora Depois da
incubaccedilatildeo foram adicionados 500 μL de fenolclorofoacutermioaacutelcool isoamiacutelico (25241 vvv) e a
mistura foi emulsificada em vortex Os microtubos foram centrifugados a 12000 g por 5 minutos
Uma aliacutequota de 650 μL do sobrenadante foi coleta e transferida para um novo tubo A essa
soluccedilatildeo foram adicionados mais 650 μL de fenolclorofoacutermioaacutelcool isoamiacutelico A mistura foi
emulsificada e centrifugada a 12000 g por 2 minutos A fase aquosa sobrenadante foi transferida
para novo tubo e misturada com 650 μL de clorofoacutermioaacutelcool isoamiacutelico (241 vv) As misturas
foram homogeneizadas novamente em vortex e centrifugadas a 12000 g por 5 minutos Um
volume de 500 μL do sobrenadante foi transferido para novo tubo onde foi adicionado 110 do
volume de acetato de soacutedio 3M (pH 52) e igual volume (500 μL) de isopropanol para
22
precipitaccedilatildeo do DNA A precipitaccedilatildeo do DNA foi feita por uma hora a 4 oC Em seguida os
tubos foram centrifugados por 15 minutos a 12000 g e a 4 ordmC O sobrenadante foi descartado e
adicionaram-se 500 μL de etanol 70 ao peacutelete formado Os microtubos foram centrifugados a
12000 g por 5 minutos O DNA precipitado foi seco em cacircmara de fluxo ressuspendido em 100
μL de TE (10 mM Tris HCl 1 mM de EDTA pH 80) e armazenado a -20 ordmC
Meacutetodo 4 Meacutetodo adaptado de Doyle Doyle (1990) Em cada microtubo de 15 mL
contendo as raiacutezes maceradas foram adicionados 650 μL da soluccedilatildeo tampatildeo de extraccedilatildeo (2 de
brometo de cetiltrimetilamocircnio (CTAB) 14 M de NaCl 100 mM deTris-HCl pH 80 20 mM de
EDTA pH 80 1 de polivinilpirrolidona PVP) Os microtubos foram agitados em vortex e
incubados em banho-maria a 55ordm C por 50 minutos Foram adicionados 650 μL de
clorofoacutermioaacutelcool isoamiacutelico (241 vv) e agitou-se em voacutertex ateacute formar uma emulsatildeo
Centrifugaram-se as amostras por 5 minutos a 12000 g para separaccedilatildeo do sobrenadante A fase
aquosa de cada amostra foi transferida para um novo microtubo onde se adicionou o mesmo
volume de isopropanol para precipitaccedilatildeo de DNA Em seguida os tubos foram centrifugados por
5 minutos a 12000 g Os peacuteletes formados foram lavados duas vezes com etanol 70 com
centrifugaccedilatildeo a 12000 g por 2 minutos para remoccedilatildeo de sais O DNA precipitado foi seco em
cacircmara de fluxo ressolubilizado em 50 μL de TE (10 mM Tris HCl 1 mM de EDTA pH 80) e
armazenado a -20 ordmC
Meacutetodo 5 Meacutetodo adaptado de Redecker (2000) A cada aliacutequota de raiacutezes maceradas
foram adicionados 300 μL de NaOH 025M Os microtubos foram incubados a 90 ordmC por 10
minutos Em seguida adicionaram-se 150 μL de Tris-HCl 05 M e 300 μL de HCl 025 M e
procedeu-se a incubaccedilatildeo por 10 minutos a 90 ordmC As amostras foram centrifugadas a 12000 g por
5 minutos e o sobrenadante foi transferido para um novo microtubo O DNA foi precipitado
adicionando-se o mesmo volume de isopropanol Em seguida os tubos foram centrifugados por 5
minutos a 12000 g Os peacuteletes de DNA foram lavados por duas vezes com etanol 70 seguido
de centrifugaccedilatildeo a 12000 g por 2 minutos para remoccedilatildeo de sais O DNA precipitado foi seco em
cacircmara de fluxo ressolubilizado em 50 μL de aacutegua ultrapura e armazenado a -20 ordmC
O DNA extraiacutedo por diferentes meacutetodos foi quantificado em gel por meio de comparaccedilatildeo
com marcador de massa Low DNA Mass Ladder (Invitrogen) apoacutes eletroforese A imagem do gel
de agarose (1) foi analisada com o programa FragmeNT Analysis Application version 11
(Molecular Dynamics GE Healthcare) O DNA tambeacutem foi quantificado por espectrofotometria
23
agrave 260 nm (SAMBROOK FRITSCH MANIATS 1989) O caacutelculo da concentraccedilatildeo de DNA na
amostra foi feito de acordo com a equaccedilatildeo
[DNA] = (50 ngμL-1
x D) x (A260 - A320)
Onde
D = fator de diluiccedilatildeo da amostra
A260 = absorbacircncia a 260 nm
A320 = absorbacircncia a 320 nm
A pureza do DNA foi determinada pela relaccedilatildeo das absorbacircncias a 260 e 280 nm
(SAMBROOK FRITSCH MANIATS 1989)
As amostras de DNA de raiacutezes de braquiaacuteria foram adicionalmente submetidas agrave PCR
com o objetivo de determinar se o DNA era amplificaacutevel Para isso foram utilizados os pares de
iniciadores NS1 e NS8 complementares ao gene rRNA 18S (WHITE et al 1990) e os
iniciadores SSU-Glom1 e LSU-Glom1 complementares agrave regiatildeo ITS (RENKER et al 2003) A
amplificaccedilatildeo do DNA foi feita em soluccedilatildeo contendo 04 M de cada iniciador 200 M de cada
um dos nucleotiacutedeos (dNTPs) 15 mM de MgCl2 (para o par de iniciadores NS1 e NS8) ou 20
mM de MgCl2 (para o par de iniciadores SSU-Glom1 e LSU-Glom1) 15 U de DNA polimerase
Taq e 1x o tampatildeo de reaccedilatildeo totalizando um volume de 30 l Os fragmentos de rDNA 18S
(iniciadores NS1 e NS8) foram amplificados apoacutes a desnaturaccedilatildeo inicial a 94 ordmC por 2 minutos
em 30 ciclos de desnaturaccedilatildeo a 94 ordmC por 30 segundos pareamento do iniciador a 53ordmC por 1
minuto extenccedilatildeo a 72 ordmC por 2 minutos seguidos de um periacuteodo final de extensatildeo de 10 minutos
a 72ordm C A regiatildeo ITS (iniciadores SSU-Glom1 e LSU-Glom1) foi amplificada apoacutes desnaturaccedilatildeo
inicial a 94 ordmC por 10 minutos em 40 ciclos de desnaturaccedilatildeo a 94 ordmC por 40 segundos 54 ordmC por
30 segundos 72 ordmC por 40 segundos seguidos de extensatildeo a 72 ordmC por 10 minutos Para todos os
ensaios empregou-se uma reaccedilatildeo controle negativo sem DNA Os amplicons obtidos foram
analisados por eletroforese em gel de agarose 1 (mv) e visualizados apoacutes coloraccedilatildeo com SYBR
Green
O experimento para comparaccedilatildeo dos meacutetodos de extraccedilatildeo de DNA teve um delineamento
inteiramente aleatorizado Para cada meacutetodo as repeticcedilotildees constituiacuteram-se das 6 amostras de
raiacutezes com diferentes espeacutecies de FMAs inoculadas Os dados de concentraccedilatildeo de DNA e da
24
relaccedilatildeo da absorbacircncia a 260 e 280 nm foram analisados por ANOVA e as meacutedias comparadas
pelo teste de Tukey Os dados foram transformados para x05
para normalizaccedilatildeo
222 Amplificaccedilatildeo do gene rRNA 18S de grupos especiacuteficos de FMAs
Esta etapa do trabalho foi desenvolvida no laboratoacuterio do Professor Ari Jumpponnen
(Division of Biology Kansas State University USA)
Com o objetivo de se desenhar iniciadores para amplificar DNA de FMAs sequecircncias do
gene rRNA 18S foram obtidas da base de dados do NCBI Nessa etapa natildeo foram utilizadas
sequecircncias de origem ambiental pois o desenho dos iniciadores deveria se basear em organismos
identificados Para que os iniciadores fossem discriminatoacuterios contra outros grupos de fungos
tambeacutem se utilizou sequecircncias do gene rRNA 18S de fungos dos filos Basidiomycota
Ascomycota Zygomycota e Chytriodiomycota Essas sequecircncias foram utilizadas como natildeo-alvo
na validaccedilatildeo dos iniciadores A entrada para a busca no NCBI foi ldquo(Glomeromycota AND 18S)
NOT (environmental OR uncultured)rdquo para as sequecircncias de FMAs e ldquo(Grupo de Fungo AND
18S AND AFTOL) NOT (internal)rdquo para cada um dos 4 grupos citados acima como
ldquo(Basidiomycota AND 18S AND AFTOL) NOT (internal)rdquo para Basidiomycota O termo
ldquointernalrdquo foi utilizado para se excluir sequecircncias da regiatildeo ITS no banco de dados Foram
coletadas 100 sequecircncias do gene rRNA 18S de FMAs e 59 sequecircncias de fungos natildeo-
micorriacutezicos arbusculares
Todas as sequecircncias foram importadas para o programa Sequencher 46 para o
alinhamento e formaccedilatildeo de contigs A formaccedilatildeo desses contigs permitiu a separaccedilatildeo em grupos
baseados nas diferenccedilas das sequecircncias dos organismos portanto baseado na filogenia
Inicialmente os paracircmetros de alinhamento foram ajustados da seguinte forma o algoritmo de
agrupamento (Assembly Algorithm) utilizou os dados impuros (Dirty Data) para haver mais rigor
na formaccedilatildeo de agrupamentos e para evitar a inserccedilatildeo de grandes ldquogapsrdquo Foi utilizado o
ReAligner (ANSON MYERS 1997) para otimizar ldquogapsrdquo como pequenos insertos A
percentagem miacutenima de coincidecircncia das sequecircncias (Minimum Match Percentage) foi 100
enquanto a cobertura miacutenima (Minimum Overlap) foi 100 A percentagem miacutenima de
similaridade das sequecircncias foi iniciada com o maior valor para se detectar e se eliminar as
sequecircncias idecircnticas visando a formaccedilatildeo de um banco de dados com sequecircncias uacutenicas apenas
25
Depois do primeiro alinhamento com 100 de similaridade seacuteries de alinhamentos foram feitos
com o paracircmetro de percentagem miacutenima de similaridade diminuindo um ponto percentual a cada
alinhamento O valor da cobertura miacutenima permaneceu a 100 para excluir a possibilidade de
alinhamento de regiotildees incorretas Assim os contigs para os grupos de sequecircncias de
Glomeromycota Acaulosporaceae Gigasporaceae Glomus grupo A e Glomus grupo B foram
usados para o desenho dos iniciadores que amplificassem o seu DNA alvo
Para a obtenccedilatildeo das sequecircncias consenso de cada grupo fez-se o alinhamento no
programa Multalin (CORPET 1988) No desenho dos iniciadores empregaram-se as sequecircncias
consenso dos grupos de FMAs nos programas Beacon Designer 702 (Premier Biosoft
International Palo Alto CA EUA) e Primer3 v040 (ROZEN SKALETSKY 2000) aleacutem da
busca manual dos iniciadores Na busca manual procuraram-se as regiotildees consenso para os
grupos de FMAs e que fossem dissimilares agraves sequecircncias natildeo-alvo
Apoacutes se encontrarem os possiacuteveis iniciadores especiacuteficos eles foram validados quanto agrave
especificidade utilizando o BLAST Nessa etapa a especificidade foi considerada quando a
similaridade e a cobertura para sequecircncias alvo foram de 100 e quando esses valores foram
menores para sequecircncias natildeo-alvo Assim a anaacutelise de similaridade foi feita utilizando-se as
seguintes entradas para busca no BLAST Glomeromycota o grupo de espeacutecies de cada iniciador
e Eucariotos sem Glomeromycota Os iniciadores ainda foram alinhados com as sequecircncias alvo
e natildeo-alvo para confirmar a especificidade a similaridade e a posiccedilatildeo de alinhamento no
programa Multialin Depois avaliou-se a temperatura de desnaturaccedilatildeo (melting temperature) o
tamanho do oligonucleotiacutedeo a formaccedilatildeo de grampos e o autopareamento utilizando-se o
programa Oligo Analyzer (Copyright (C) 2000-2002 Teemu Kuulasmaa) Por fim procedeu-se os
ensaios de amplificaccedilatildeo de DNA alvo por meio de PCR utilizando-se os iniciadores grupo-
especiacuteficos como Forward e um iniciador modificado de Borneman e Hartin (2000) como
Reverse (Tabela 1) Apoacutes a verificaccedilatildeo em alinhamentos com sequecircncias de Glomeromycota o
iniciador nu-SSU-1196 (BORNEMAN HARTIN 2000) foi alterado com degeneraccedilatildeo de uma
base ldquoCrdquo por ldquoC ou Trdquo (Y) Essa degeneraccedilatildeo permitiu obter 100 de similaridade entre as
sequecircncias de FMAs testadas
26
Tabela 1 ndash Iniciadores grupo-especiacuteficos para FMAs
Iniciador Sequecircncia (5rsquo 3rsquo) Especificidade Referecircncia
ACAU220 GGG GTT TCC CAT TGG TGR ATC AT Acaulosporaceae Esse estudo
GLOMB652 TAA GGG GTA TGA ACT GGT GTA G Glomus Grupo B Esse estudo
GLOMB673 GTC AAT TTC TCA CCT TCT GGA G Glomus Grupo B Esse estudo
GIGA202 AAA CCA ATA RCC TTC GGG TTT C Gigasporaceae Esse estudo
GIGA615 TAG TTG AAT TTC GGG GTT CTA C Gigasporaceae Esse estudo
GLOMA189 TTA GAT AAA AAA CCA ATA TCG GG Glomus Grupo A Esse estudo
GLOMA690 CGT AAT GCC ATT AAT TTG GTG T Glomus Grupo A Esse estudo
nu-SSU-1196
modificado TCT GGA CCT GGT GAG TTT YC Fungi
Modificado de
Borneman
Hartin (2000)
Para validaccedilatildeo dos iniciadores utilizaram-se amostras de DNA de FMAs provenientes de
vasos de multiplicaccedilatildeo obtidos de culturas do INVAM (West Virginia University) As espeacutecies
de FMAs utilizadas pertencem aos 4 grupos de FMAs Acaulospora lacunosa e A longula
(Acaulosporacea) Glomus claroideum (Glomus grupo B) Glomus caledonium (Glomus grupo
A) Scutellospora castanea e S calospora (Gigasporaceae) O DNA total foi extraiacutedo a partir do
substrato dos vasos de multiplicaccedilatildeo que continham esporos e raiacutezes colonizadas utilizando-se o
Ultra Clean Soil DNA Kit (MoBio Laboratories Carlsbad CA EUA)
Para otimizar as condiccedilotildees da amplificaccedilatildeo do DNA alvo para cada iniciador desenhado
foram testados os gradientes de concentraccedilatildeo de DNA temperatura de pareamento dos
iniciadores concentraccedilatildeo de MgCl2 concentraccedilatildeo de dNTPs concentraccedilatildeo de iniciadores
concentraccedilatildeo da enzima DNA Polimerase Taq aleacutem da presenccedila ou ausecircncia de BSA (Albumina
de Soro Bovino) As condiccedilotildees da PCR otimizadas foram 50 ng de DNA 15 mM de MgCl2
200 microM de cada dNTP 04 microM de cada iniciador 125 U da DNA polimerase Taq 1x tampatildeo
para a DNA polimerase sem o uso de BSA para um volume final de 25 microL O programa de
amplificaccedilatildeo foi 94 ordmC por 2 minutos para a desnaturaccedilatildeo inicial seguido por 30 ciclos de 94 ordmC
por 1 minuto 61 ordmC por 1minuto e 72 ordmC por 2 minutos e um passo de extensatildeo final a 72 ordmC por
8 minutos
Previamente aos ensaios com amostras ambientais a habilidade dos iniciadores em
amplificar o DNA alvo foi testada em amostras de DNA extraiacutedos de raiacutezes de cana-de-accediluacutecar e
27
Brachiaria sp inoculadas com FMAs e cultivadas em casa-de-vegetaccedilatildeo Amostras de DNA de
raiacutezes de uma pradaria dos Estados Unidos tambeacutem foram utilizadas para verificar a eficiecircncia e a
especificidade dos iniciadores em amostras do campo Essas amostras foram coletadas de um
experimento em pradaria conduzido na Konza Prairie Biological Station (estaccedilatildeo de estudos
bioloacutegicos da Kansas State University em Manhattan KS - httpwwwkonzaksuedukonza)
com comunidade vegetal dominada por espeacutecies nativas como Andropogon gerardii Panicum
virgatum e Sorghastum nutans As amostras satildeo de dois tratamentos sem adubaccedilatildeo nitrogenada e
com aplicaccedilatildeo de 10 g de N por m2
(JUMPPONEN et al 2005) O DNA dessas amostras foi
extraiacutedo com o kit MoBio Ultra Clean Soil DNA Kit
Foi necessaacuterio utilizar a nested PCR para a amplificaccedilatildeo do DNA alvo nas amostras
provenientes da pradaria Na primeira PCR foram utilizados os iniciadores NS1 e NS8 (WHITE
1990) A amplificaccedilatildeo foi feita com desnaturaccedilatildeo inicial a 94 ordmC por 2 minutos 25 ciclos de 94
ordmC por 1 minuto 58 ordmC por 1 minuto e 30 segundos e 72 ordmC por 2 minutos e extensatildeo final a 72
ordmC por 8 minutos Na segunda PCR utilizaram-se os iniciadores grupos especiacuteficos desenhados
nesse trabalho com as mesmas condiccedilotildees descritas acima para o DNA de raiacutezes de vasos de
multiplicaccedilatildeo Os produtos de PCR das amostras ambientais amplificados com o uso dos
iniciadores grupo-especiacuteficos foram ligados em vetor TOPO (Invitrogen) e clonados em
Escherichia coli Para o sequenciamento do DNA alvo os insertos foram amplificados a partir
das colocircnias de E coli e foram selecionados a partir do padratildeo de bandas apoacutes a digestatildeo com as
endonucleases AluI e HinfI Os clones que apresentaram os mesmos padrotildees de bandas foram
considerados iguais Escolheram-se apenas 1 a 3 representantes para o sequenciamento
dependendo do nuacutemero de clones com o mesmo padratildeo As sequecircncias foram obtidas utilizando-
se sequenciador capilar de alta capacidade da High-Throughput Sequencing Solutions empresa
administrada pela Universidade de Washington EUA
223 Estrutura da comunidade de FMAs em raiacutezes e solo rizosfeacuterico de cana-de-accediluacutecar sob
diferentes manejos de colheita
As amostras de solos e raiacutezes de cana-de-accediluacutecar foram coletadas para a extraccedilatildeo de
esporos para a determinaccedilatildeo da colonizaccedilatildeo intrarradicular e para a identificaccedilatildeo de sequecircncias
do gene rRNA 18S de FMAs nas raiacutezes Para tanto utilizou-se uma aacuterea experimental do Centro
28
de Tecnologia Canavieira (CTC) localizada na Usina Satildeo Joseacute da Estiva (21ordm30rsquo45rdquoS e
49ordm13rsquo08rdquoW) no municiacutepio de Novo Horizonte SP O experimento foi instalado em 16042004
sobre um latossolo vermelho-amarelo com dois tratamentos de manejo de colheita SEM
QUEIMA e COM QUEIMA preacutevia e trecircs variedades de cana-de-accediluacutecar (1) SP813250 (2)
SP801842 e (3) RB72454 As variedades foram plantadas com espaccedilamento de 15 m entre
linhas com seis repeticcedilotildees em blocos aleatorizados Anteriormente agrave implantaccedilatildeo do experimento
na aacuterea houve o cultivo de cana-de-accediluacutecar variedade SP711406 com 10 cortes e queima
previamente agrave cada colheita seguido de um cultivo de soja A amostragem foi feita aos 84 dias
apoacutes a primeira colheita da cana-de-accediluacutecar em 15122005 na profundidade de 0-10 cm sob as
trecircs variedades de cana-de-accediluacutecar A produtividade em toneladas de colmos por hectare (TCH)
tambeacutem foi calculada para as trecircs variedades
2231 Anaacutelises quiacutemicas do solo
As amostras de solo coletadas foram secas ao ar para a anaacutelise de pH H+Al Al Ca Mg
K P Carbono orgacircnico (CO) soma de bases (SB) capacidade de troca catiocircnica a pH 70 (CTC)
e saturaccedilatildeo da CTC por bases (Quadro 2)
Atributo Meacutetodo ou extrator Referecircncia
pH Medido em CaCl2 001M Raij et al 2001
H+Al pH em SMP Raij et al 2001
Al trocaacutevel KCl 1M e titulaccedilatildeo com NaOH 0025M Raij et al 2001
Ca Mg trocaacuteveis e P Resina trocadora de iacuteons Raij et al 2001
K trocaacutevel Melich 1 Silva 1999
Carbono orgacircnico (CO) Colorimetria Raij et al 2001
Soma de bases (SB) Somatoacuteria de Ca Mg K -
CTC (pH 70) Somatoacuteria de H+Al Ca Mg K -
Saturaccedilatildeopor bases da
CTC (V)
Saturaccedilatildeo = (Ca Mg K)100CTC -
Quadro 2 ndash Metodologias utilizadas para a anaacutelise quiacutemica do solo
A CTC a pH 70 foi calculada somando-se os teores de H + Al Ca Mg e K Depois
29
foram calculadas as porcentagens da saturaccedilatildeo da CTC por Ca Mg K e por Al (m) da seguinte
forma Saturaccedilatildeo do Elemento () = (teor do ElementoCTC)100
2232 Extraccedilatildeo de esporos de FMAs do solo
Os esporos dos FMAs foram extraiacutedos do solo por peneiramento uacutemido (GERDEMANN
NICOLSON 1963) e centrifugaccedilatildeo por duas vezes em soluccedilatildeo de sacarose 70 a 560 g por 2
minutos Os esporos foram identificados conforme descrito no International Culture Collection
of (Vesicular) Arbuscular Mycorrhiza Fungi (INVAM 2007) Para a anaacutelise estatiacutestica o nuacutemero
de esporos foi transformado para (x + 05)05
O iacutendice de diversidade de Shannon o reciacuteproco do
iacutendice de Simpson as estimativas de riqueza de espeacutecies e a estimativa de cobertura de
amostragem foram realizadas com o uso do programa SPADE (CHAO SHEN 2003) O iacutendice
de equitabilidade de Pielou foi calculada de acordo com Magurran (1988)
Para determinar a influecircncia das variaacuteveis ambientais na variabilidade de ocorrecircncia das
espeacutecies de FMAs sob cana-de-accediluacutecar foi realizada uma anaacutelise de redundacircncia canocircnica (RDA)
utilizando-se o programa ldquoCanoco for windows 45rdquo com transformaccedilatildeo dos dados para log x e
avaliaccedilatildeo da anaacutelise por meio do teste de permutaccedilatildeo de Monte-Carlo Na RDA a ordenaccedilatildeo das
amostras eacute condicionada diretamente pelas variaacuteveis ambientais e assim permite medida direta
da relaccedilatildeo entre as variaacuteveis ambientais e as espeacutecies detectadas Para eliminar a colinearidade de
dados e selecionar as variaacuteveis que melhor explicaram de forma significativa a variabilidade dos
dados utilizou-se Forward selection na RDA Dados de presenccedila e ausecircncia de espeacutecies de
FMAs foram utilizados para os caacutelculos
2233 Colonizaccedilatildeo micorriacutezica intrarradicular
Para a avaliaccedilatildeo da colonizaccedilatildeo intrarradicular pelos FMAs as raiacutezes de cana-de-accediluacutecar
foram lavadas e imersas em KOH 10 por uma noite Depois foram aquecidas a 60ordmC em KOH
10 por 10 minutos para clarificaccedilatildeo Apoacutes a clarificaccedilatildeo as estruturas fuacutengicas foram coradas
por 3 minutos a 90ordmC com tinta de caneta comercial Parkerreg 5 diluiacuteda em soluccedilatildeo de aacutecido
aceacutetico 5 e lactoglicerol 10 A colonizaccedilatildeo das raiacutezes foi analisada sob microscoacutepio
estereoscoacutepio pelo meacutetodo da placa reticulada segundo Giovannetti e Mosse (1980) Os dados
30
foram transformados para arcsen(x + 1)05
para as anaacutelises estatiacutesticas
2234 Anaacutelise do gene rRNA 18S fuacutengico em raiacutezes de cana-de-accediluacutecar
O DNA das amostras de raiacutezes do campo foi extraiacutedo com o objetivo de amplificar e
clonar fragmentos do gene rRNA 18S de FMAs O DNA foi extraiacutedo com kit comercial Fast
DNA (Bio101 Vista) apoacutes a lavagem das raiacutezes com aacutegua desionizada e maceraccedilatildeo em
nitrogecircnio liacutequido A clonagem do gene rRNA 18S de FMAs foi realizada usando trecircs
abordagens A primeira abordagem foi com a utilizaccedilatildeo de iniciadores especiacuteficos para um
segmento do gene rRNA 18S conservado em fungos (NS7 e F1Ra) Assim apoacutes o
sequenciamento de clones poderiacuteamos detectar as populaccedilotildees de fungos em geral incluindo as
populaccedilotildees de FMAs A segunda abordagem teve como objetivo amplificar parte do gene rRNA
18S de fungos do filo Glomeromycota utilizando-se o iniciador AM1 descrito como especiacutefico
para FMAs (HELGASON et al 1998) A terceira abordagem foi desenhar iniciadores especiacuteficos
para amplificar fragmentos do gene rRNA 18S de grupos especiacuteficos de FMAs nas amostras de
raiacutezes de cana-de-accediluacutecar do campo Para o desenho dos iniciadores inicialmente procurou-se
obter sequecircncias de FMAs mantidos em vasos de multiplicaccedilatildeo As abordagens e meacutetodos
utilizados estatildeo descritos em detalhes abaixo
22341 Amplificaccedilatildeo do gene rRNA 18S de fungos gerais e FMAs
O gene rRNA 18S fuacutengico foi amplificado por nested PCR com os iniciadores universais
para eucariotos NS1 e NS8 (WHITE et al 1990) na primeira reaccedilatildeo de amplificaccedilatildeo Os
produtos da primeira PCR foram diluiacutedos 50 vezes e utilizados em uma segunda reaccedilatildeo de
amplificaccedilatildeo com o par de iniciadores NS7 e F1Ra (SOUZA et al 2004) para amplificar DNA
de fungos em geral e os iniciadores NS31 e AM1 para amplificar DNA de Glomeromycota A
primeira reaccedilatildeo de amplificaccedilatildeo foi realizada com DNA total extraiacutedo das raiacutezes em soluccedilatildeo
contendo 04 M de cada um dos iniciadores (NS1 e NS8) 200 M de cada um dos nucleotiacutedeos
(dNTPs) 15 mM de MgCl2 1 U da enzima (DNA polimerase Taq) e 1x o tampatildeo de reaccedilatildeo
totalizando um volume de 30 l Apoacutes desnaturaccedilatildeo inicial a 94 ordmC por 2 minutos os fragmentos
de rDNA 18S foram amplificados em 30 ciclos de desnaturaccedilatildeo a 94 ordmC por 30 segundos
31
pareamento do iniciador a 53ordmC por 1 minuto extenccedilatildeo a 72 ordmC por 2 minutos seguidos de um
periacuteodo final de extensatildeo de 10 minutos a 72ordm C
A segunda reaccedilatildeo de amplificaccedilatildeo foi realizada com o produto de amplificaccedilatildeo da
primeira reaccedilatildeo diluiacutedo em soluccedilatildeo contendo 04 M de cada um dos iniciadores (NS7 e F1Ra ou
NS31 e AM1) 200 M de cada um dos nucleotiacutedeos (dNTPs) 10 mM de MgCl2 2 U da enzima
(DNA polimerase Taq) e 1x o tampatildeo de reaccedilatildeo totalizando um volume de 20 l A
amplificaccedilatildeo com os iniciadores NS7 e F1Ra foi feita apoacutes desnaturaccedilatildeo inicial a 94 ordmC por 2
minutos em 30 ciclos de 94 ordmC por 1 minuto 62ordmC por 28 segundos 72 ordmC por 1 minuto
seguidos de 5 minutos a 72ordm C para extensatildeo final A amplificaccedilatildeo com os iniciadores NS31e
AM1 foi feita apoacutes desnaturaccedilatildeo inicial a 94ordm C por 2 minutos em 35 ciclos de 94ordm C por 30
segundos 60ordm C por 30 segundos 72ordm C por 45 segundos (aumentando 1segundo por ciclo) e
seguido de extensatildeo final a 72ordm C por 5 minutos Os amplicons corados com SYBR Green foram
visualizados em gel de agarose 1 apoacutes eletroforese
22342 Amplificaccedilatildeo do gene rRNA 18S de grupos especiacuteficos de FMAs em cana-de-
accediluacutecar
Os iniciadores desenhados foram utilizados para avaliar a estrutura das comunidades de
FMAs em raiacutezes de cana-de-accediluacutecar sob os manejos SEM QUEIMA e COM QUEIMA preacutevia agrave
colheita O DNA total extraiacutedo das raiacutezes usando o meacutetodo 1 (kit Bio101) foi amplificado com os
iniciadores NS31 e AM1 para comparaccedilatildeo da eficiecircncia dos mesmos As condiccedilotildees para a
amplificaccedilatildeo utilizando os iniciadores aqui desenhados foram as mesmas descritas acima para as
raiacutezes da pradaria A ligaccedilatildeo dos amplicons transformaccedilatildeo de E coli clonagem e extraccedilatildeo de
DNA plasmidial foi feita conforme descrito acima para os inciadores NS7 e F1Ra e para NS31 e
AM1 Para as raiacutezes de cana-de-accediluacutecar 20 clones obtidos com cada iniciador e de cada um dos
tratamentos de colheita foram sequenciados O sequecircnciamento de ampliconsobtidos de raiacutezes de
cana-de-accediluacutecar foi feito em sequenciador automaacutetico ABI 3100 utilizando-se o DYEnamic ET
Terminator Cycle Sequencing Kit (ABI Prism 3100 Applied Biossystems) As sequecircncias foram
analisadas para detecccedilatildeo de quimeras no programa Chimera Check utilizando o mesmo meacutetodo
descrito acima
32
Na anaacutelise de BLAST as sequecircncias obtidas de cada iniciador foram avaliadas
separadamente Tanto as sequecircncias obtidas do NCBI para o desenho de iniciadores como as
sequecircncias de cana-de-accediluacutecar do campo foram alinhadas por meio do ClustalW no programa
MEGA 40 (TAMURA et al 2007) e manualmente ajustadas para a anaacutelise filogeneacutetica As
sequecircncias ambientais obtidas com o emprego do iniciador ACAU220 foram alinhadas em 624
posiccedilotildees sendo 304 parsimocircnia-informativas As sequecircncias do iniciador GIGA202 foram
alinhadas em 586 posiccedilotildees sendo 313 parsimocircnia-informativas Alinharam-se as sequecircncias de
GLOMA690 em 298 posiccedilotildees com 115 parsimocircnia-informativas Por fim as sequecircncias do
iniciador GLOMB673 foram alinhadas em 498 posiccedilotildees sendo 239 parsimocircnia-informativas As
relaccedilotildees filogeneacuteticas entre as sequecircncias fuacutengicas foram inferidas por meio da anaacutelise de
neighbor joining (NJ) (SAITOU NEI 1987) no programa MEGA 40 Sequecircncias do gene rRNA
18S de milho (Zea mays) soja (Glycine max) e Homo sapiens foram utilizadas como outgroup
Na anaacutelise de NJ os ldquoGapsrdquo e ldquomissing datardquo sofreram deleccedilatildeo completa o modelo de
substituiccedilatildeo foi o de Jukes-Cantor com taxas uniformes entre sites A robustez da topologia
inferida foi testada com 1000 replicatas de ldquobootstraprdquo
As sequecircncias obtidas com todos os iniciadores em raiacutezes de cana-de-accediluacutecar foram
alinhadas em 256 posiccedilotildees sendo 124 parsimocircnio-informativas Utilizou-se o programa DOTUR
para o agrupamento de sequecircncias em unidades taxonocircmicas operacionais (UTOs) para a anaacutelise
de diversidade e para a obtenccedilatildeo da curva de rarefaccedilatildeo de sequecircncias As sequecircncias com uma
similaridade gt 99 foram consideradas pertencentes agrave mesma UTO Foi feita comparaccedilatildeo entre
as bibliotecas de sequecircncias por meio do programa webLIBSHUFF (SINGLETON et al 2001)
utilizando-se as matrizes de distacircncias evolutivas calculadas
22343 Purificaccedilatildeo dos amplicons
Os amplicons foram purificados dos geacuteis de agarose com o kit GFX PCR DNA and Gel
Band Purification (GE Healthcare) conforme instruccedilotildees do fabricante
As bandas de DNA foram excisadas do gel de agarose e colocadas em microtubo de 15
mL adicionando-se 1 microL de uma soluccedilatildeo tampatildeo de captura (GE Healthcare) por mg de gel O
microtubo foi agitado vigorosamente em vortex e incubado a 60oC ateacute que a agarose estivesse
completamente dissolvida Apoacutes a dissoluccedilatildeo total da agarose a amostra foi centrifugada por 30
33
segundos a 12000 g e incubada agrave temperatura ambiente durante 10 minutos Uma aliacutequota de
aproximadamente 300 microL da amostra foi transferida para a coluna de purificaccedilatildeo incubada
durante 10 minutos a temperatura ambiente e centrifugada por 30 segundos a 12000 g Este
processo foi entatildeo repetido com o volume restante da amostra O liacutequido que passou pela coluna
durante a centrifugaccedilatildeo foi descartado e adicionou-se agrave coluna 500 microL de tampatildeo de lavagem
(GE Healthcare) seguido de uma incubaccedilatildeo durante 10 minutos a temperatura ambiente e
centrifugaccedilatildeo por 30 segundos a 12000 g A coluna foi entatildeo transferida para um microtubo de
15 mL Para eluiccedilatildeo do DNA adicionou-se 50 microL de TE (pH 80) diretamente na matriz da
coluna incubando-se por 10 minutos e em seguida centrifugou-se por 30 segundos a 8000 g O
DNA recuperado no microtubo foi novamente centrifugado por 90 segundos a 8000 g para
remover a resina remanescente A soluccedilatildeo de DNA foi entatildeo transferida para novo microtubo de
15 mL A qualidade do DNA foi determinada apoacutes eletroforese em gel de agarose 1 (TBE 05
X) e coloraccedilatildeo com SYBR-Green I (Moleculat Probes) O marcador de massa Low DNA Mass
Ladder (Invitrogen) foi utilizado como padratildeo de tamanho e quantidade de DNA
22344 Clonagem dos amplicons do gene rRNA 18S
Os amplicons de parte do gene rRNA 18S foram clonados no vetor pGEM-T Easy
(Promega) segundo as instruccedilotildees do fabricante A reaccedilatildeo de ligaccedilatildeo dos amplicons ao plasmiacutedeo
foi feita utilizando-se tampatildeo de ligaccedilatildeo raacutepida 1X (30 mM Tris-HCl pH 78 10 mM DDT 1
mM ATP 5 polietilenoglicol PEG) e 3 U de DNA ligase T4 A soluccedilatildeo foi incubada a 4 ordmC
durante 16 horas Em seguida ceacutelulas competentes de Ecoli DH5α foram transformadas por
meio de choque teacutermico utilizando-se os produtos da reaccedilatildeo de ligaccedilatildeo As ceacutelulas transformadas
foram plaqueadas em meio Luria Bertani (LB-aacutegar) contendo ampicilina (50 microg mL-1
) e X-Gal
(5-bromo-4-cloro-3-indolil--D-galactosideo 20 microg mL-1
) As bacteacuterias contendo plasmiacutedeos
recombinantes foram selecionadas para cultivo em meio LB liacutequido contendo ampicilina (50 microg
mL-1
) durante 22 horas a 38 ordmC sob agitaccedilatildeo horizontal a 300 rpm
22345 Extraccedilatildeo do DNA plasmidial
Apoacutes o cultivo das bacteacuterias contendo o plasmiacutedeo recombinante em microplacas as
34
suspensotildees celulares foram centrifugadas por 6 minutos a 4000 g a 20 oC O sobrenadante foi
descartado e o peacutelete obtido foi lavado com 240 microL de uma soluccedilatildeo tampatildeo contendo 25 mM
Tris-HCl (pH 80) 10 mM EDTA (pH 80) e 50 mM de glicose centrifugado a 20oC por 6
minutos e 4000 g Apoacutes descarte do sobrenadante foi adicionado 80 microL da soluccedilatildeo tampatildeo e em
seguida as ceacutelulas foram ressuspendidas por agitaccedilatildeo Para uma microplaca de fundo ldquoUrdquo
contendo 1 microL de RNAse em cada cavidade (10 mg mL-1
) foram transferidos 60 microL de cada
suspensatildeo de ceacutelulas Em cada poccedilo da placa foram adicionados 60 microL da soluccedilatildeo de lise (NaOH
02 N e SDS 1) a placa foi selada a suspensatildeo homogeneizada por inversatildeo e incubada a
temperatura ambiente por 10 minutos Em seguida foram adicionados 60 microL de soluccedilatildeo
contendo 3M de acetato de potaacutessio 10 de aacutecido aceacutetico glacial misturando por inversatildeo A
placa foi mantida por 10 minutos agrave temperatura ambiente e entatildeo incubada aberta em estufa a
90oC por 30 minutos Apoacutes esse tempo a placa foi resfriada em gelo por 10 minutos e
centrifugada por 4 minutos (4000 g 20oC) O sobrenadante foi transferido para uma placa de 96
poccedilos Millipore (MAGV N22) fixada sobre uma placa de fundo ldquoVrdquo de 250 microL e o conjunto
centrifugado (sem a tampa) por 4 minutos a 4000 g e 4 oC Ao filtrado adicionou-se 110 microL de
isopropanol gelado e em seguida centrifugou-se por 45 minutos a 4000 g a 4 oC O precipitado
de DNA foi entatildeo lavado com 180 microL de etanol 70 Centrifugou-se novamente a 4000 g por 5
minutos a 4 oC Apoacutes o descarte do sobrenadante inverteu-se a placa sobre papel absorvente e
centrifugou-se por 1 minuto a 900 g e 4 oC Apoacutes secar durante 1 hora a temperatura ambiente o
DNA foi ressolubilizado em 80 microL de aacutegua ultrapura esterilizada durante toda a noite e
armazenado a -20 oC O DNA foi quantificado atraveacutes de espectrofotometria a 260 nm e sua
integridade determinada por eletroforese em gel de agarose 1 (TBE 05 X)
22346 Sequenciamento dos clones do gene rRNA 18S
Para o sequenciamento dos clones de fragmentos do gene rRNA 18S utilizou-se 200-500
ng de DNA plasmidial 10 pmol do iniciador M13f (5rsquo GTA AAA CGA CGG CCA G 3rsquo) 2 microL
de DYEnamic ET Terminator (GE Healthcare) 2 microL de soluccedilatildeo tampatildeo Save Money (200 mM
Tris-HCl pH 90 5 mM MgCl26H2O) e aacutegua ultrapura para um volume final de 10 microL A
amplificaccedilatildeo por PCR foi realizada em um termociclador Mastercycler Gradiente (Eppendorf)
com as seguintes condiccedilotildees 25 ciclos de 20 segundos a 95 oC 15 segundos a 50
oC e 1 minuto a
35
60 o
C Os produtos de PCR foram precipitados com 110 de volume de uma soluccedilatildeo de acetato de
soacutedio 15 M e EDTA 250 mM e 6 volumes de etanol 95 gelado As suspensotildees foram
centrifugadas a 4000 g por 45 minutos e o peacutelete lavado com etanol 70 a temperatura
ambiente O peacutelete foi seco no escuro por no miacutenimo 2 horas ressuspendido em formamida e
desnaturado a 96oC por 5 minutos O sequenciamento foi realizado em um sequenciador capilar
automaacutetico ABI 3100 (Applied Biosystems) de acordo com as recomendaccedilotildees do fabricante
22347 Anaacutelise de sequecircncias do gene rRNA 18S
A similaridade com sequecircncias de DNA existentes no banco de dados do GenBank foi
determinada pelo Basic Local Alignment Search Tool (BLAST) no NCBI (ALTSCHUL et al
1990) A existecircncia de quimeras foi determinada usando o Chimera Check version 27 do
Ribosomal Database Project (RDP) (MAIDAK et al 1999) Foi considerado que as sequecircncias
satildeo potencialmente quimeacutericas se elas tecircm um ponto de quebra de quimera distinto gt20 no
Chimera Check Para se confirmar a indicaccedilatildeo do programa Chimera Check as sequecircncias foram
re-analisadas usando-se o BLAST depois da exclusatildeo dos nucleotiacutedeos anteriores e posteriores ao
ponto de quebra da quimera Se um dos dois seguimentos isto eacute o anterior ou o posterior ao
ponto de quebra foi mais similar a outro organismo do que o organismo mais similar agrave sequecircncia
original completa entatildeo a sequecircncia foi considerada como quimera
Para a anaacutelise filogeneacutetica as sequecircncias foram agrupadas por UPGMA com distacircncia-p
Cada grupo foi formado com valor de corte de 04 de distacircncia entre as sequecircncias Uma
sequecircncia representativa de cada grupo formado foi utilizada para construccedilatildeo da aacutervore
filogeneacutetica por neighbor-joining (NJ) utilizando-se o programa MEGA versatildeo 31(KUMAR
TAMURA NEI 2004) apoacutes alinhamento das sequecircncias no programa ClustalW e ajuste manual
O alinhamento das sequecircncias foi feito com deleccedilatildeo completa dos ldquogapsrdquo e a matriz de distacircncia
foi calculada utilizando-se o paracircmetro Jukes-Cantor como modelo de substituiccedilatildeo assumindo
taxa uniforme de substituiccedilatildeo para siacutetios variaacuteveis A robustez da topologia inferida por NJ foi
testada por 1000 repeticcedilotildees de bootstrap (PEER WACHTER 1994)
Para o agrupamento de sequecircncias em unidades taxonocircmicas operacionais (UTOs)
empregou-se o programa DOTUR (SCHLOSS HANDELSMAN 2005) Para isso foi utilizada
uma matriz de distacircncia evolutiva calculada com o programa DNADIST com algoritmo de
36
Jukes-Cantor apoacutes alinhamento das sequecircncias dos clones das bibliotecas da amostra de raiacutezes de
cana-de-accediluacutecar SEM QUEIMA e da amostra COM QUEIMA preacutevia agrave colheita As sequecircncias
com uma similaridade gt 99 foram consideradas pertencentes agrave mesma UTO A estimativa de
riqueza de UTOs pelos meacutetodos natildeo-parameacutetricos ACE-1 (CHAO LEE 1992) e e Chao1
(CHAO 1984) dos iacutendices de diversidade de Shannon reciacuteproco do iacutendice de Simpson e a
cobertura de amostragem foram realizadas com o programa SPADE (CHAO SHEN 2003) A
comparaccedilatildeo estatiacutestica das bibliotecas de clones foi feita por meio do programa webLIBSHUFF
(SINGLETON et al 2001) utilizando as matrizes de distacircncias evolutivas calculadas
anterormente
23 Resultados e Discussatildeo
231 Comparaccedilatildeo dos meacutetodos de extraccedilatildeo de DNA das raiacutezes
O DNA total extraiacutedo das raiacutezes de braquiaacuteria inoculadas com FMAs apoacutes a eletroforese
pode ser visto na Figura 2 As amostras extraiacutedas com o meacutetodo adaptado de Redecker (2000)
foram as uacutenicas a natildeo apresentar bandas no gel As concentraccedilotildees de DNA obtidas com cada
meacutetodo satildeo apresentadas na Figura 3 Pode-se observar com base no desvio padratildeo que o meacutetodo
que apresenta menor variaccedilatildeo na quantidade de DNA extraiacuteda entre amostras eacute o kit MoBio
seguido pelo kit Bio101 Os meacutetodos adaptados de Edwards et al (1997) de Doyle e Doyle
(1990) e de Redecker (2000) apresentaram maior variabilidade entre as amostras Poreacutem a
concentraccedilatildeo dada pela comparaccedilatildeo com marcador molecular diferiu em ordem e em magnitude
da concentraccedilatildeo determinada com base na absorbacircncia
37
Figura 2 ndash Eletroforese em gel de agarose (2) do DNA total extraiacutedo de raiacutezes de braquiaacuteria colonizadas com
FMAs usando 5 diferentes meacutetodos de extraccedilatildeo A espeacutecie de FMA inoculada nas raiacutezes de braquiaacuteria
estaacute descrita acima do grupo de amostras LM - marcador de massa Low DNA Mass Ladder 1 ndash
extraccedilatildeo de DNA com kit FastDNA Spin (Bio 101 Vista Califoacuternia) 2 ndash extraccedilatildeo de DNA com kit
UltraClean Soil DNA Isolation (Mo Bio Laboratories Carlsbad CA USA) 3 ndash extraccedilatildeo de DNA com
meacutetodo adaptado de Edwards et al (1997) 4 ndash extraccedilatildeo de DNA com meacutetodo adaptado de Doyle amp
Doyle (1990) 5 ndash extraccedilatildeo de DNA com meacutetodo Adaptado de Redecker (2000)
As amostras extraiacutedas pelos meacutetodos do kit Bio101 adaptado de Edwards et al (1997) e
adaptado de Doyle e Doyle (1990) apresentaram DNA de melhor qualidade com base na relaccedilatildeo
A260A280 (Figura 4) Na Figura 4 eacute possiacutevel observar maior variabilidade na relaccedilatildeo A260A280
para as amostras do kit MoBio seguidas do kit Bio101 protocolo adaptado de Edwards (1997)
Doyle e Doyle (1990) e de Redecker (2000) Apesar disso as amostras do kit Bio101 foram as
que apresentaram maior eficiecircncia na amplificaccedilatildeo do gene rRNA 18S por PCR (Tabelas 2 e 3)
A eficiecircncia na amplificaccedilatildeo natildeo seguiu a ordem de concentraccedilatildeo de DNA inicial de qualquer um
dos meios de quantificaccedilatildeo tampouco apresentou maior frequecircncia de amplificaccedilatildeo as amostras
com valores de A260A280 mais proacuteximos a 18 Apesar de menor quantidade de DNA em relaccedilatildeo
ao extraiacutedo pelos meacutetodos adaptados de Edwards et al (1997) e de Doyle e Doyle (1990) a
eficiecircncia de amplificaccedilatildeo foi maior para as amostras obtidas com o Kit Bio101 Utilizando-se o
par de iniciadores NS1 e NS8 natildeo foi possiacutevel amplificar o DNA das amostras extraiacutedas com o
meacutetodo adaptado de Redecker (2000) ou com o adaptado de Edwards et al (1997) (Tabela 2) A
Massa (ng)
100 60 40
20
10
5
Massa (ng)
100 60 40
20
10
5
38
maior frequumlecircncia de amplificaccedilatildeo foi obtida com o DNA extraiacutedo com kit Bio101 (83 )
seguida pelo DNA extraiacutedo com o meacutetodo adaptado de Doyle e Doyle (1990) (67 ) e
finalmente pelo DNA extraiacutedo com o kit MoBio (50 ) A avaliaccedilatildeo do gel de agarose apoacutes
eletroforese do DNA extraiacutedo sugere que esses resultados podem estar relacionados a impurezas
presentes na amostra Apoacutes a eletroforese nota-se um efeito de arraste nas amostras mais
concentradas sendo mais intenso nas amostras de DNA obtidas com os meacutetodos adaptados de
Edwards et al (1997) e de Doyle e Doyle (1990)
Quando se utilizou o par de iniciadores SSU Glom1 e LSU Glom1 o miacutenimo de 3
amostras de DNA de um total de 5 de cada meacutetodo apresentou amplificaccedilatildeo positiva (Tabela 3)
Novamente a maior frequecircncia de amplificaccedilatildeo foi observada com as amostras de DNA extraiacutedo
pelo kit Bio101 (100 ) seguidas do meacutetodo adaptado de Edwards et al (1997) e de Doyle e
Doyle (1990) (83 ) e pelo kit MoBio e o meacutetodo adaptado de Redecker (2000) (67 ) Sendo
assim o meacutetodo usando o kit Bio101 foi o escolhido para as extraccedilotildees de DNA das raiacutezes de
cana-de-accediluacutecar em condiccedilotildees do campo
Figura 3 ndash Concentraccedilatildeo de DNA de raiacutezes de braquiaacuteria extraiacutedo com os 5 meacutetodos A - concentraccedilatildeo determinada
por comparaccedilatildeo com marcador de massa B - concentraccedilatildeo medida a partir da absorbacircncia a 260 nm As
barras verticais indicam o desvio padratildeo Meacutedias seguidas de letras iguais natildeo diferem estatisticamente
pelo Tukey (p lt 005) O DNA extraiacutedo com o meacutetodo adaptado adaptado de Redecker (2000) natildeo foi
visualizado no gel apoacutes a eletroforese
A B
a a
b b
c
a
b bc
c
39
Figura 4 ndash Valores da relaccedilatildeo entre as absorbacircncias a 260 e 280 nm (A260A280) do DNA extraiacutedo de raiacutezes de
Brachiaria sp As barras representam o desvio padratildeo
Pode-se concluir que as quantificaccedilotildees de DNA por comparaccedilatildeo com marcador de massa
e por espectrofotometria nem sempre refletem a quantidade e a viabilidade de amplificaccedilatildeo do
DNA em amostras ambientais com uma comunidade microbiana diversa Sendo assim em
estudos de amostras ambientais natildeo eacute adequado se fazer generalizaccedilotildees sobre a metodologia mais
eficiente para a quantificaccedilatildeo do DNA ou para a avaliaccedilatildeo de sua qualidade O ideal seria um
estudo preacutevio para determinar as melhores condiccedilotildees de extraccedilatildeo e quantificaccedilatildeo para a
investigaccedilatildeo pretendida
A260A
280
40
Tabela 2 - Amplificaccedilatildeo do fragmento do gene rRNA 18S de amostras de DNA extraiacutedo de raiacutezes de braquiaacuteria utilizando
os iniciadores NS1 e NS8
FMA inoculado
Meacutetodo
A
scrobiculata
G
rosea
G
clarum
G
etunicatum
P
brasilianum
G rosea e S
heterogama FA ()
Kit Bio101 + + + + - + 83
Kit MoBio - + + - - + 50
Adaptado de Edwards et al (1997) - - - - - - -
Adaptado de Doyle amp Doyle (1990) + + - + - + 67
Adaptado de Redecker (2000) - - - - - - -
FA ()
40 60 40 40 - 60
FA - Frequecircncia de amplificaccedilatildeo
Tabela 3 - Amplificaccedilatildeo do fragmento do gene rRNA 18S de amostras de DNA extraiacutedo de raiacutezes de braquiaacuteria utilizando os
iniciadores SSU Glom1 e LSU Glom1
FMA inoculado
Meacutetodo
A
scrobiculata
G
rosea
G
clarum
G
etunicatum
P
brasilianum
G rosea e S
heterogama FA ()
Kit Bio101 + + + + + + 100
Kit MoBio - + + - + + 67
Adaptado de Edwards et al (1997) + + + + - + 83
Adaptado de Doyle amp Doyle (1990) - + + + + + 83
Adaptado de Redecker (2000) + - + + - + 67
Freq () 60 80 100 80 60 100
FA - Frequecircncia de amplificaccedilatildeo
41
232 Desenho e validaccedilatildeo de iniciadores especiacuteficos para grupos de FMAs
Para a obtenccedilatildeo de sequecircncias do gene rRNA 18S de FMAs comuns a ecossistemas
brasileiros inicialmente foram utilizadas espeacutecies isoladas da coleccedilatildeo de FMAs do Departamento
de Ciecircncia do Solo da ESALQ mantidas em plantas multiplicadoras em casa-de-vegetaccedilatildeo A
amplificaccedilatildeo com os pares de iniciadores NSF4 e NSR1787 ou NS1 e NS8 do DNA extraiacutedo de
esporos das espeacutecies Gigaspora margarita Gigaspora rosea Scutellospora heterogama Glomus
intraradices Glomus formasanum Acaulospora scrobiculata e Paraglomus brasilianum
apresentou aproximadamente 30 de eficiecircncia No entanto a clonagem desses fragmentos em
E coli natildeo foi possiacutevel Considerando-se que existe um bom nuacutemero de sequecircncias do gene
rRNA 18S de espeacutecies de FMAs comuns em ecossistemas brasileiros depositadas nos bancos de
dados puacuteblicos e que o dispecircndio de recursos e tempo para otimizaccedilatildeo da teacutecnica natildeo eacute
compensador decidiu-se usar tais sequecircncias depositadas para desenho de iniciadores especiacuteficos
para grupos de FMAs Desse modo nesse trabalho foram desenhados iniciadores especiacuteficos
para os grupos de FMAs mais frequentes em amostras ambientais Acaulosporaceae
Gigasporaceae Glomus Grupo A e Glomus Grupo B
As sequecircncias utilizadas para o desenho dos iniciadores satildeo apresentadas na Tabela 4
Essas foram alinhadas e agrupadas em funccedilatildeo de sua similaridade usando-se o programa
Sequencher 46 A famiacutelia Acaulosporaceae formou um agrupamento a 96 de similaridade o
Glomus Grupo B formou um agrupamento a 95 Gigasporaceae a 94 e Glomus Grupo A a
93 de similaridade
A formaccedilatildeo de um agrupamento somente com as sequecircncias de Glomeromycota natildeo foi
possiacutevel porque a diversidade de sequecircncias entre os FMAs eacute alta ao ponto de o agrupamento
apresentar sequecircncias de outros fungos Isto eacute uma das limitaccedilotildees para se desenhar um iniciador
que seja especiacutefico para todos os fungos de Glomeromycota A razatildeo para isso eacute a divergecircncia
dos grupos basais de Archaeosporaceae e Paraglomeraceae A Figura 5 apresenta a anaacutelise
filogeneacutetica das sequecircncias do gene rRNA 18S representativas dos gupos e que foram utilizadas
para o desenho de iniciadores
42
Tabela 4 ndash Sequecircncias de fungos alvo e natildeo-alvo obtidas do banco de dados do NCBI para o desenho de iniciadores
especiacuteficos para amplificarem o gene rRNA 18S de Glomeromycota
(continua)
Organismo Grupo Filo Acesso
Acaulospora laevis Acaulosporaceae Glomeromycota [AJ2508471]
Acaulospora laevis Acaulosporaceae Glomeromycota [Y176332]
Acaulospora longula Acaulosporaceae Glomeromycota [AJ3064391]
Acaulospora scrobiculata Acaulosporaceae Glomeromycota [AJ3064421]
Entrophospora colombiana Acaulosporaceae Glomeromycota [AB2201701]
Gigaspora albida Gigasporaceae Glomeromycota [AJ8526001]
Gigaspora albida Gigasporaceae Glomeromycota [AJ8525991]
Gigaspora decipiens Gigasporaceae Glomeromycota [U961461]
Gigaspora gigantea Gigasporaceae Glomeromycota [AJ8526021]
Gigaspora gigantea Gigasporaceae Glomeromycota [AJ8526011]
Gigaspora gigantea Gigasporaceae Glomeromycota [EF0143621]
Gigaspora margarita Gigasporaceae Glomeromycota [AJ8526051]
Gigaspora margarita Gigasporaceae Glomeromycota [AJ8526041]
Gigaspora margarita Gigasporaceae Glomeromycota [AJ8526031]
Gigaspora margarita Gigasporaceae Glomeromycota [AM1811441]
Gigaspora margarita Gigasporaceae Glomeromycota [AM1811431]
Gigaspora rosea Gigasporaceae Glomeromycota [AJ8526081]
Gigaspora rosea Gigasporaceae Glomeromycota [AJ8526071]
Gigaspora rosea Gigasporaceae Glomeromycota [AJ8526061]
Gigaspora rosea Gigasporaceae Glomeromycota [X587261]
Scutellospora aurigloba Gigasporaceae Glomeromycota [AJ2760932]
Scutellospora aurigloba Gigasporaceae Glomeromycota [AJ2760922]
Scutellospora calospora Gigasporaceae Glomeromycota [AJ3064461]
Scutellospora calospora Gigasporaceae Glomeromycota [AJ3064451]
Scutellospora calospora Gigasporaceae Glomeromycota [AJ3064431]
Scutellospora castanea Gigasporaceae Glomeromycota [AF0385901]
Scutellospora cerradensis Gigasporaceae Glomeromycota [AB0413451]
Scutellospora cerradensis Gigasporaceae Glomeromycota [AB0413441]
Scutellospora fulgida Gigasporaceae Glomeromycota [AJ3064351]
Scutellospora gilmorei Gigasporaceae Glomeromycota [AJ2760942]
Scutellospora gregaria Gigasporaceae Glomeromycota [AJ8712751]
Scutellospora gregaria Gigasporaceae Glomeromycota [AJ8712741]
Scutellospora heterogama Gigasporaceae Glomeromycota [AJ3064341]
Scutellospora heterogama Gigasporaceae Glomeromycota [AY6358321]
Scutellospora heterogama Gigasporaceae Glomeromycota [U365931]
Scutellospora heterogama Gigasporaceae Glomeromycota [AJ8526091]
Scutellospora nodosa Gigasporaceae Glomeromycota [AJ3064371]
Scutellospora projecturata Gigasporaceae Glomeromycota [AJ2427291]
Scutellospora reticulata Gigasporaceae Glomeromycota [AJ8712731]
Scutellospora spinosissima Gigasporaceae Glomeromycota [AJ3064361]
Scutellospora weresubiae Gigasporaceae Glomeromycota [AJ3064441]
Glomus caledonium Glomus grupo A Glomeromycota [Y176532]
Glomus caledonium Glomus grupo A Glomeromycota [Y176353]
Glomus clarum Glomus grupo A Glomeromycota [AJ2760842]
Glomus clarum Glomus grupo A Glomeromycota [AJ8525971]
Glomus coremioides Glomus grupo A Glomeromycota [AJ2497151]
Glomus coronatum Glomus grupo A Glomeromycota [AJ2760862]
Glomus fasciculatum Glomus grupo A Glomeromycota [Y176402]
Glomus fragilistratum Glomus grupo A Glomeromycota [AJ2760852]
Glomus geosporum Glomus grupo A Glomeromycota [AJ2456372]
Glomus intraradices Glomus grupo A Glomeromycota [AJ3018591]
43
Tabela 4 ndash Sequecircncias de fungos alvo e natildeo-alvo obtidas do banco de dados do NCBI para o desenho de iniciadores
especiacuteficos para amplificarem o gene rRNA 18S de Glomeromycota
(continuaccedilatildeo)
Organismo Grupo Filo Acesso
Glomus intraradices Glomus grupo A Glomeromycota [AJ8525261]
Glomus intraradices Glomus grupo A Glomeromycota [AY6358311]
Glomus intraradices Glomus grupo A Glomeromycota [DQ3226301]
Glomus intraradices Glomus grupo A Glomeromycota [X587251]
Glomus manihotis Glomus grupo A Glomeromycota [U365901]
Glomus manihotis Glomus grupo A Glomeromycota [Y176483]
Glomus mosseae Glomus grupo A Glomeromycota [AJ3064381]
Glomus mosseae Glomus grupo A Glomeromycota [AY6358331]
Glomus mosseae Glomus grupo A Glomeromycota [U961431]
Glomus mosseae Glomus grupo A Glomeromycota [U961441]
Glomus mosseae Glomus grupo A Glomeromycota [U961451]
Glomus sinuosum Glomus grupo A Glomeromycota [AJ1337061]
Glomus verruculosum Glomus grupo A Glomeromycota [AJ3018581]
Glomus etunicatum Glomus grupo B Glomeromycota [AJ8525981]
Glomus cf etunicatum Glomus grupo B Glomeromycota [Y176442]
Glomus luteum Glomus grupo B Glomeromycota [U365911]
Glomus claroideum Glomus grupo B Glomeromycota [AF1397321]
Glomus viscosum Glomus grupo B Glomeromycota [Y176522]
Glomus etunicatum Glomus grupo B Glomeromycota [Y176392]
Glomus luteum Glomus grupo B Glomeromycota [AJ2760893]
Glomus lamellosum Glomus grupo B Glomeromycota [AJ2760872]
Glomus claroideum Glomus grupo B Glomeromycota [AJ2760802]
Glomus claroideum Glomus grupo B Glomeromycota [AJ2760792]
Glomus claroideum Glomus grupo B Glomeromycota [AJ2760752]
Glomus lamellosum Glomus grupo B Glomeromycota [AJ2760833]
Archaeospora leptoticha Ambisporaceae Glomeromycota [AB0150521]
Archaeospora leptoticha Ambisporaceae Glomeromycota [AB2201721]
Archaeospora leptoticha Ambisporaceae Glomeromycota [AJ0064661]
Archaeospora leptoticha Ambisporaceae Glomeromycota [AJ3018611]
Acaulospora trappei Archaeosporaceae Glomeromycota [AJ0068001]
Acaulospora trappei Archaeosporaceae Glomeromycota [AJ0068011]
Archaeospora trappei Archaeosporaceae Glomeromycota [AM1142741]
Archaeospora trappei Archaeosporaceae Glomeromycota [Y176343]
Diversispora spurca Diversisporaceae Glomeromycota [AJ2760772]
Diversispora spurca Divesisporaceae Glomeromycota [Y176502]
Glomus versiforme Diversisporaceae Glomeromycota [AJ2760883]
Glomus versiforme Diversisporaceae Glomeromycota [X866873]
Glomus fulvum Glomeraceae Glomeromycota [AM4185431]
Pacispora scintillans Pacisporaceae Glomeromycota [AJ6199551]
Pacispora scintillans Pacisporaceae Glomeromycota [AJ6199541]
Pacispora scintillans Pacisporaceae Glomeromycota [AJ6199531]
Glomus occultum Paraglomeraceae Glomeromycota [AJ0067981]
Glomus occultum Paraglomeraceae Glomeromycota [AJ0067991]
Paraglomus brasilianum Paraglomeraceae Glomeromycota [AJ3018621]
Paraglomus occultum Paraglomeraceae Glomeromycota [AJ2760813]
Paraglomus occultum Paraglomeraceae Glomeromycota [AJ2760822]
Paraglomus occultum Paraglomeraceae Glomeromycota [DQ3226291]
Geosiphon pyriformis natildeo-alvo Glomeromycota [AJ2760742]
Geosiphon pyriformis natildeo-alvo Glomeromycota [AM1839231]
Geosiphon pyriformis natildeo-alvo Glomeromycota [X866862]
Geosiphon pyriformis natildeo-alvo Glomeromycota [Y159043]
44
Tabela 4 ndash Sequecircncias de fungos alvo e natildeo-alvo obtidas do banco de dados do NCBI para o desenho de iniciadores
especiacuteficos para amplificarem o gene rRNA 18S de Glomeromycota
(continuaccedilatildeo)
Organismo Grupo Filo Acesso
Geosiphon pyriformis natildeo-alvo Glomeromycota [Y159053]
Buellia dialyta natildeo-alvo Ascomycota [DQ9730091]
Capnodium coffeae natildeo-alvo Ascomycota [DQ2478081]
Capnodium salicinum natildeo-alvo Ascomycota [DQ6779971]
Capronia munkii natildeo-alvo Ascomycota [EF4136031]
Capronia pilosella natildeo-alvo Ascomycota [DQ8231061]
Cladonia caroliniana natildeo-alvo Ascomycota [AY5846641]
Diaporthe eres natildeo-alvo Ascomycota [DQ4710151]
Geoglossum nigritum natildeo-alvo Ascomycota [AY5446941]
Ophioparma lapponica natildeo-alvo Ascomycota [DQ9730051]
Orbilia auricolor natildeo-alvo Ascomycota [DQ4710011]
Orbilia vinosa natildeo-alvo Ascomycota [DQ4710001]
Peziza proteana f sparassoides natildeo-alvo Ascomycota [AY5447031]
Peltula umbilicata natildeo-alvo Ascomycota [DQ7828871]
Peziza vesiculosa natildeo-alvo Ascomycota [DQ4709951]
Taphrina wiesneri natildeo-alvo Ascomycota [AY5482931]
Xylaria acuta natildeo-alvo Ascomycota [AY5447191]
Xylaria hypoxylon natildeo-alvo Ascomycota [AY5446921]
Amanita brunnescens natildeo-alvo Basidiomycota [AY7070961]
Lactarius lignyotus natildeo-alvo Basidiomycota [DQ4576261]
Pleurotus ostreatus natildeo-alvo Basidiomycota [AY6570151]
Puccinia poarum natildeo-alvo Basidiomycota [DQ8310292]
Rhodotorula glutinis natildeo-alvo Basidiomycota [DQ8321941]
Rhodotorula hordea natildeo-alvo Basidiomycota [AY6570131]
Rhodotorula mucilaginosa natildeo-alvo Basidiomycota [DQ8321991]
Sphenospora kevorkianii natildeo-alvo Basidiomycota [DQ3545201]
Tilletiaria anomala natildeo-alvo Basidiomycota [AY8037521]
Trechispora sp natildeo-alvo Basidiomycota [AY8037531]
Tremella aurantia natildeo-alvo Basidiomycota [DQ8360001]
Udeniomyces puniceus natildeo-alvo Basidiomycota [DQ8360061]
Uromyces appendiculatus natildeo-alvo Basidiomycota [DQ3545101]
Ustilago tritici natildeo-alvo Basidiomycota [DQ8468951]
Chytriomyces hyalinus natildeo-alvo Chytridiomycota [DQ5364871]
Cladochytrium replicatum natildeo-alvo Chytridiomycota [AY5466831]
Cyllamyces aberensis natildeo-alvo Chytridiomycota [DQ5364811]
Gaertneriomyces semiglobiferus natildeo-alvo Chytridiomycota [AF1642472]
Olpidium brassicae natildeo-alvo Chytridiomycota [DQ3226241]
Physoderma maculare natildeo-alvo Chytridiomycota [DQ5364891]
Polychytrium aggregatum natildeo-alvo Chytridiomycota [AY6017111]
Rhizidium endosporangiatum natildeo-alvo Chytridiomycota [DQ5364841]
Rhizophlyctis harderi natildeo-alvo Chytridiomycota [AF1642722]
Rhizophlyctis rosea natildeo-alvo Chytridiomycota [AY6358291]
Rhizophydium elyensis natildeo-alvo Chytridiomycota [DQ5364791]
Rozella allomycis natildeo-alvo Chytridiomycota [AY6358381]
Spizellomyces punctatus natildeo-alvo Chytridiomycota [AY5466841]
Basidiobolus ranarum natildeo-alvo Zygomycota [AY6358411]
Coemansia reversa natildeo-alvo Zygomycota [AY5466851]
Cokeromyces recurvatus natildeo-alvo Zygomycota [AY6358431]
Endogone lactiflua natildeo-alvo Zygomycota [DQ5364711]
Endogone pisiformis natildeo-alvo Zygomycota [DQ3226281]
Entomophthora muscae natildeo-alvo Zygomycota [AY6358201]
45
Tabela 4 ndash Sequecircncias de fungos alvo e natildeo-alvo obtidas do banco de dados do NCBI para o desenho de iniciadores
especiacuteficos para amplificarem o gene rRNA 18S de Glomeromycota
(conclusatildeo)
Organismo Grupo Filo Acesso
Mortierella sp natildeo-alvo Zygomycota [AY6358281]
Orphella haysii natildeo-alvo Zygomycota [DQ3226261]
Phycomyces blakesleeanus natildeo-alvo Zygomycota [AY6358371]
Rhizopus stolonifer natildeo-alvo Zygomycota [DQ5364741]
Rhopalomyces elegans natildeo-alvo Zygomycota [AY6358341]
Umbelopsis ramanniana natildeo-alvo Zygomycota [DQ3226271]
Nessa anaacutelise verifica-se que membros das classes Archaeoporales e Paraglomerales
formam clades mais distantes filogeneticamente dos demais Glomeromycota o que estaacute de
acordo com outros estudos filogeneacuteticos com base no gene rRNA 18S desses fungos
(REDECKER MORTON BRUNS 2000) Aleacutem disso com as sequecircncias desse estudo e
utilizando o programa Sequencher 46 foi observado que esses dois grupos basais de FMAs estatildeo
associados com outros fungos em um agrupamento a 90 de similaridade enquanto as
sequecircncias restantes de FMAs formam um agrupamento distinto Haacute formaccedilatildeo de um
agrupamento com todos as sequecircncias de FMAs a 89 de similaridade mas esse tambeacutem inclui
sequecircncias de vaacuterios outros fungos Ainda assim uma sequecircncia consenso formada somente por
Glomeromycota foi obtida apoacutes alinhamento das sequecircncias com o programa Multalin e utilizada
para o desenho de iniciadores No entanto natildeo haacute uma regiatildeo conservada no gene rRNA 18S de
Glomeromycota que exclua outros fungos Portanto a divergecircncia de sequecircncias do gene rRNA
18S dentro do grupo de Glomeromycota impossibilita o desenho de iniciadores especiacuteficos para
amplificar uma regiatildeo do gene rRNA 18S comum a todos os FMAs
Ao contraacuterio do presente trabalho Lee Lee e Young (2008) desenharam os iniciadores
AML1 e AML2 especiacuteficos para todos os fungos de Glomeromycota inclusive os grupos basais
Archaeosporales e Paraglomerales No entanto verifica-se 100 de similaridade quando alinha-
se o iniciador AML1 com sequecircncias de fungos natildeo-alvo do banco Genbank tais como as
sequecircncias do gene rRNA 18S de Taphrina wiesneri (Ascomycota acesso AY5482931)
Amanita brunnescens (Basidiomycota acesso AY7070961) Rhizidium endosporangiatum
(Chytridiomycota acesso DQ5364841) e Endogone pisiformis (Zygomycota acesso
DQ3226281) (dados natildeo mostrados) O AML2 pode ser usado alternativamente como o segundo
iniciador (reverso) na reaccedilatildeo de amplificaccedilatildeo apesar de ele apresentar as 7 primeiras bases na
extremidade 3rsquo similar a alguns fungos natildeo-alvo (dados natildeo mostrados)
46
Figura 5 ndash Relaccedilotildees filogeneacuteticas entre os diferentes fungos micorriacutezicos arbusculares determinadas por neighbor-
joining com base nas sequecircncias dos genes rRNA 18S Essas satildeo sequecircncias representativas dos grupos
utilizados para o desenho de iniciadores Os nuacutemeros sobre os ramos indicam a percentagem de 1000
repeticcedilotildees da anaacutelise de bootstrap A barra representa duas substituiccedilotildees a cada 100 nucleotiacutedeos Os
nomes dos iniciadores desenhados nesse trabalho estatildeo grafados em itaacutelico e negrito abaixo do nome dos
seus grupos ndash Gigasporaceae Acaulosporaceae Glomus grupo A e Glomus grupo B As linhas
transversais tracejadas indicam famiacutelias ou grupos e as linhas cheias indicam os filos
47
O baixo nuacutemero de sequecircncias e espeacutecies de Diversisporaceae e Pacisporaceae
disponiacuteveis nos bancos de dados puacuteblicos eacute insuficiente para o desenho de iniciadores
especiacuteficos por essa razatildeo esses dois grupos de FMAs natildeo foram considerados para o desenho
dos iniciadores grupo-especiacuteficos
Desenho de iniciadores grupo-especiacuteficos Utilizando os programas Beacon Designer
702 Primer3 e a busca manual foram encontradas por volta de 150 sequecircncias de
oligonucleotiacutedeos com potencial para serem usadas como iniciadores Para os ensaios de PCR
sete desses oligonucleotiacutedeos foram selecionados com base na avaliaccedilatildeo de especificidade
utilizando o BLAST e o alinhamento com sequecircncias alvo e natildeo-alvo e segundo as propriedades
dos iniciadores avaliadas no programa Oligo Analyzer O programa Beacon Designer 702 natildeo
possibilitou o desenho de iniciadores especiacuteficos As sequecircncias dos sete iniciadores selecionados
satildeo apresentadas na Tabela 5 juntamente com suas respectivas temperaturas de desnaturaccedilatildeo
(Tm) calculada com o programa Oligo Analyzer e tamanho esperado dos amplicons quando
utilizados com o iniciador nu-SSU-1196 modificado
Nas Figuras 6 a 11 satildeo mostrados os alinhamentos dos iniciadores com as sequecircncias alvo
e diversas sequecircncias natildeo-alvo representadas pelos grupos filogeneacuteticos Glomeromycota
Ascomycota Basidiomycota Chytridiomycota Zygomycota Faneroacutegamas e Homo sapiens
Tabela 5 ndash Iniciadores selecionados e suas respectivas temperaturas de desnaturaccedilatildeo (Tm) e
tamanho de amplicons esperados quando utilizados com o iniciador nu-SSU-1196
modificado
Iniciador Sequecircncia (5 rarr 3) Especificidade Tm (ordmC)
Tamanho
esperado do
amplicon (pb)
ACAU220 GGG GTT TCC CAT TGG TGR ATC AT Acaulosporaceae 646 995
GLOMB652 TAA GGG GTA TGA ACT GGT GTA G Glomus Grupo B 603 565
GLOMB673 GTC AAT TTC TCA CCT TCT GGA G Glomus Grupo B 603 544
GIGA202 AAA CCA ATA RCC TTC GGG TTT C Gigasporaceae 603 987
GIGA615 TAG TTG AAT TTC GGG GTT CTA C Gigasporaceae 584 574
GLOMA189 TTA GAT AAA AAA CCA ATA TCG GG Glomus Grupo A 557 1018
GLOMA690 CGT AAT GCC ATT AAT TTG GTG T Glomus Grupo A 565 517
48
ACAU220 GGGGTTTCCCATTGGTGRATCAT
Acaulospora longula TTTTGGGGTTTCCCATTGGTGGATCATAATAACTTT
Acaulospora scrobiculata GCAAGGGGTTTCCCATTGGTGAATCATAATAACTTT
Acaulospora laevis GCAAGGGGTTTCCCATTGGTGAATCATAATAACTTT
Entrophospora colombiana GCAAGGGGTTTCCCATTGGTGAATCATAATAACTTT
Scutellospora heterogama -CTTCGGGTTTCAC-TTGGTGATTCATGATAACTTT
Pacispora scintilans TTCG-GGGTTTC-CTTTGGTGATTCATGATAACTTT
Glomus intraradices GCAACCGA-TTC-CCTTGGTGATTCATAATAACTTT
Glomus etunicatum GCAACCAACTAAACCTTGGTGATTCATGATAACTTT
Paraglomus brasilianum TATGCCGG--AA-CTGTGGTGAATCATGATAACTTG
Archaeospora leptoticha TTCGGGCGAGTCCC-TTGGTGATTCATGGTAACTTT
Pleurotus ostreatus -CTCGCCGCTCCC--TTGGTGATTCATAATAACTTC
Rhizidium endosporangiatum -GCAACCGGTTCT--TTGGTGATTCATGGTAACTTT
Chytriomyces hyalinus ---AAACGGTTCT--TTGGTGATTCATAGTAACTTT
Capnodium coffeae -CCCTTCGGGGCTCAATGGTGAATCATAATAACTTA
Ustilago tritici -CTCCTCGGAGTT---TGGCGATTCATAATAACTTC
Rhizopus stolonifer TAAAACCTGTTTC--TTGGTGAATCATAATAATTAA
Endogone pisiformis -AACCACTCATC----TGGTGATTCATAATAACTTT
Cladonia caroliniana -CCCTTCGGGGCTCCTTGGTGATTCATAATAACTTC
Zea mays TCTGCCCGCCGAT--CCGATGATTCATGATAACTTG
Glycine max TCTGCCTGTTGCT--TTGATGATTCATGATAACTCG
Figura 6 ndash Local de ancoramento do iniciador ACAU220 (5rsquorarr 3rsquo) nas sequecircncias do gene rRNA 18S de FMAs e
outros organismos O iniciador e o local de iniciaccedilatildeo nas sequecircncias alvo satildeo mostrados em negrito
Similaridades das sequecircncias dos organismos e do iniciador estatildeo marcadas em cinza
GIGA202 AAACCAATARCCTTCGGGTTTC
Scutellospora heterogama AGAT-AAAAACCAATAACCTTCGGGTTTC-AC----TTGGTG
Scutellospora calospora AGAT-GAAAACCAATAGCCTTCGGGTTTCCAC----TTGGTG
Scutellospora projecturata AGAT-AAAAACCAATAACCTTCGGGTTTCCAC----TTGGTG
Gigaspora gigantea AGAT-AAAAACCAATAACCTTCGGGTTTCC-C----TTGGTG
Gigaspora margarita AGAT-AAAAACCAATAACCTTCGGGTTTCC-C----TTGGTG
Gigaspora rosea AGAT-AAAAACCAATAACCTTCGGGTTTCC-C----TTGGTG
Scutellospora gilmorei AGAT-AAAAACCAATAACCTTCGGGTTTC-AC----TTGGTG
Scutellospora fulgida AGAT-AAAAACCAATAACCTTCGGGTTTC-AC----TTGGTG
Scutellospora spinosissima AGAT-AAAAACCAATAACCTTCGGGTTTC-AC----TTGGTG
Scutellospora gregaria AGAT-AAAAACCAATAACCTTCGGGTTTC-AC----TTGGTG
Scutellospora weresubiae AGAT-AAAAACCAATAACCTTCGGGTTTC-AT----ATGGTG
Scutellospora cerradensis AGAT-AAAAACCAATAACCTTCGGGTTTC-AC----TTGGTG
Gigaspora albida AGAT-AAAAACCAATAACCTTCGGGTTTCC-C----TTGGTG
Scutellospora nodosa AGGT-AAAAACCAATAACCTTCGGGTTTCCAG----TTGGTG
Scutellospora castanea AGAT-AAAAACCAATAACCTTCGGGTTTC-AC----TTGGTG
Scutellospora aurigloba AGAT-AAAAACCAATAGCCTTCGGGTTTCAAC----TTGGTG
Pacispora scintillans AGATAAAAAACCAATAGCCCTTCGGGGTT--TCCT-TTGGTG
Glomus intraradices AGATAAAAAACCAATATCGGGCAACCGAT--TCCC-TTGGTG
Acaulospora longula AGATAAAAAACCAATAACTCCTTTTGGGGTTTCCCATTGGTG
Glomus etunicatum AGATAAAAAACCAACAGTTGGGCAACCAACTAAACCTTGGTG
Paraglomus brasilianum AGATAAAAAGCCAACCCGGCTTATGCCGGAACT---GTGGTG
Archaeospora leptoticha AGATACAAAACCAATCTCGTCTTCGGGCGAGTCCC-TTGGTG
Capnodium coffeae AGATAAAAAACCAATGCCCTTCGGGGCTCAA-----T-GGTG
Cladonia caroliniana AGATAAAAAACCAATGCCCTTCGGGGCTCC------TTGGTG
Pleurotus ostreatus AGATAAAAAACCGACGCGGCTCGCCGCTCCC-----TTGGTG
Endogone pisiformis AGATAAAAAACCAACGTGGGCAACCACTCAT-----CTGGTG
Ustilago tritici AGAT-AAAAACC-ATCCTCCTCGGAGT---------TTGGCG
Chytriomyces hyalinus AGATAAAAAACCAACCCGGAAACGGTT-C-T-----TTGGTG
Rhizidium endosporangiatum AGATAAAAAACCAACCCGGGCAACCGGTTCT-----TTGGTG
Rhizopus stolonifer AGAT--AAAACCAACGCGGGGTAAAACCTGTTTC--TTGGTG
Zea mays AGATAAAAGGCTGACGCGGGCTCTGCCCGCCGAT--CCGATG
Glycine max AGATAAAAGGTCAACACAGGCTCTGCCTG-TTGCT-TTGATG
Homo sapiens AGAT-CAAAACCAACCCGGTCAGCCCCTCTCCGGCCCCGGCC
Figura 7 ndash Local de ancoramento do iniciador GIGA202 (5rsquorarr 3rsquo) nas sequecircncias do gene rRNA 18S de FMAs e
outros organismos O iniciador e o local de iniciaccedilatildeo nas sequecircncias alvo satildeo mostrados em negrito
Similaridades das sequecircncias dos organismos e do iniciador estatildeo marcadas em cinza
49
GIGA615 TAGTTGAATTTCGGGGTTCTAC
Scutellospora heterogama GCTCGTAGTTGAATTTCGGGGTTCCACCGTTG
Scutellospora calospora GCTCGTAGTTGAATTTCGGGGTTCTACCGTTG
Scutellospora projecturata GCTCGTAGTTGAATTTCGGGGTTCTACCATTG
Gigaspora gigantea GCTCGTAGTTGAATTTCGGGGTTCTACCGTTG
Gigaspora margarita GCTCGTAGTTGAATTTCGGGGTTCTACCGTTG
Gigaspora rosea GCTCGTAGTTGAATTTCGGGGTTCTACCGTTG
Scutellospora gilmorei GCTCGTAGTTGAATTTCGGGGTTCTACCGTTG
Scutellospora fulgida GCTCGTAGTTGAATTTCGGGGTTCTACCGTTG
Scutellospora spinosissima GCTCGTAGTTGAATTTCGGGGTTCTACCGTTG
Scutellospora gregaria GCTCGTAGTTGAATTTCGGGGTTCTACCGTTG
Scutellospora weresubiae GCTCGTAGTTGAATTTCGGGGTTCTACCGTTG
Scutellospora cerradensis GCTCGTAGTTGAATTTCGGGGTTCTACCGTTG
Gigaspora albida GCTCGTAGTTGAATTTCGGGGTTCTACCGTTG
Scutellospora nodosa GCTCGTAGTTGAATTTCGGAATTTTACCGTTG
Scutellospora castanea GCTCGTAGTTGAATTTCGGGGTTTTACCGTTG
Scutellospora aurigloba GCTCGTAGTTGAATTTCGGGATTCTACCGTCG
Pacispora scintillans GCTCGTAGTTGAATTTCGAAATTTTTTTATCG
Glomus intraradices GCTCGTAGTTGAATTTCGGGGTTAGTAGGTTG
Acaulospora longula GCTCGTAGTTGAATTTCGGGATTTGTCAGTTG
Glomus etunicatum GCTCGTAGTTGAATTTCGGGATTGACACATCG
Paraglomus brasilianum GCTCGTAGTTGAACTTCAGGCCTGGCTGGACG
Archaeospora leptoticha GCTCGTAGTTGAATTTTGGGTCTGGCCGGGCG
Capnodium coffeae GCTCGTAGTTGAACCTTGGGCCTGGCTGGCCG
Cladonia caroliniana GCTCGTAGTTGAAACTTGGGCCTGGCTGACCG
Pleurotus ostreatus GCTCGTAGTTGAACTTCAGACCTGGCTGGGCG
Endogone pisiformis GCTCGTAGTTGAATTTTAGCTCTGGCTGGGCG
Ustilago tritici GCTCGTAGTTGAAGTTTGGTCTCGGACGCTGG
Chytriomyces hyalinus GCTCGTAGTTGAATTTTGGGCCGGGTTTGAAG
Rhizidium endosporangiatum GCTCGTAGTTGAATTTTGGGCTGGGCTGGGCG
Rhizopus stolonifer GTCCGTAGTCAAACTTTAGTCTT--ACTGGCG
Zea mays GCTCGTAGTTGGACCTTGGGCCGGGCCGGGTG
Glycine max GCTCGTAGTTGGACCTTGGGTTGGGTCGATCG
Homo sapiens GCTCGTAGTTGGATCTTGGGAGCGGGCGGGCG
Figura 8 ndash Local de ancoramento do iniciador GIGA615 (5rsquorarr 3rsquo) nas sequecircncias do gene rRNA 18S de FMAs e
outros organismos O iniciador e o local de iniciaccedilatildeo nas sequecircncias alvo satildeo mostrados em negrito
Similaridades das sequecircncias dos organismos e do iniciador estatildeo marcadas em cinza
GLOMB652 TAAGGGGTATGAACTGGTGTAG
Glomus luteum TGCCTTAAGGGGTATGAACTGGTGTAGTCAATTTCTCACCTTCTGGAG-AACG
Glomus lamellosum TGCCTTAAGGGGTATGAACTGNTGTAGTCAATTTCTCACCTTCTGGAG-AACC
Glomus etunicatum TGCCTTAAGGGGTATGAACTGGTGTAGTCAATTTCTCACCTTCTGGAG-AACC
Glomus viscosum TGCCTTAAGGGGTATGAACTGGTGTAGTGAATTTCTCACCTTCTGGAG-AACC
GLOMB673 GTCAATTTCTCACCTTCTGGAG
Pacispora scintilans AATCAACAGG--TTCGTACTGATTTTAAGAATTTCT-ACCTTCTGGAG-AACC
Glomus intraradices ATGCCTCTGG--TATGTACTGGTCTCACTGATTCCT--CCTTCCTTATGAACC
Acaulospora longula GGCTTAACTG--TCCGTATTGACTTGATGGATTCTT-ACCTTC-TGAGTAACC
Scutellospora heterogama GGG-CTATTG--TCTGTACTGGTGTGTGGAATTTCT-ACCTTCTGGGG-AACT
Paraglomus brasilianum GCCTTCCGGG--TGAGTACTGTCTGTGGTCGGGTCCTACCTTCTGGCG-AAGC
Archaeospora leptoticha ACCT-TCTGG--TGAGCACTGTTCCGACGCCGGGCCTATCCTTCTGGTGAGAC
Pleurotus ostreatus_ CG-CTTAACGG-CGTGTACTGT-CT-GGCTGGGCCTTACCTCTTGGTG-AGCC
Rhizidium endosporangiatum CGCCGCAA-GG-TGAGCACTGCT-C-CGGTCTGG-TCTTTCCTTCTGGGGATC
Chytriomyces hyalinus TGCC--AATGG-CATGTACT--T-TCGGCC-TGG-TCTTTCCTTGTGGGGAAC
Endogone pisiformis TGCCTTTACGG-TGGGTACTACT-TTGGCTGGGGTTCACCTTCTGGTG-AGCT
Rhizopus stolonifer GGTCTTCATTGACC-AAGCTCATTGC-TGCCGGAGACTCCATGTTCATTA-GG
Cladonia caroliniana CGCCTCACCGCGT--GCACTGGC-TCGGCCGGGCCTTTCCTTCTGGGG-AACC
Ustilago tritici TGCTTCATTG--CATGTACTTG-GC-GGTCCGAGACTTCCTTCCTGGTGAACG
Capnodium coffeae CGCCTCACCGCGT--GTACTGGT-CCGGCCGGGCCTTTCCTTCTGGGG-AACC
Zea mays CGCCGTACGGG-CA-GAACCGA--CCGGCTCGA---C--CCTTCTGCCGGCGA
Glycine max CGCC-TCCGGTGT--GCACCGGT-CGGCTCGTCCCTTCTGCCGGCGAT-GCGC
Homo sapiens CGCCGCGAGGCGAGCCACCGCCCGT-CCCCGCCCCTTGCCT-CTCGGCGCCCC
Figura 9 ndash Locais de ancoramento dos iniciadores GLOMB652 e GLOMB673 (5rsquorarr 3rsquo) nas sequecircncias do gene
rRNA 18S de FMAs e outros organismos Os iniciadores e os locais de de iniciaccedilatildeo nas sequecircncias alvo
satildeo grafados em negrito Similaridades das sequecircncias dos organismos e do iniciador GLOMB652 estatildeo
marcadas em cinza e marcadas em preto para o iniciador GLOMB673
50
GLOMA189 TTAGATAAAAAACCAATATCGGG
Glomus manihotis TATTTATTAGATAAAAAACCAATATCGGG-AAACCGA
Glomus clarum TATTTATTAGATAAAAAACCAATATCGGG-AAACCGA
Glomus intraradices TATTTATTAGATAAAAAACCAATATCGGG-CAACCGA
Glomus verruculosum TATTTATTAGATAAAAAACCAATATCGGG-CAACCGA
Glomus caledonium TATTTATTAGATAAAAAACCAATATCGGG-CAACCGA
Glomus fragislistratum TATTTATTAGATAAAAAACCAATATCGGG-CAACCGA
Glomus mosseae TATTTATTAGATAAAAAACCAATATCGGG-CAACCGA
Glomus coronatum TATTTATTAGATAAAAAACCAATATCGGG-CAACCGA
Glomus geosporum TATTTATTAGATAAAAAACCAATATCGGG-CAACCGA
Glomus sinuosum TATTTATTAGATAAAAAACCAATATCGGGGCAACCTG
Glomus coremioides TATTTATTAGATAAAAAACCAATATCGGG-CAACCGA
Acaulospora longula TATTTATTAGATAAAAAACCAATAACTCC-TTTTGGG
Glomus etunicatum TATTTATTAGATAAAAAACCAACAGTTGGGCAACCAA
Paraglomus brasilianum TATTTATTAGATAAAAAGCCAACC-C-GG-CTTA-TG
Archaeospora leptoticha TATTTATTAGATACAAAACCAATCTCGT--CTTCGGG
Scutellospora heterogama TATTTATTAGATAAAAA-CCAATAAC----CTTCGGG
Pacispora scintilans TATTTATTAGATAAAAAACCAATA--GCC-CTTCGGG
Pleurotus ostreatus TATTTATTAGATAAAAAACCGACGC--GG-CT-CGCC
Rhizidium endosporangiatum TATTTATTAGATAAAAAACCAACC-CGGG-CAACCGG
Chytriomyces hyalinus TATTTATTAGATAAAAAACCAACC-CGG---AAACGG
Endogone pisiformis TATTTATTAGATAAAAAACCAACGT-GGGC-AACCAC
Zea mays CATTTATTAGATAAAAGGCTGACG-CGGG-CTCTGCC
Glycine max CATTTATTAGATAAAAGGTCAACA-CAGG-CTCTGCC
Rhizopus stolonifer CACTTATTAGATAAAA--CCAACG-CGGG-GTAAAAC
Cladonia caroliniana TATTTATTAGATAAAAAACCAAT---GCC-CTTCGGG
Ustilago tritici TATTTATTAGATAAAAA-CCA-TC-CTC--CTCGGAG
Capnodium coffeae TATTTATTAGATAAAAAACCAAT---GCC-CTTCGGG
Figura 10 ndash Local de ancoramento do iniciador GLOMA189 (5rsquorarr 3rsquo) nas sequecircncias do gene rRNA 18S de FMAs e
outros organismos O iniciador e o local de iniciaccedilatildeo nas sequecircncias alvo satildeo mostrados em negrito
Similaridades das sequecircncias dos organismos e do iniciador estatildeo marcadas em cinza
51
GLOMA690 CGTAATGCCATTAATTTGGTGT
Glomus manihots GAACCGTAATGCCATTAATTTGGTGTTGCGGGG
Glomus clarum (1) GAACCGTAATGCCATTAATTTGGTGTTGCGGGG
Glomus clarum (2) GAACTGTAATGTCATTAATTTGGTGTTGCGGGG
Glomus intraradices GAACCGTAATGCCATTAATTTGGTGTTGCGGGG
Glomus verruculosum AAACCGTAATGCCATTAATTTGGTGTCACGGGG
Glomus caledonium GAACCGTAATGCCATTAATTTGGTGTCACGGGG
Glomus fragilistratum GAACCGTAATGCCATTAATTTGGTGTCACCGGG
Glomus mosseae GAACCGTAATGCCATTAATTTGGTGTTACGGGG
Glomus coronatum GAACCGTAATGCCATTAATTTGGTGTCACGGGG
Glomus geosporum GAACCGTAATGCCATTAATTTGGTGTCACGGGG
Glomus sinuosum GAGCCGTAATGCCATTAATTTGGTGTTGCGGGG
Glomus coremioides GAGCCGTAATGTCATTAATTTGGTGTTGCGGGG
Acaulospora longula TAACCAGCATGCTATTAAGTTAGTGCGTTGGGG
Pacispora scintilans GAACCTTAATGTCATTTATTTGATGTTTTGGGA
Glomus etunicatum GAACCGCGATGCCCTTAATTGGGTGTCACGGGG
Paraglomus brasilianum GAAGCGTCATGGCCTTAACCGGCCGTGGCGGGG
Archaeospora leptoticha GAGACGGCATGCCCTTCGCTGGGTGTGTCGGGG
Scutellospora heterogama GAACTATCATGTTATTAATTTAGCGTGGTAGGA
Pleurotus ostreatus GAGCCGGCGTGCCCTTTATT-GGTGTGCGTTGG
Rhizidium endosporangiatum GATCTAGCGTGCGCTTCACT--GTGTGCGTTAG
Chytriomyces hyalinus GAACACGTGTGCACTTTACTGTGTGTGCGTGGG
Endogone pisiformis GAGCTGGCATGTTCTTAACTGGATGTGTCAGGG
Ustilago tritici -GAACGGCCG--CCTTCG---GGTGGTCC---G
Capnodium coffeae GAACCG-CATGCCCTTCACTGGGCGTGTGTGGG
Cladonia caroliniana -AACCG-CATGGCCTTCATT-GGTCGTGTTGGG
Rhizopus stolonifer GTTCATTAGGGGAAAATCTCTAGGGGTTTTTTT
Zea mays ATGCGCTCCTGGCCTTAACTGGCCGGGTCGTGC
Glycine max ATGCGCTCCTGTCCTTAACTGGCCGGGTCGTGC
Homo sapiens GCCCCCTCGATGCTCTTAGCTGAGTGTCCCGCG
Figura 11 ndash Local de ancoramento do iniciador GLOMA690 (5rsquorarr 3rsquo) nas sequecircncias do gene rRNA 18S de FMAs e
outros organismos O iniciador e o local de iniciaccedilatildeo nas sequecircncias alvo satildeo mostrados em negrito
Similaridades das sequecircncias dos organismos e do iniciador estatildeo marcadas em cinza
Utilizando-se as amostras de DNA de FMAs provenientes de vasos de multiplicaccedilatildeo em
casa-de-vegetaccedilatildeo verificou-se que a temperatura de 61 ordmC foi adequada para o pareamento dos
iniciadores desenhados e para a eficiente amplificaccedilatildeo do gene rRNA 18S (Figura 12) Quando
testados com amostras de DNA de FMAs natildeo-alvo os iniciadores utilizados natildeo permitem a
amplificaccedilatildeo do DNA (Figura 13) O iniciador ACAU469 mostrou-se inespeciacutefico (Figura 13) e
o iniciador GLOMA348 apresentou pouca repetibilidade nas reaccedilotildees de amplificaccedilatildeo Em razatildeo
disso esses dois iniciadores foram excluiacutedos das anaacutelises posteriores Foram feitas tentativas para
a amplificaccedilatildeo por meio de PCR multiplex onde todos os 4 iniciadores foram usados ao mesmo
tempo Entretanto natildeo foi possiacutevel a amplificaccedilatildeo
Nas amostras de raiacutezes de Brachiaria sp e de cana-de-accediluacutecar inoculadas com FMAs em
casa-de-vegetaccedilatildeo os iniciadores tambeacutem amplificaram especificamente o DNA alvo (Figura
12) No entanto em amostras de raiacutezes ambientais do experimento com gramiacuteneas em pradaria
dos EUA foi necessaacuteria a utilizaccedilatildeo de nested PCR para a amplificaccedilatildeo do gene rRNA 18S
usando os iniciadores grupo-especiacuteficos Sugere-se que esse fato seja decorrente da baixa
52
concentraccedilatildeo do DNA alvo em relaccedilatildeo ao DNA total das amostras Com exceccedilatildeo dos iniciadores
para Gigasporaceae todos os outros iniciadores amplificaram DNA de amostras de raiacutezes da
pradaria No entanto a concentraccedilatildeo de amplicons obtida com o iniciador ACAU220 foi baixa e
natildeo foi possiacutevel sua clonagem e sequenciamento Os produtos de PCR usando DNA das amostras
de raiacutezes de pradaria foram clonados e sequenciados para verificar a especificidade dos
iniciadores e determinar a estrutura da comunidade de FMAs Pela anaacutelise de similaridade e
filogeneacutetica os iniciadores GLOMA189 e GLOMA690 amplificaram especificamente o DNA de
Glomus grupo A em raiacutezes de pradaria (Figuras 14 e 15)
Figura 12 ndash Amplificaccedilatildeo por PCR do DNA de raiacutezes de plantas cultivadas em casa-de-vegetaccedilatildeo e inoculadas com
FMAs 1 Brachiaria sp inoculada com Acaulospora scrobiculata (Acaulosporaceae) 2 Brachiaria sp
inoculada com Gigaspora rosea (Gigasporaceae) 3 Brachiaria sp inoculada com Glomus clarum
(Glomus grupo A) 4 Brachiaria sp inoculada com Glomus etunicatum (Glomus grupo B) 5
Brachiaria sp inoculada com G rosea e Scutellospora heterogama 6 cana-de-accediluacutecar inoculada com
mistura de FMAs (G clarum Glomus intraradices G rosea Paraglomus sp Acaulospora sp) 7
cana-de-accediluacutecar natildeo-inoculada 8 Controle negativo da primeira reaccedilatildeo de PCR 9 Controle negativo da
segunda reaccedilatildeo de PCR 10 DNA de Glomus caledonium (Glomus grupo A) de vaso de multiplicaccedilatildeo
11 DNA de Acaulospora longula (Acaulosporaceae) de vaso de multiplicaccedilatildeo 12 DNA de
Scutellospora calospora (Gigasporaceae) de vaso de multiplicaccedilatildeo 13 DNA de Glomus claroideum
(Glomus grupo B) de vaso de multiplicaccedilatildeo M marcador molecular PCR markers (Promega) pb
tamanho em pares de base dos fragmentos do marcador molecular
Iniciador
Iniciador
Iniciador
Amostra
Amostra
1000 750 500 300 150 50
pb
1000 750 500 300 150 50
pb
53
Figura 13 ndash Amplificaccedilatildeo do gene rRNA 18S por PCR em soluccedilotildees contendo mistura de DNA natildeo-alvo para cada
iniciador Canaletas 1 ndash Iniciador ACAU220 e 2 ndash Iniciador ACAU469 especiacuteficos para
Acaulosporaceae em DNA de Glomus claroideum G caledonium Scutellospora calospora Agaricus
sp Saccharomyces sp Canaletas 3 ndash Iniciador GLOMB652 e 4 ndash Iniciador GLOMB673 especiacuteficos
para Glomus grupo B em DNA de Acaulospora longula G caledonium S calospora Agaricus sp
Saccharomyces sp Canaletas 5 ndash Iniciador GLOMA189 6 ndash Iniciador GLOMA348 e 7 ndash Iniciador
GLOMA690 especiacuteficos para Glomus grupo A em DNA de A longula G claroideum S calospora
Agaricus sp Saccharomyces sp Canaletas 8 ndash Iniciador GIGA202 e 9 - Iniciador GIGA615
especiacuteficos para Gigasporaceae em DNA de A longula G claroideum G caledonium Agaricus sp
Saccharomyces sp M ndash Marcador molecular PCR Markers (Promega) pb tamanho em pares de base
dos fragmentos do marcador molecular
pb
1000 750
500
300 150
50
54
Figura 14 ndash Relaccedilotildees filogeneacuteticas entre as sequecircncias do rDNA 18S obtidas de raiacutezes de raiacutezes de pradaria
utilizando o iniciador GLOMA189 e sequecircncias de FMAs determinadas usando neighbor joining
Nuacutemeros sobre os ramos indicam a porcentagem de 1000 repeticcedilotildees da anaacutelise de bootstrap A barra
representa uma substituiccedilatildeo a cada 100 nucleotiacutedeos As sequecircncias de raiacutezes com adubaccedilatildeo
nitrogenada estatildeo grafadas em preto e negrito e das raiacutezes sem adubaccedilatildeo estatildeo grafadas em vermelho e
negrito
55
Figura 15 ndash Relaccedilotildees filogeneacuteticas entre as sequecircncias do rDNA 18S obtidas de raiacutezes de raiacutezes de pradaria
utilizando o iniciador GLOMA690 e sequecircncias de FMAs determinadas usando neighbor joining
Nuacutemeros sobre os ramos indicam a porcentagem de 1000 repeticcedilotildees da anaacutelise de bootstrap A barra
representa uma substituiccedilatildeo a cada 100 nucleotiacutedeos As sequecircncias de raiacutezes com adubaccedilatildeo
nitrogenada estatildeo grafadas em preto e negrito e das raiacutezes sem adubaccedilatildeo estatildeo grafadas em vermelho e
negrito
Dessa forma confirma-se a especificidade dos iniciadores GLOMA189 e GLOMA690
para amplificaccedilatildeo do grupo alvo Glomus grupo A No entanto os iniciadores GLOMB652
GLOMB673 e AM1 apresentaram vieacutes de especificidade amplificando apenas sequecircncias
relacionadas a Ascomycota segundo as anaacutelises por BLAST (dados natildeo mostrados) Esses
resultados corroboram os resultados obtidos por Jumpponen et al (2005) os quais amplificaram
as mesmas amostras de DNA utilizando os iniciadores NS31 e AM1 Nesse primeiro trabalho
verificou-se que todas as sequecircncias obtidas do referido gene eram relacionadas a Glomus grupo
56
A
Portanto na anaacutelise final apoacutes o sequecircnciamento dos amplicons de raiacutezes da pradaria os
iniciadores GLOMA189 e GLOM1690 foram confirmados como especiacuteficos e funcionais em
amostras ambientais Os iniciadores GLOMB652 GLOMB673 GIGA202 e GIGA615 foram
funcionais com amostras de raiacutezes inoculadas com um uacutenico FMA em condiccedilotildees de casa-de-
vegetaccedilatildeo mas em amostras ambientais os iniciadores GLOMB652 e GLOMB673 foram
inespeciacuteficos e os iniciadores GIGA202 e GIGA615 natildeo amplificaram o DNA Como natildeo foi
possiacutevel a clonagem e sequenciamento do fragmento amplificado com o iniciador ACAU220 natildeo
se pode afirmar se esse iniciador eacute funcional ou natildeo
233 Estrutura da comunidade de FMAs em raiacutezes e solo rizosfeacuterico de cana-de-accediluacutecar sob
diferentes manejos de colheita
2331 Atributos quiacutemicos do solo
Dos atributos quiacutemicos do solo avaliados os valores de pH foram os que apresentaram
diferenccedilas significativas entre os manejos de colheita avaliados enquanto a soma de bases (SB) e
saturaccedilatildeo por Mg foram afetados pela interaccedilatildeo dos fatores manejo e variedade de cana-de-accediluacutecar
(Tabela 6) O solo sob o manejo SEM QUEIMA apresentou valor de pH ligeiramente maior (59
versus 58) (Tabela 7) Com relaccedilatildeo agrave SB o solo sob a variedade RB72454 SEM QUEIMA e sob
a variedade SP801842 COM QUEIMA apresentaram valores 113 e 111 vezes maiores
respectivamente em relaccedilatildeo ao solo sob RB72454 COM QUEIMA (Tabela 8) O solo sob a
variedade SP801842 SEM QUEIMA apresentou valor de Mg 113 vezes maior em relaccedilatildeo ao
solo sob SP813250 SEM QUEIMA
Apesar de maior aporte de material vegetal ao solo os teores de carbono orgacircnico no solo
natildeo diferiram entre os tratamentos sob os dois manejos de colheita Tal resultado pode ser devido
ao pouco tempo decorrido apoacutes a colheita sendo que a palhada ainda estava sobre o solo na
eacutepoca de amostragem Provavelmente parte do carbono natildeo foi incorporado agrave mateacuteria orgacircnica
do solo mesmo 84 dias apoacutes a colheita Nenhuma das 36 amostras apresentou Al trocaacutevel Isso se
deve ao fato de o pH estar proacuteximo de 60 onde todo o Al se precipita e tambeacutem aos altos teores
das bases Ca Mg e K sendo que a saturaccedilatildeo da CTC por esses elementos variou de 68 a 72
57
Tabela 6 - Teste de F na anaacutelise da variacircncia dos atributos quiacutemicos do solo para os
fatores Manejo Variedade e Interaccedilatildeo Manejo x Variedade
Variaacuteveis Manejo Variedade ManejoVariedade
Solo
pH ns ns
H+Al (mmolckg-1
) ns ns ns
Ca (mmolckg-1
) ns ns ns
Mg (mmolckg-1
) ns ns ns
K (mmolckg-1
) ns ns ns
P (mgkg-1
) ns ns ns
C orgacircnico (gkg-1
) ns ns ns
CTC (mmolckg-1
) ns ns ns
Soma de Bases ns ns
Saturaccedilatildeo por bases (V) ns ns ns
Saturaccedilatildeo por Ca () ns ns ns
Saturaccedilatildeo por Mg () ns ns
Saturaccedilatildeo por K () ns ns ns
Saturaccedilatildeo por Na () ns ns ns
ns ndash natildeo significativo - p lt 005 - p lt 001
Tabela 7 - Valores meacutedios das variaacuteveis analisadas sob os manejos SEM
QUEIMA (SQ) e COM QUEIMA (CQ) preacutevia agrave colheita
Variaacuteveis SQ CQ
Solo
pH 59 plusmn 022 A 58 plusmn 021 B
H+Al (mmolckg-1
) 122 plusmn 10 A 128 plusmn 100 A
Ca (mmolckg-1
) 185 plusmn 18 A 183 plusmn 297 A
Mg (mmolckg-1
) 76 plusmn 086 A 75 plusmn 092 A
K (mmolckg-1
) 41 plusmn 086 A 38 plusmn 075 A
P (mgkg-1
) 121 plusmn 456 A 137 plusmn 409 A
C orgacircnico (gkg-1
) 86 plusmn 199 A 91 plusmn 116 A
SB (mmolckg-1
) 302 plusmn 253 A 297 plusmn 389 A
CTC (mmolckg-1
) 424 plusmn 255 A 425 plusmn 388 A
Saturaccedilatildeo por bases (V) 710 plusmn 276 A 694 plusmn 328 A
Saturaccedilatildeo por Ca () 436 plusmn 187 A 428 plusmn 183 A
Saturaccedilatildeo por Mg () 178 plusmn 239 A 176 plusmn 355 A
Saturaccedilatildeo por K () 96 plusmn 158 A 90 plusmn 116 A
Os valores correspondem agrave Meacutedia plusmn Desvio Padratildeo (seis repeticcedilotildees)
Letras iguais dentro da linha natildeo diferem significativamente pelo teste de Tukey-Krumer (Ple005)
SB - Soma das bases Ca+ Mg
+ e K
+
58
Tabela 8 - Valores meacutedios dos atributos quiacutemicos do solo na interaccedilatildeo dos fatores Manejo de Colheita e Variedade
Atributo SQ CQ
SP813250 SP801842 RB72454 SP813258 SP801842 RB72454
pH 59 plusmn 0 23 a 60 plusmn 017 a 60 plusmn 025 a 58 plusmn 015 a 57 plusmn 023 a 58 plusmn 026 a
H+Al (mmolckg-1
) 128 plusmn 117 a 117plusmn 082 a 122 plusmn 075 a 125 plusmn 055 a 130 plusmn 126 a 128 plusmn 117 a
Ca (mmolckg-1
) 182 plusmn 098 a 180plusmn 110 a 193 plusmn 273 a 183 plusmn 314 a 197 plusmn 207 a 168 plusmn 331 a
Mg (mmolckg-1
) 70 plusmn 063 a 78plusmn 041 a 78 plusmn 117 a 77 plusmn 082 a 75 plusmn 055 a 73 plusmn 137 a
K (mmolckg-1
) 40 plusmn 090 a 37plusmn 072 a 45 plusmn 088 a 38 plusmn 084 a 38 plusmn 085 a 38 plusmn 068 a
P (mgkg-1
) 112 plusmn 098 a 117plusmn 668 a 133 plusmn 468 a 133 plusmn 361 a 132 plusmn 376 a 145 plusmn 532 a
C orgacircnico (gkg-1
) 91 plusmn 060 a 74plusmn 240 a 94 plusmn 212 a 83 plusmn 070 a 99 plusmn 100 a 89 plusmn 120 a
SB (mmolckg-1
) 292 plusmn 147ab 297plusmn 121ab 317 plusmn 372 a 300 plusmn 415ab 312 plusmn 232 a 280 plusmn 477 b
CTC (mmolckg-1
) 420 plusmn 141 a 413plusmn 163 a 438 plusmn 366 a 425 plusmn 414 a 442 plusmn 232 a 408 plusmn 471 a
Saturaccedilatildeo por bases (V) 694 plusmn 326 a 715plusmn 127 a 722 plusmn 291 a 700 plusmn 320 a 701 plusmn 323 a 681 plusmn 360 a
Saturaccedilatildeo por Ca () 433 plusmn 185 a 435 plusmn 179 a 440 plusmn 202 a 429 plusmn 183 a 445 plusmn 199 a 410 plusmn 195 a
Saturaccedilatildeo por Mg () 167 plusmn 237 b 189 plusmn 172 a 178 plusmn 325ab 180 plusmn 308ab 170 plusmn 353ab 179 plusmn 368ab
Saturaccedilatildeo por K () 94 plusmn 161 a 89 plusmn 101 a 104 plusmn 131 a 91 plusmn 063 a 87 plusmn 103 a 93 plusmn 153 a
Os valores correspondem agrave Meacutedia plusmn Desvio Padratildeo (seis repeticcedilotildees)
Letras iguais dentro da linha natildeo diferem significativamente pelo teste de Tukey-Krumer (Ple005)
SB - Soma das bases Ca+ Mg
+ e K
+
59
A palhada deixada sobre o solo em manejo de colheita de cana-de-accediluacutecar sem queima
preacutevia pode influenciar os atributos fiacutesicos quiacutemicos e bioloacutegicos do solo No entanto os
trabalhos sobre alteraccedilatildeo dos atributos quiacutemicos em funccedilatildeo apenas da palhada aplicada no solo
satildeo escarccedilos na literatura Por isso essa aacuterea de pesquisa carece de estudos mais aprofundados
para se conhecer os esfeitos da aplicaccedilatildeo de palhada sobre os processos bioquiacutemicos e fiacutesicos no
solo
2332 Produtividade da cana-de-accediluacutecar
O uso ou natildeo da praacutetica da queima previamente agrave colheita da cana-de-accediluacutecar pode mudar
o equiliacutebrio do agrossistema por afetar entre outras coisas a estrutura da comunidade
microbiana afetando alguns processos bioquiacutemicos importantes O depoacutesito de palha sobre o solo
pode tambeacutem interferir na produtividade da cana-de-accediluacutecar (RESENDE et al 2006) No entanto
no presente estudo a produtividade da cana-de-accediluacutecar natildeo diferiu entre os dois manejos de
colheita entre as variedades ou entre as interaccedilotildees dos fatores manejo e variedade (pgt005) No
primeiro corte a cana-de-accediluacutecar colhida com manejo SEM QUEIMA apresentou uma
produtividade de 1274 Mgha-1
enquanto que a colhida COM QUEIMA preacutevia apresentou uma
produtividade de 1386 Mgha-1
(Tabela 9)
Tabela 9 - Produtividade em Mgha-1
das trecircs variedades de cana-de-accediluacutecar sob
os dois manejos de colheita
Variedade Manejo
Meacutedia SEM QUEIMA COM QUEIMA
SP813250 1350 73 1341 142 1346 101
SP801842 1226 95 1435 141 1330 157
RB72454 1247 17 1384 138 1315 115
Meacutedia 1274 83 1386 128 1330 120
Os dados representam meacutedia de trecircs repeticcedilotildees desvio padratildeo da meacutedia
Apesar de maior aporte de material orgacircnico na forma de palhada o qual pode variar de 7
a 15 Mgha-1
ano-1
na colheita mecanizada (CAMPOS 2003) isso natildeo foi suficiente para causar
60
mudanccedilas no sistema de modo a aumentar a produccedilatildeo pelo menos no periacuteodo avaliado Tal
resultado pode ser devido ao pouco tempo com manejo SEM QUEIMA tendo havido apenas
uma colheita apoacutes implantaccedilatildeo do experimento e desse modo havendo pouca influecircncia da
palhada que foi depositada sobre o solo Isso eacute demonstrado pela ausecircncia de diferenccedila no teor de
carbono orgacircnico do solo entre o cultivo COM QUEIMA e o SEM QUEIMA preacutevia da cana-de-
accediluacutecar (Tabela7) Aleacutem do teor de carbono a maioria dos atributos quiacutemicos tambeacutem natildeo
respondeu com os tratamentos de manejo de colheita Mudanccedilas de produtividade tambeacutem natildeo
foram encontradas no primeiro corte da cana-de-accediluacutecar em um ensaio de longa duraccedilatildeo em que
Resende et al (2006) mostram que aumentos na produtividade de cana-de-accediluacutecar COM
QUEIMA em relaccedilatildeo agrave SEM QUEIMA apareceram somente na terceira colheita de um ciclo de
produccedilatildeo de sete cortes e a partir da segunda colheita no segundo ciclo de seis cortes Segundo os
autores as diferenccedilas de produtividade dos dois manejos foram mais fortes no segundo ciclo
indicando que essas diferenccedilas devem-se ao efeito cumulativo do aporte de material orgacircnico no
solo ao longo dos anos a partir do primeiro ciclo
2333 Fungos micorriacutezicos arbusculares no solo
O nuacutemero de esporos no solo rizosfeacuterico nos diferentes tratamentos eacute apresentado na
Figura 16 Natildeo houve diferenccedilas significativas (Tukey p gt 005) na densidade de esporos entre
os dois manejos de colheita entre as variedades de cana-de-accediluacutecar ou na interaccedilatildeo dos fatores
manejo e variedade O nuacutemero meacutedio de esporos por 50 g de solo variou de 23 no tratamento da
variedade RB72454 COM QUEIMA a 34 no tratamento da variedade SP813250 SEM QUEIMA
O nuacutemero meacutedio de esporos estaacute dentro da ampla faixa (19 a 815 esporos50ml-1
) encontrada
por Reis Paula e Doumlbereiner (1999) em um estudo sobre comunidades de FMAs na forma de
esporos no solo sob diversas lavouras de cana-de-accediluacutecar
61
Figura 16 ndash Nuacutemero de esporos de FMAs no solo sob as variedades SP813250 SP801842 e RB72454 de cana-de-
accediluacutecar sob manejo SEM QUEIMA (barras cinzas) e COM QUEIMA (barras pretas) Tratamentos com
mesma letra natildeo diferiram pelo teste de Tukey (p gt 005)
No presente trabalho foram observados 33 morfotipos de FMAs no solo rizosfeacuterico de
cana-de-accediluacutecar sendo 26 no manejo SEM QUEIMA e 24 no manejo COM QUEIMA Destes 18
morfotipos satildeo comuns aos dois tratamentos Dentre os esporos foram recuperadas espeacutecies dos
gecircneros Acaulospora Archaeospora Gigaspora Glomus (inclusive Glomus grupo A ndash Glomus
mosseae e Glomus clarum e Glomus grupo B ndash Glomus lamellosum) Paraglomus e
Scutellospora (Figura 17) Dentre o gecircnero Archaeospora houve apenas esporos de A Trappei
em uma amostra de solo sob a variedade RB72454 no tratamento SEM QUEIMA O tratamento
com a variedade SP813250 SEM QUEIMA foi o uacutenico a natildeo apresentar espeacutecies do gecircnero
Paraglomus Alguns dos esporos satildeo mostrados na Figura 18 Do filo Glomeromycota natildeo foram
encontrados esporos dos gecircneros Ambispora Diversispora Entrophospora Intraspora
Kuklospora e Pacispora
O nuacutemero de 33 espeacutecies encontradas sob cana-de-accediluacutecar estaacute dentro da faixa encontrada
em ecossistemas naturais ou manejados de acordo com os trabalhos levantados por Douds e
Millner (1999) Poreacutem a maior abrangecircncia de espeacutecies vegetais pode resultar em maior nuacutemero
de espeacutecies de FMAs no solo Blaszkowski (1994) recuperou 34 espeacutecies de FMAs em
ecossistema com 20 espeacutecies de plantas hospedeiras Andreola (1982) por outro lado recuperou
7 espeacutecies de FMAs em canaviais no municiacutepio de Araras SP Em outro estudo Reis Paula e
Doumlbereiner (1999) encontraram 18 espeacutecie em 35 amostras coletadas sob 14 variedades de cana-
Esp
oro
s p
or
50
g d
e so
lo
Variedade
Manejo
62
de-accediluacutecar em trecircs diferentes localidades Andreola (1982) recuperou 7 espeacutecies em cana-de-
accediluacutecar de um ensaio com tratamentos de aplicaccedilatildeo de vinhaccedila e adubaccedilatildeo nitrogenada e
fosfatada Portanto as espeacutecies recuperadas no presente trabalho podem indicar uma alta riqueza
de espeacutecies de FMAs no solo sob cana-de-accediluacutecar do experimento avaliado
Figura 17 ndash Nuacutemero de morfotipos de FMAs por gecircnero recuperados de solo sob trecircs variedades de cana-de-accediluacutecar
(SP813250 SP801842 e RB72454) com manejo SEM QUEIMA e COM QUEIMA preacutevia
As espeacutecies de FMAs identificadas na forma de esporos e a frequecircncia relativa de
ocorrecircncia nas amostras de solo satildeo mostradas na Tabela 10 As espeacutecies exclusivas do manejo
SEM QUEIMA satildeo Acaulospora sp 3 Acaulospora sp 6 Glomus clarum Glomus lamellosum
Glomus mosseae Glomus sp 10 Scutellospora sp e S verrucosa Jaacute as espeacutecies que ocorrem
apenas no manejo COM QUEIMA satildeo Acaulospora sp 2 Acaulospora sp 5 Acaulospora sp 7
Glomus coremioides Glomus sp 8 Glomus sp 9 e Paraglomus occultum As espeacutecies com
maior meacutedia de frequecircncia (gt 50 ) nas amostras de solo sob a cana-de-accediluacutecar em ordem
decrescente satildeo S pellucida A morrowiae Glomus sp 1 A scrobiculata G macrocarpum e
Glomus sp 6 Pode-se notar que as espeacutecies com frequecircncias maiores do que 50 nas amostras
de cana-de-accediluacutecar tambeacutem apresentam as maiores meacutedias de densidades de esporos (Tabela 11)
Satildeo elas em ordem decrescente Glomus sp 6 Glomus macrocarpum Glomus sp1 S pellucida
A scrobiculata e A morrowiae Essas 6 espeacutecies dominam a comunidade pois representam 79
Variedade
Nuacutemero de morfotipos
63
dos esporos recuperados do solo sob cana-de-accediluacutecar Assim essas espeacutecies mais abundantes e
frequentes nas amostas indicam que haacute a dominacircncia de poucas espeacutecies na comunidade de
esporos de FMAs no solo
No levantamento de Reis Paula e Doumlbereiner (1999) foram encontradas espeacutecies dos
gecircneros Acaulospora Entrophospora Gigaspora Glomus Paraglomus e Scutellospora sendo
que as espeacutecies predominantes nas trecircs localidades estudadas foram Acaulospora sp 1
(denominaccedilatildeo dos autores) S heterogama Glomus etunicatum Paraglomus occultum e
Gigaspora margarita Provavelmente os diferentes histoacutericos e caracteriacutesticas das aacutereas onde as
35 amostras foram coletadas por Reis Paula e Doumlbereiner (1999) influenciaram na estrutura da
comunidade de FMAs na forma de esporos a qual diferiu daquela reportada no presente trabalho
Eacute provaacutevel que a cana-de-accediluacutecar natildeo promova a seleccedilatildeo de espeacutecies de FMAs no solo jaacute que as
estruturas de comunidades de FMAs nos diferentes solos sob cana-de-accediluacutecar natildeo estatildeo
relacionadas No entanto tanto no presente estudo como no de Reis Paula e Doumlbereiner (1999) e
de Andreola (1982) haacute o predomiacutenio de espeacutecies do gecircnero Glomus dentre os gecircneros de FMAs
econtrados nas amostras
64
Tabela 10 ndash Frequecircncia de ocorrecircncia () de espeacutecies de FMAs em amostras de solo coletadas sob trecircs variedades de
cana-de-accediluacutecar (SP813250 SP801842 e RB72454) com manejo SEM QUEIMA (SQ) e COM QUEIMA
preacutevia (CQ)
SQ CQ
Espeacutecies SP813250 SP801842 RB72454 SP813258 SP801842 RB72454 Meacutedia1
Acaulpospora mellea 25 66 25 40 - 25 302
Acaulospora morrowiae 25 66 50 100 66 100 678
Acaulospora scrobiculata 75 33 50 80 33 75 577
Acaulospora sp 1 25 33 - - 33 25 193
Acaulospora sp 2 - - - - 33 - 55
Acaulospora sp 3 - - 25 - - - 42
Acaulospora sp 4 - 33 25 20 - - 130
Acaulospora sp 5 - - - - 33 - 55
Acaulospora sp 6 - - 25 - - - 42
Acaulospora sp 7 - - - - - 25 42
Archaeospora trappei - - 25 - - - 42
Gigaspora sp 25 33 25 60 33 25 335
Glomus clarum 25 - - - - - 42
Glomus coremioides - - - 20 - - 33
Glomus lamellosum - - 25 - - - 42
Glomus macrocarpum 50 33 50 60 66 75 557
Glomus mosseae - 33 - - - - 55
Glomus sinuosum 25 - - 40 - 25 150
Glomus sp 1 50 100 50 80 66 50 660
Glomus sp 2 - 33 - 40 33 - 177
Glomus sp 3 50 33 - 20 - - 172
Glomus sp 4 50 33 25 20 33 25 310
Glomus sp 5 25 33 25 - 33 - 193
Glomus sp 6 50 66 50 80 33 50 548
Glomus sp 7 - - 50 20 - - 117
Glomus sp 8 - - - - 33 - 55
Glomus sp 9 - - - 20 - - 33
Glomus sp 10 25 - - - - - 42
Paraglomus laccatum - 33 25 - 33 50 235
Paraglomus occultum - - - 20 - - 33
Scutellospora pellucida 75 100 25 100 66 50 693
Scutellospora sp - 33 - - - - 55
Scutellospora verrucosa 25 - - - - - 42
Meacutedia1
1894 2406 1742 2485 1900 1818
1 ndash Meacutedia das frequecircncias de ocorrecircncia de espeacutecies de FMAs
65
Tabela 11 ndash Nuacutemero de esporos de FMAs em solo sob as variedades SP813250 SP801842 e RB72454 com manejo
SEM QUEIMA (SQ) e COM QUEIMA preacutevia (CQ)
SQ CQ
Espeacutecies SP813250 SP801842 RB72454 SP813258 SP801842 RB72454 Meacutedia
Acaulpospora mellea 050 133 050 040 - 475 125
Acaulospora morrowiae 050 233 150 280 367 175 209
Acaulospora scrobiculata 825 133 150 500 067 075 292
Acaulospora sp 1 050 033 - - 167 025 046
Acaulospora sp 2 - - - - 067 - 011
Acaulospora sp 3 - - 050 - - - 008
Acaulospora sp 4 - 067 050 040 - - 026
Acaulospora sp 5 - - - - 033 - 006
Acaulospora sp 6 - - 025 - - - 004
Acaulospora sp 7 - - - - - 025 004
Archaeospora trappei - - 050 - - - 008
Gigaspora sp 025 033 025 060 067 025 039
Glomus clarum 025 - - - - - 004
Glomus coremioides - - - 040 - - 009
Glomus lamellosum - - 025 - - - 004
Glomus macrocarpum 325 067 975 320 767 225 446
Glomus mosseae - 033 - - - - 006
Glomus sinuosum 025 - - 040 - 025 017
Glomus sp 1 275 900 100 840 267 200 430
Glomus sp 2 - 100 - 040 067 - 034
Glomus sp 3 125 033 - 020 - - 030
Glomus sp 4 075 100 100 040 100 025 073
Glomus sp 5 125 133 025 - 067 - 058
Glomus sp 6 925 400 275 360 400 500 477
Glomus sp 7 - - 200 060 - - 043
Glomus sp 8 - - - - 100 - 017
Glomus sp 9 - - - 020 - - 003
Glomus sp 10 025 - - - - - 004
Paraglomus laccatum - 033 050 - 067 050 033
Paraglomus occultum - - - 020 - - 003
Scutellospora pellucida 500 400 050 380 433 475 373
Scutellospora sp - 033 - - - - 006
Scutellospora verrucosa 025 - - - - - 004
Dados representam as meacutedias (seis repeticcedilotildees) do nuacutemero de esporos por 50 g de solo
- Meacutedia do nuacutemero de esporocarpos por 50 g de solo
66
Figura 18 ndash Esporos de FMAs coletados sob cana-de-accediluacutecar (A) Acaulospora scrobiculata (B) Glomus
macrocarpum (C) Scutellospora pellucida (D) Glomus sp 6 (E) Acaulospora morrowiae
A riqueza observada as estimativas de riqueza de espeacutecies determinadas pelos meacutetodos
de ACE (CHAO LEE 1992) e CHAO-1 (CHAO 1984) e os iacutendices de diversidade natildeo
diferiram entre os manejos de colheita entre as variedades de cana-de-accediluacutecar ou na interaccedilatildeo dos
fatores manejo e variedade (Tabela 12) O nuacutemero de espeacutecies dentro de cada tratamento da
interaccedilatildeo manejo e variedade variou de aproximadamente 6 a 8 e a estimativa meacutedia de espeacutecies
por tratamento foi de aproximadamente 12 (ACE) e 10 (CHAO-1) Considerando-se todas as
amostras a cobertura de amostragem foi de aproximadamente 98
Pela anaacutelise de RDA as variaacuteveis CO P H+Al Bases CTC e Mg foram escolhidas
com o uso do Forward Selection do programa ldquoCanoco fo Windows 45rdquo (Figura 19) Essas
variaacuteveis explicam significativamente e se relacionam agrave variabilidade dos dados pelos teste de
permutaccedilatildeo de Monte-Carlo As relaccedilotildees satildeo significativas entre as espeacutecies de FMAs e as
variaacuteveis quiacutemicas do solo no primeiro eixo canocircnico (p = 0038) e em todos os eixos canocircnicos
(p = 0034) Os dois primeiros eixos explicam 169 da variabilidade dos dados sendo 101
no primeiro eixo e 68 no segundo As variaacuteveis quiacutemicas do solo explicam 42 da
variabilidade sendo que 259 desse valor eacute explicado nos dois primeiros eixos Outros autores
encontraram valores de correlaccedilotildees significativos abaixo de 060 entre variaacuteveis do solo e as
C B
A
D
E
67
espeacutecies de FMAs na forma de esporos (CUENCA MENESES 1996 CARRENHO et al
2001) sugerindo que os atributos do solo afetam a distribuiccedilatildeo de espeacutecies de FMAs na forma de
esporos no solo poreacutem em menor magnitude do que outros fatores desconhecidos
A RDA natildeo indicou separaccedilatildeo das amostras de acordo com o manejo de colheita ou com
variedades de cana-de-accediluacutecar Pelas variaacuteveis do solo verifica-se que a maioria das espeacutecies
estatildeo relacionadas positivamente com o teor de carbono orgacircnico (CO) ou com a saturaccedilatildeo da
CTC por bases As espeacutecies relacionadas positivamente com a saturaccedilatildeo por bases tecircm relaccedilatildeo
negativa com o teor de H+Al o que eacute coerente uma vez que quanto maior o teor de bases na
CTC menor a quantidade de H e Al trocaacuteveis A relaccedilatildeo positiva de apenas algumas espeacutecies de
FMAs com o teor de P eacute devido provavelmente pelo fato de que altas concentraccedilotildees desse
elemento inibem a colonizaccedilatildeo micorriacutezica e posteriormente diminuiriam a esporulaccedilatildeo das
outras espeacutecies natildeo relacionadas positivamente com o teor de P Dentre as espeacutecies mais
abundantes e frequentes (Tabelas 10 e 11) Glomus sp 6 Glomus sp 1 e S pellucida satildeo
relacionadas positivamente agrave saturaccedilatildeo de bases G macrocarpum e A morrowiae estatildeo
relacionadas positivamente com o teor de P mas negativamente com a saturaccedilatildeo de bases e teor
de CO e A scrobiculata estaacute relacionada positivamente com o teor de CO Assim a RDA mostra
que haacute relaccedilatildeo da variabilidade das espeacutecies com as variaacuteveis do solo mas natildeo permite a
separaccedilatildeo de amostras de acordo com os tratamentos
68
Tabela 12 ndash Meacutedia da riqueza observada estimativas de nuacutemero de espeacutecies iacutendices de diversidade e cobertura de amostragem
da comunidade de FMAs calculadas a partir dos esporos coletados e identificados sob as variedades SP813250
SP801842 e RB72454 com manejo SEM QUEIMA e COM QUEIMA preacutevia
Iacutendices de diversidade Estimativa de riquezas de UTOs
Comunidade SFMAsa
Shannonb 1D
bc Equitabilidade
d ACE-1
Chao1
ECA
e
SEM QUEIMA
SP813250 625 138 348 080 1108 945 088
SP801842 800 171 452 082 1407 115 088
RB72454 575 139 373 081 653 61 093
COM QUEIMA
SP813258 820 176 494 085 1232 1166 090
SP801842 667 157 445 087 707 69 098
RB72454 600 136 320 081 1893 1225 061
Todos os
tratamentosf 33 248 878 071 562 481 0983
Os valores correspondem agrave Meacutedia plusmn Desvio Padratildeo (seis repeticcedilotildees) a ndash Riqueza de espeacutecies de FMAs na forma de esporos
b ndash Estimador de maacutexima semelhanccedila
c ndash Reciacuteproco do iacutendice de Simpson
d ndash Equitabilidade de
Pielou e -
Estimativa de Cobertura da Amostragem
f ndash Dados representam os valores obtidos de todas as amostras
69
Figura 19 ndash Triplot de espeacutecies de FMAs amostras e variaacuteveis do solo sob cana-de-accediluacutecar da Anaacutelise de
Redundacircncia (RDA) Realizou-se a anaacutelise com Forward Selection selecionando teor de C orgacircnico
no solo (CO) H+Al saturaccedilatildeo de bases P CTC e toer de Mg em amostras sob cana-de-accediluacutecar com
colheita SEM QUEIMA e COM QUEIMA preacutevia (P = 0038 para o primeiro eixo canocircnico P = 0034
para a soma dos eixos segundo o teste de Monte Carlo)
Ao contraacuterio do que foi observado neste trabalho Reis Paula e Doumlbereiner (1999)
verificaram que a aacuterea com manejo SEM QUEIMA da cana-de-accediluacutecar apresentou maior riqueza
de espeacutecies de FMAs no solo No entanto esses autores compararam lavouras SEM QUEIMA e
COM QUEIMA com diferentes histoacutericos o que dificulta a comparaccedilatildeo direta das amostras
Por fim esse eacute um dos primeiros levantamentos de FMAs em solo sob cana-de-accediluacutecar a
campo no Brasil e os dados aqui apresentados serviratildeo como base de comparaccedilatildeo para futuros
estudos sobre a contribuiccedilatildeo das MAs para a cultura Os indicadores de diversidade de FMAs na
forma de esporos densidade de esporos riqueza diversidade e estimativa de nuacutemero de espeacutecies
natildeo apresentam diferenccedilas entre os manejos de colheita entre as variedades ou na interaccedilatildeo dos
fatores manejo e variedade A RDA utilizada para a ordenaccedilatildeo dos dados foi significativa
70
poreacutem natildeo permitiu qualquer discriminaccedilatildeo com base nos tratamentos O pouco tempo decorrido
desde a implantaccedilatildeo da cultura ateacute a avaliaccedilatildeo das amostras de solo (20 meses) pode ter
contribuiacutedo para que essas diferenccedilas na comunidade de FMAs na forma de esporos entre os
tratamentos natildeo fosse observada Como alguns esporos podem ficar em estado de dormecircncia
(TOMMERUP 1983 GEMMA KOSKE 1988) parte das espeacutecies de FMAs na forma de
esporos presentes nas amostras pode ser reflexo dos cultivos anteriores agrave instalaccedilatildeo do
experimento Assim novas amostragens devem ser feitas apoacutes ter passado um periacuteodo de tempo
maior desde a implantaccedilatildeo do experimento pois eacute possiacutevel que efeitos significativos da alteraccedilatildeo
do manejo possam ser observados somente a longo prazo
2334 Colonizaccedilatildeo micorriacutezica intrarradicular
Todas as amostras de raiacutezes de cana-de-accediluacutecar analisadas apresentaram colonizaccedilatildeo
micorriacutezica arbuscular Foi possiacutevel visualizar e identificar vaacuterias estruturas de FMAs incluindo
hifa extrarradicular apressoacuterio nas ceacutelulas da epiderme hifas intercelulares e intracelulares
arbuacutesculos e hifas intracelulares enoveladas (pelototildees) (Figura 20) A presenccedila de arbuacutesculos
tiacutepicos e de pelototildees foram observados simultaneamente na mesma amostra tanto em raiacutezes sob
manejo SEM QUEIMA como COM QUEIMA
A taxa de colonizaccedilatildeo variou de 30 a 52 e natildeo foi significativamente diferente entre
as variedades mas variou significativamente (p lt 005) entre os manejos SEM QUEIMA e COM
QUEIMA preacutevia agrave colheita (Tabela 13) As raiacutezes de plantas sob manejo SEM QUEIMA
apresentaram as maiores taxas de colonizaccedilatildeo A maior colonizaccedilatildeo micorriacutezica pode ser devido
ao maior teor de umidade no solo assegurada pela quantidade de palhada depositada apoacutes a
colheita Como visto em outros trabalhos a umidade estaacute positivamente correlacionada com a
colonizaccedilatildeo intrarradicular (HE MOURATOV STEINBERG 2002 LINGFEI ANNA
ZHIWEI 2005)
71
Figura 20 - Colonizaccedilatildeo micorriacutezica arbuscular em cana-de-accediluacutecar (A a H) ap ndash apressoacuterio hi ndash hifa intercelular
pe ndash ponto de entrada de hifa na raiz ar ndash arbuacutesculo en ndash hifa enovelada ve ndash vesiacutecula
A
hi
hi
ap
ap
he
B ap
F en
G
ve ve
ve
ve
H ar
ar
ar ar
ar
ar
E ar
D
hi
hi
hi
C
pe
hi
hi
72
Tabela 13 - Colonizaccedilatildeo micorriacutezica arbuscular () em raiacutezes de cana-de-
accediluacutecar sob manejo SEM QUEIMA preacutevia e COM QUEIMA
preacutevia agrave colheita
Manejo
Variedade SEM QUEIMA COM QUEIMA
SP813250 5187 1085 aA 3623 1044 aB
SP801842 4520 1511 aA 3010 394 aB
RB72454 4933 643 aA 3124 1088 aB
Os valores correspondem agrave Meacutedia plusmn Desvio Padratildeo (seis repeticcedilotildees)
Meacutedias seguidas de mesma letra maiuacutescula na linha e minuacutescula na coluna natildeo diferem
estatisticamente pelo teste de Tukey (p gt 005)
A colonizaccedilatildeo micorriacutezica eacute pouca estudada em cana-de-accediluacutecar e poucos trabalhos sobre o
assunto foram publicados Kelly et al (2001) verificaram que plantas de cana-de-accediluacutecar
cultivadas em casa-de-vegetaccedilatildeo possuem taxas de ateacute 60 de colonizaccedilatildeo em baixos niacuteveis de
foacutesforo no solo (entre 27 e 82 mg Pkg-1
) No entanto a micorrizaccedilatildeo natildeo trouxe ganhos na
massa seca das plantas Takahashi (2005) e Souza (2006) estudaram a colonizaccedilatildeo micorriacutezica
intrarradicular em mudas micropropagadas de cana-de-accediluacutecar inoculadas e crescidas em casa-de-
vegetaccedilatildeo em condiccedilotildees de baixo teor de P (20 mgKg-1
) e alto teor (200 mgKg-1
) no solo A
taxa de colonizaccedilatildeo intrarradicular variou de 10 a 34 nos tratamentos com alto teor de P e de
40 a 60 nos tratamentos com baixo teor de P sendo que Takahashi (2005) natildeo observou
alteraccedilatildeo da produccedilatildeo de biomassa das plantas inoculadas em relaccedilatildeo agraves natildeo-inoculadas
De acordo com a anaacutelise de correlaccedilatildeo de Pearson e RDA das espeacutecies de esporos no solo
natildeo haacute correlaccedilatildeo da taxa de colonizaccedilatildeo micorriacutezica arbuscular em cana-de-accediluacutecar e a
distribuiccedilatildeo de esporos no solo Poreacutem uma vez que a comunidade de FMAs medida pela
ocorrecircncia densidade e diversidade de esporos no solo natildeo apresentou diferenccedilas entre os
manejos apoacutes 20 meses de implantaccedilatildeo do experimento a colonizaccedilatildeo micorriacutezica arbuscular a
qual foi diferente entre os manejos e variedades pode ser um paracircmetro mais sensiacutevel agraves
alteraccedilotildees que ocorrem no ambiente Assim a colonizaccedilatildeo micorriacutezica arbuscular poderia ser
utilizada como um indicador de mudanccedilas ambientais
73
2335 Anaacutelise do gene rRNA 18S amplificado com os iniciadores NS7e F1Ra em raiacutezes de
cana-de-accediluacutecar
Da biblioteca de clones dos fragmentos do gene rRNA 18S amplificados com o par de
iniciadores NS7 e F1Ra de raiacutezes de cana-de-accediluacutecar sob manejo SEM QUEIMA e COM
QUEIMA preacutevia agrave colheita foram sequenciados 128 clones das amostras Das sequecircncias obtidas
duas do tratamento SEM QUEIMA foram consideradas quimeacutericas e excluiacutedas das demais
anaacutelises A comparaccedilatildeo por BLAST das sequecircncias obtidas com sequecircncias conhecidas (Tabela
14) e anaacutelise filogeneacutetica (Figura 21) possibilitam a afiliaccedilatildeo das mesmas ao reino Fungi Todas
as sequecircncias obtidas de raiacutezes de cana-de-accediluacutecar do tratamento COM QUEIMA e a maioria do
tratamento SEM QUEIMA satildeo representadas por fungos do Filo Ascomycota Em raiacutezes do
tratamento sob manejo SEM QUEIMA 4 sequecircncias (87 ) pertencem ao filo Zygomicota
Nenhum dos 126 clones apresentou similaridade elevada com sequecircncias de FMAs apesar de as
amostras apresentarem colonizaccedilatildeo micorriacutezica intrarradicular consideraacutevel
As sequecircncias relacionadas agrave Phoma sp apresentam dominacircncia tanto na biblioteca de
raiacutezes provenientes de manejo SEM QUEIMA (681 das sequecircncias) como COM QUEIMA
(802 das sequecircncias) Depois dessas sequecircncias as maiores frequecircncias observadas satildeo de
sequecircncias relacionadas agrave Leptosphaeria (106 ) e agrave Pleosporales (43 ) em manejo SEM
QUEIMA e relacionadas agrave Fusarium (79 ) em manejo COM QUEIMA Membros das classes
Eurotiomycetes e Sordariomycetes foram detectados apenas em raiacutezes do tratamento sob manejo
COM QUEIMA (clones B Scane D0408 B Scane E0909 e B Scane B0703) enquanto que os
Zygomycetes (clones UB Scane C1105 e UB Scane G0814) foram detectados somente em raiacutezes
do tratamento sob manejo SEM QUEIMA Dos 13 acessos com maior similaridade agraves sequecircncias
obtidas determinada utilizando-se o BLAST apenas trecircs (N quadriseptata Phoma sp e
Pleosporales sp) foram comuns agraves duas bibliotecas (Tabela 14)
As estimativas de riqueza os iacutendices de diversidade de UTOs e a estimativa de cobertura
de amostragem satildeo apresentados na Tabela 15 O nuacutemero de UTOs detectadas foi de 10 para
cana-de-accediluacutecar do tratamento sob manejo SEM QUEIMA e 11 para a amostra do tratamento sob
manejo COM QUEIMA Natildeo houve diferenccedila significativa entre as estimativas de riqueza e
iacutendices de diversidade de UTOs dos dois sistemas de manejos de colheita A estimativa de
riqueza de UTOs relacionadas agrave raiacutezes foi de 18 e 34 (segundo os iacutendices ACE-1 e Chao1
74
respectivamente) para o manejo SEM QUEIMA e de 23 e 51 para o manejo COM QUEIMA
preacutevia agrave colheita Apesar de natildeo apresentar diferenccedilas de riqueza e de diversidade de UTOs entre
os dois manejos a comparaccedilatildeo de curvas de cobertura homoacuteloga e heteroacuteloga utilizando o
webLIBSHUFF mostrou que as comunidades fuacutengicas das raiacutezes de cana-de-accediluacutecar dos dois
tratamentos satildeo significativamente diferentes (p lt 005) (Figura 22) Para as duas bibliotecas de
clones o tamanho da amostra analisada foi suficiente para cobrir a maioria dos grupos
filogeneacuteticos A taxa de cobertura homoacuteloga foi aproximadamente 82 em Distacircncias
Evolutivas maiores do que 001 que eacute o valor adotado para definir espeacutecie em estudos com
fungos (WALDROP et al 2006 JUMPPONEN JOHNSON 2005 ANDERSON et al 2003)
Tabela 14 ndash Similaridade das sequecircncias dos clones do gene rRNA 18s obtidas por amplificaccedilatildeo do DNA total
de raiacutezes de cana-de-accediluacutecar colonizadas por FMAs e utilizando os iniciadores NS7 e F1Ra em
relaccedilatildeo a sequecircncias de bancos de dados puacuteblicos
Manejo Clone Sequecircncia mais similar [Acesso] Similaridade Freq
(1)
SEM QUEIMA
UB SCane B0103 Candida xylopsoci [AY4881281] 99 21
UB SCane D0707 Cladosporium cladosporioides [DQ6780041] 100 21
UB SCane D0208 Heteromita globosa [AY4960431] 99 21
UB SCane F0911 Leptosphaeria korrae [AF4866261] 100 106
UB SCane G0814 Mucor circinelloides f lusitanicus [AF1134271] 99 64
UB SCane C1105 Mucor circinelloides f lusitanicus [AF1134271] 99 21
UB SCane D0907 Neophaeosphaeria quadriseptata [AF2508261] 99 21
UB SCane H0915 Phoma sp [AB2528691] 99 681
UB SCane E1010 Pleosporales sp [AB1956311] 99 43
COM QUEIMA
B SCane A0101 Debaryomyces mycophilus [AF4400171] 98 13
B SCane D1208 Debaryomyces mycophilus [AF4400171] 98 13
B SCane D0408 Eupenicillium javanicum [U212981] 100 13
B SCane B0703 Fusarium sp [AB2454421] 99 79
B SCane B1204 Galactomyces geotrichum [U009741] 100 13
B SCane C0705 Neophaeosphaeria quadriseptata [AF2508261] 99 13
B SCane A0202 Phoma sp [AB2528691] 98 776
B SCane A1002 Phoma sp [AB2528691] 98 26
B SCane E1010 Pleosporales sp [AB1956311] 99 13
B SCane E0909 Talaromyces flavus [M832621] 99 26
As sequecircncias foram comparadas usando-se o BLAST Cada clone representa um dos grupos formados por
UPGMA A coluna de frequecircncia se refere agrave proporccedilatildeo dos clones do grupo em cada biblioteca (1)
Frequecircncia de sequecircncias representadas pelo clone em cada um dos manejos (2)
Classe ldquoDothideomycetes et Chaetothyriomycetes incertae sedisrdquo
75
Figura 21 ndash Relaccedilotildees filogeneacuteticas entre a sequecircncias do gene rRNA 18S obtidas de raiacutezes de cana-de-accediluacutecar com o
par de iniciadores NS7 e F1Ra e sequecircncias de fungos determinadas usando-se neighbor-joining
Nuacutemeros sobre os ramos indicam a porcentagem de 1000 repeticcedilotildees da anaacutelise de bootstrap Cada clone
representa um dos grupos formados por UPGMA Os valores entre parecircnteses representam a
percentagem do clone em cada biblioteca A barra representa uma substituiccedilatildeo a cada 100 nucleotiacutedeos
Clones grafados em negrito em preto satildeo referentes agraves raiacutezes de cana-de-accediluacutecar colhida SEM QUEIMA
enquanto os grafados em vermelho se referem agraves raiacutezes de cana-de-accediluacutecar COM QUEIMA preacutevia agrave
colheita
- Classe ldquoDothideomycetes et Chaetothyriomycetes incertae sedisrdquo
76
Tabela 15 - Estimativas de UTOs iacutendices de diversidade e cobertura de amostragem determinadas com base no sequenciamento de
clones do gene rRNA 18S de fungos associados a raiacutezes de cana-de-accediluacutecar com ou SEM QUEIMA preacutevia agrave colheita
obtidos utilizando-se o par de iniciadores NS7 e F1Ra
Comunidade NS NU Estimativa de riquezas de UTOs Iacutendices de diversidade ECAc
ACE-1 Chao1
Shannona
1Dab
SEM QUEIMA 50 10 34 (14 165) 18 (11 53) 134 (099 169) 233 (132 909) 0880
COM QUEIMA 76 11 51 (18 246) 23 (13 79) 099 (067 131) 164 (078 1429) 0908
Valores entre parecircnteses representam o intervalo com 95 de confianccedila NS ndash nuacutemero de sequecircncias NU ndash nuacutemero de UTOs a
Estimador de maacutexima
semelhanccedila b
ndash Reciacuteproco do iacutendice de Simpson c ndash Estimativa de Cobertura da Amostragem Distacircncia evolutiva usada para as estimativas foi 001
77
Figura 22 - Anaacutelise de LIBSHUFF de comunidade de fungos associados agraves raiacutezes de cana-de-accediluacutecar sob dois manejos de colheita quando empregado o par de
iniciadores NS7 e F1Ra A manejo SEM QUEIMA (homoacutelogo) x manejo COM QUEIMA B manejo COM QUEIMA (homoacutelogo) x manejo SEM
QUEIMA As comunidades satildeo diferentes significativamente com P lt 005 A distribuiccedilatildeo de (Cy-Cyx)2 como uma funccedilatildeo de D indica a diferenccedila
entre as duas comunidades
00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
0 01 02 03 04 05 06
Distacircncia Evolutiva (D)
Cob
ertu
ra
0000
0005
0010
0015
0020
0025
(Cx-C
xy)2Homoacutelogo
Heteroacutelogo
(Cx-Cxy)2
95XY
00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
00 01 02 03 04 05 06
Distacircncia Evolutiva (D)
Co
ber
tura
0000
0005
0010
0015
0020
0025
(Cy
-Cy
x)2
Homoacutelogo
Heteroacutelogo
(Cy-Cyx)2
95YX
A B
78
2336 Anaacutelise do gene rRNA 18S amplificado com os iniciadores NS31 e AM1 em raiacutezes de
cana-de-accediluacutecar
Das bibliotecas de clones do gene rRNA 18S de raiacutezes de cana-de-accediluacutecar SEM QUEIMA
e COM QUEIMA preacutevia agrave colheita foram sequenciados 47 e 42 clones respectivamente Das
sequecircncias obtidas 9 foram consideradas quimeras com base nas anaacutelises feitas utilizando o
Chimera Check e BLAST Assim para as anaacutelises posteriores foram utilizadas 41 e 39
sequecircncias dos tratamentos SEM QUEIMA e COM QUEIMA respectivamente
Todas as sequecircncias foram mais similares ao Filo Ascomycota e natildeo foi possiacutevel
discriminar espeacutecies a partir dessas sequecircncias de acordo com as comparaccedilotildees feitas utilizando-
se o BLAST (Tabela 16) e a anaacutelise filogeneacutetica (Figura 23) Em uma das clades haacute o
agrupamento de diferentes classes de fungos uma sequecircncia de um clone do manejo COM
QUEIMA (B AM1 D1107) duas sequecircncias de Phoma (Ascomycota Mitospoacuterico) e uma
sequecircncia de Didymella (Dothideomycetes) Esses resultados mostram que a regiatildeo sequenciada
natildeo eacute informativa filogeneticamente Nenhuma sequecircncia apresentou alta similaridade com
sequecircncias de FMAs apesar do iniciador AM1 ser supostamente especiacutefico para essse grupo de
fungos Assim mesmo as riquezas de UTOs e os iacutendices de diversidade foram estimados (Tabela
17) Da mesma forma a comparaccedilatildeo das bibliotecas por meio do programa webLIBSHUFF foi
feita (Figura 24) Assim como no Brasil os amplicons obtidos com o uso dos iniciadores NS31 e
AM1 em amostras de DNA de cana-de-accediluacutecar durante o estaacutegio na Universidade do Estado do
Kansas EUA resultou em sequecircncias relacionadas somente agrave Ascomycota (dados natildeo
mostrados) mesmo fazendo-se a seleccedilatildeo de raiacutezes finas e claras para a extraccedilatildeo de DNA natildeo
houve a amplificaccedilatildeo do DNA de FMAs
Natildeo houve diferenccedilas entre as estimativas de UTOs entre os dois manejos utilizando-se
sequecircncias obtidas com ambos conjuntos de iniciadores No entanto o iacutendice de diversidade de
Shannon foi significativamente maior no manejo SEM QUEIMA usando-se o par de iniciadores
NS31 e AM1 Assim como no uso do conjunto de iniciadores NS7 e F1Ra o emprego do par
NS31 e AM1 resultou em uma taxa de cobertura elevada (Figura 24) De acordo com as anaacutelises
de Libshuff as duas bibliotecas foram significativamente diferentes (P lt 005)
79
Tabela 16 ndash Similaridade das sequecircncias dos clones do gene rRNA 18s obtidas por amplificaccedilatildeo do DNA total
de raiacutezes de cana-de-accediluacutecar colonizadas por FMAs e utilizando os iniciadores NS31 e AM1 em
relaccedilatildeo a sequecircncias de bancos de dados puacuteblicos
Manejo Clone Sequecircncia mais similar [Acesso] Similaridade Freq(1)
SEM QUEIMA
UB AM1 G0414 Fusarium oxysporum [DQ9161501] 99 122
UB AM1 C0406 Fusarium cerealis [AF1419471] 98 24
UB AM1 H0315 Cladosporium cladosporioides [EU3755231] 99 537
UB AM1 B0204 Penicillium glabrum [AF5480901] 99 49
UB AM1 D0107 Phialophora verrucosa [EF4136141] 99 141
UB AM1 B0303 Phialophora verrucosa [EF4136141] 100 122
COM QUEIMA
B AM1 F0812 Fusarium oxysporum [DQ9161501] 99 948
B AM1 H0715 Fusarium oxysporum [DQ9161501] 98 26
B AM1 D1107 Phoma sp [EU8264811] 100 26
As sequecircncias foram comparadas usando-se o BLAST Cada clone representa um dos grupos formados por
UPGMA A coluna de frequecircncia se refere agrave proporccedilatildeo dos clones do grupo em cada biblioteca (1)
Frequecircncia de sequecircncias representadas pelo clone em cada um dos manejos (2)
Classe ldquoDothideomycetes et Chaetothyriomycetes incertae sedisrdquo
80
Figura 23 ndash Relaccedilotildees filogeneacuteticas entre a sequecircncias do gene rRNA 18S obtidas de raiacutezes de cana-de-accediluacutecar com o
par de iniciadores NS31 e AM1 e sequecircncias de fungos determinadas usando-se neighbor-joining
Nuacutemeros sobre os ramos indicam a porcentagem de 1000 repeticcedilotildees da anaacutelise de bootstrap Cada clone
representa um dos grupos formados por UPGMA Os valores entre parecircnteses representam a
percentagem do clone em cada biblioteca A barra representa uma substituiccedilatildeo a cada 100 nucleotiacutedeos
Clones grafados em negrito em preto satildeo referentes agraves raiacutezes de cana-de-accediluacutecar colhida SEM QUEIMA
enquanto os grafados em vermelho se referem agraves raiacutezes de cana-de-accediluacutecar COM QUEIMA preacutevia agrave
colheita
- Classe ldquoDothideomycetes et Chaetothyriomycetes incertae sedisrdquo
81
Tabela 17 - Estimativas de UTOs iacutendices de diversidade e cobertura de amostragem determinadas com base no sequenciamento de
clones do gene rRNA 18S de fungos associados a raiacutezes de cana-de-accediluacutecar com ou SEM QUEIMA preacutevia agrave colheita
obtidos utilizando-se o par de iniciadores NS31 e AM1
Comunidade NS NU Estimativa de riquezas de UTOs Iacutendices de diversidade ECAc
ACE-1 Chao1
Shannona
1Dab
SEM QUEIMA 41 6 64 (60 116) 65 (60 144) 1366 (1103 1630) 292 (209 484) 0976
COM QUEIMA 39 3 40 (31 141) 35 ( 30 114) 0320 (0058 0583) 117 (049-320) 0974
Valores entre parecircnteses representam o intervalo com 95 de confianccedila NS ndash nuacutemero de sequecircncias NU ndash nuacutemero de UTOs a
Estimador de maacutexima
semelhanccedila b ndash Reciacuteproco do iacutendice de Simpson
c ndash Estimativa de Cobertura da Amostragem Distacircncia evolutiva usada para as estimativas foi 001
82
Figura 24 - Anaacutelise de LIBSHUFF de comunidade de fungos associados agraves raiacutezes de cana-de-accediluacutecar sob dois manejos de colheita quando empregado o par de
iniciadores NS31 e AM1 A manejo SEM QUEIMA (homoacutelogo) x manejo COM QUEIMA B manejo COM QUEIMA (homoacutelogo) x manejo SEM
QUEIMA As comunidades satildeo diferentes significativamente com P lt 005 A distribuiccedilatildeo de (Cy-Cyx)2 como uma funccedilatildeo de D indica a diferenccedila
entre as duas comunidades
00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
00 01 02 03 04 05 06
Distacircncia Evolutiva (D)
Co
ber
tura
0000
0100
0200
0300
0400
0500
0600
0700
0800
(Cy
-Cy
x)2
Homoacutelogo
Heteroacutelogo
(Cx-Cxy)2
95XY
00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
0 01 02 03 04 05 06
Distacircncia Evolutiva (D)
Co
bertu
ra
0000
0002
0004
0006
0008
0010
0012
(Cx
-Cx
y)2
Homoacutelogo
Heteroacutelogo
(Cy-Cyx)2
95YX
A B
83
2337 Anaacutelise do gene rRNA 18S amplificado com os iniciadores especiacuteficos para grupos
de FMAs em raiacutezes de cana-de-accediluacutecar
Para determinar a estrutura da comunidade de FMAs por meio do sequenciamento dos
amplicons os iniciadores aqui desenhados e validados foram testados em amostras de raiacutezes de
cana-de-accediluacutecar do campo Apoacutes a amplificaccedilatildeo de fragmentos do gene rRNA 18S com os
iniciadores ACAU220 GIGA202 GLOMA690 e GLOMB673 e o sequenciamento dos
amplicons foram obtidas 161 sequecircncias Dessas 35 foram retiradas das anaacutelises por
consistirem quimeras ou sequecircncias de baixa qualidade Verificou-se que nenhum dos
iniciadores desenhados foi especiacutefico para FMAs de acordo com a comparaccedilatildeo das sequecircncias
obtidas com sequecircncias de bancos de dados por meio de BLAST (Tabelas 18 19 20 e 21) As
sequecircncias de parte do gene do rRNA 18S obtidas foram alinhadas para a anaacutelise filogeneacutetica
(Figuras 25 26 27 e 28) As sequecircncias obtidas natildeo se agruparam com as sequecircncias de fungos
do filo Glomeromycota do banco de dados (GenBank) Os amplicons obtidos com o iniciador
ACAU220 em sua maioria foram mais similares a Cladosporium (Dothideomycetes
Ascomycota) (Tabela 18 e Figura 25) A maioria dos amplicons obtidos com o iniciador
GIGA202 foram mais similares agrave Fusarium (Sordariomycetes Ascomycota) (Tabela 19 e
Figura 26) Quando utilizou-se o iniciador GLOMA690 a maioria dos amplicons foram mais
similares a Monodictys (Sordariomycetes Ascomycota) e a Cryptococcus (Tremellomycetes
Basidiomycota) (Tabela e Figura 27) Jaacute com o uso do iniciador GLOMB673 a maioria dos
amplicons foram mais similares a Phoma (Ascomycota mitospoacuterico) (Tabela 21 e Figura 28)
Com exceccedilatildeo de um amplicon obtido com o iniciador ACAU220 e alguns amplicons obtidos
com o iniciador GLOMB673 os quais foram mais similares agrave Basidiomycota todas os outros
amplicons obtidos com o emprego dos iniciadores desenhados foram mais similares a
Ascomycota Portanto uma vez que nenhuma sequecircncia obtida estaacute relacionada ao filo
Glomeromycota ao qual pertencem os FMAs os iniciadores desenhados foram inespeciacuteficos
para identificaccedilatildeo desses fungos nas raiacutezes de cana-de-accediluacutecar em condiccedilatildeo de campo
Mesmo assim foram estimadas a riqueza de UTOs e os iacutendices de diversidade de
Shannon e reciacuteproco de Simpson com os dados obtidos Pelo programa Spade foram estimadas
um total de 49 UTOs sendo 26 do tratamento SEM QUEIMA e 25 do tratamento COM
QUEIMA (Tabela 22) A estimativa de riqueza de fungos variou de 64 no manejo COM
84
QUEIMA 216 no manejo SEM QUEIMA a 265 espeacutecies de fungos considerando-se as
amostras dos dois tratamentos de colheita Os dois tratamentos tambeacutem natildeo apresentaram
diferenccedilas quanto aos iacutendices de diversidade A estimativa de cobertura da amostragem foi de
683 no tratamento sob manejo COM QUEIMA e 701 no tratamento sob manejo SEM
QUEIMA Verifica-se que a curva de rarefaccedilatildeo natildeo atinge a assiacutentota isto eacute somente uma
porccedilatildeo da riqueza de fungos associados agraves raiacutezes de cana-de-accediluacutecar foi amostrada (Figura 29)
As sequecircncias obtidas natildeo se agrupam com base em suas relaccedilotildees filogeneacuteticas em
funccedilatildeo do tratamento (SEM QUEIMA ou COM QUEIMA) Existem apenas 7 UTOs (56 do
total de UTOs) em comum entre os tratamentos SEM QUEIMA e COM QUEIMA As UTOs
em comum satildeo as identificadas pelos nuacutemeros 1 2 3 4 7 16 e 23 nas Tabelas 18 a 21 Esse
nuacutemero reduzido de UTOs em comum aos dois tratamentos indicaram diferenccedila na comunidade
de fungos associados agraves raiacutezes de cana-de-accediluacutecar A anaacutelise de Libshuff mostrou que as
comunidades de fungos dos dois tratamentos satildeo significativamente diferentes (p lt 005)
(Figura 30)
Muitas sequecircncias do gene rRNA 18S amplificadas de raiacutezes de cana-de-accediluacutecar com o
uso dos iniciadores desenhados podem representar novos taxa Um total de 52 (416 )
sequecircncias apresentam similaridade menor do que 96 agraves sequecircncias disponiacuteveis no banco de
dados do NCBI Essas sequecircncias foram verificadas como natildeo quimeacutericas e satildeo mais similares
a sequecircncias de Ascomycota e Basidiomycota com base na anaacutelise filogeneacutetica Empregando-
se os iniciadores aqui desenhados as seis UTOs mais frequentes representam 568 do total
de sequecircncias enquanto as UTOs contendo um uacutenica sequecircncia (singletons) representam 735
do total de UTOs mostrando a existecircncia de dominacircncia de algumas espeacutecies fuacutengicas na
comunidade associada agraves raiacutezes
As sequecircncias obtidas com os iniciadores grupo-especiacuteficos de FMAs desenhados no
presente trabalho natildeo tem regiatildeo em comum com as sequecircncias de clones das bibliotecas
obtidas utilizando os iniciadores da primeira abordagem (NS7 e F1Ra) No entanto a regiatildeo
amplificada do gene rRNA 18S obtida com uso dos iniciadores da segunda abordagem (NS31 e
AM1) eacute comum agrave parte da regiatildeo amplificada com o uso dos iniciadores grupo-especiacuteficos
Pela anaacutelise filogeneacutetica usando neighbor joining as sequecircncias da segunda abordagem
mostraram-se relacionadas a algumas sequecircncias obtidas com os iniciadores especiacuteficos (dados
natildeo mostrados) Isso mostra a consistecircncia do meacutetodo de PCR e sequenciamento para o
85
levantamento populacional dos fungos associados agraves raiacutezes de cana-de-accediluacutecar em condiccedilotildees de
campo apesar de o nuacutemero de UTOs recuperadas ser menor com o uso do iniciador AM1
Tabela 18 - Anaacutelise do BLAST de sequecircncias obtidas das bibliotecas de raiacutezes de cana-de-accediluacutecar COM
QUEIMA e SEM QUEIMA preacutevia agrave colheita utilizando o iniciador ACAU220
Manejo Clone iniciador UTO(1)
Sequecircncia mais similar [Acesso] Similaridade
(2)
SEM QUEIMA
A01 ACAU220 UTO 1 Cladosporium cladosporioides [EU3755231] 100
G01 ACAU220 UTO 1 Cladosporium cladosporioides [EU3755231] 96
F02 ACAU220 UTO 1 Cladosporium cladosporioides [EU3755231] 95
G02 ACAU220 UTO 1 Cladosporium cladosporioides [EU7234841] 94
B03 ACAU220 UTO 1 Cladosporium cladosporioides [EU3755231] 93
C03 ACAU220 UTO 1 Cladosporium cladosporioides [EU3755231] 93
D03 ACAU220 UTO 1 Cladosporium cladosporioides [EU7234841] 93
E01 ACAU220 UTO 1 Cladosporium cladosporioides [EU3755231] 93
D02 ACAU220 UTO 2 Penicillium brevicompactum [EU2636081] 98
H01 ACAU220 UTO 2 Penicillium freii [AY6409981] 98
A03 ACAU220 UTO 2 Phialocephala fortinii [EU3820701] 96
B02 ACAU220 UTO 3 Monodictys arctica [EU6865191]] 93
C01 ACAU220 UTO 4 Penicillium purpurogenum [DQ3659471] 96
C02 ACAU220 UTO 5 Hypocrea koningii [EU7224041] 92
D01 ACAU220 UTO 6 Pseudocolus fusiformis [AF0266231] 98
E02 ACAU220 UTO 7 Fusarium oxysporum [EU7108211] 98
Com Queima
H03 ACAU220 UTO 1 Cladosporium cladosporioides [EU3755231] 96
H04 ACAU220 UTO 1 Cladosporium cladosporioides [EU3755231] 96
D05 ACAU220 UTO 1 Cladosporium cladosporioides [EU3755231] 95
G04 ACAU220 UTO 1 Cladosporium cladosporioides [EU3755231] 93
B04 ACAU220 UTO 2 Penicillium glabrum [AF5480901] 93
A04 ACAU220 UTO 3 Phoma sp [EU8264811] 97
G03 ACAU220 UTO 3 Monodictys arctica [EU6865191] 97
E05 ACAU220 UTO 3 Phoma sp [EU8264811] 94
D04 ACAU220 UTO 3 Didymella exitialis [EU1675641] 91
B05 ACAU220 UTO 4 Penicillium purpurogenum [DQ3659471] 96
C05 ACAU220 UTO 16 Monodictys arctica [EU6865191] 93
F03 ACAU220 UTO 28 Paraconiothyrium brasiliense [EU2956511] 91
F05 ACAU220 UTO 29 Alternaria sp [EU8264791] 97
G05 ACAU220 UTO 30 Lithothelium septemseptatum [AY5846621] 96
Os E-values de todas as comparaccedilotildees foram iguais a zero (1)
Identidade das Unidades Taxonocircmicas Operacionais determinadas pelo programa DOTUR ao niacutevel de 99 de
similaridade (2)
Similaridade da sequecircncia ambiental com o respectivo acesso do NCBI dada pela anaacutelise de BLAST
86
Tabela 19 - Anaacutelise do BLAST de sequecircncias obtidas das bibliotecas de raiacutezes de cana-de-accediluacutecar COM
QUEIMA e SEM QUEIMA preacutevia agrave colheita utilizando o iniciador GIGA202
Manejo Clone iniciador UTO(1)
Sequecircncia mais similar [Acesso] Similaridade
(2)
SEM QUEIMA
A06 GIGA202 UTO 1 Cladosporium cladosporioides [EU3755231] 96
D07 GIGA202 UTO 3 Monodictys arctica [EU6865191] 95
H06 GIGA202 UTO 4 Penicillium purpurogenum [AF2452571] 97
B08 GIGA202 UTO 4 Penicillium purpurogenum [DQ3659471]] 93
A08 GIGA202 UTO 7 Fusarium oxysporum [EF5903261] 96
A07 GIGA202 UTO 7 Fusarium oxysporum [EF5903261] 95
F07 GIGA202 UTO 7 Fusarium oxysporum [EF5903261] 94
E06 GIGA202 UTO 7 Fusarium oxysporum [EF5903261] 93
F06 GIGA202 UTO 7 Fusarium oxysporum [EF5903261] 93
C07 GIGA202 UTO 7 Fusarium oxysporum [EF5903261] 92
D06 GIGA202 UTO 7 Fusarium oxysporum [EF5903261] 92
B06 GIGA202 UTO 8 Fusarium oxysporum [EF5903261] 90
C06 GIGA202 UTO 9 Fusarium oxysporum [EF5903261] 90
C08 GIGA202 UTO 10 Fusarium oxysporum [EF5903261] 90
E07 GIGA202 UTO 11 Fusarium oxysporum [EF5903261] 91
G06 GIGA202 UTO 12 Monodictys arctica [EU6865191] 87
G07 GIGA202 UTO 13 Fusarium oxysporum [EF5903261] 91
COM QUEIMA
A09 GIGA202 UTO 1 Cladosporium cladosporioides [EU3755231] 97
D09 GIGA202 UTO 3 Monodictys arctica [EU6865191] 99
E10 GIGA202 UTO 3 Phoma sp [EU8264811] 99
F09 GIGA202 UTO 3 Phaeosphaeria nodorum [EU1892131] 99
G09 GIGA202 UTO 3 Phoma sp [EU8264811] 99
B09 GIGA202 UTO 3 Phoma sp [EU8264811] 97
C09 GIGA202 UTO 3 Phoma sp [EU8264811] 96
H08 GIGA202 UTO 3 Phaeosphaeria nodorum [EU1892131] 96
B10 GIGA202 UTO 7 Fusarium oxysporum [EF5903261] 95
G10 GIGA202 UTO 7 Fusarium oxysporum [EF5903261] 94
F08 GIGA202 UTO 7 Fusarium oxysporum [EF5903261] 93
E09 GIGA202 UTO 30 Paraconiothyrium variabile [EU2956531] 95
A10 GIGA202 UTO 31 Monodictys arctica [EU6865191] 89
C10 GIGA202 UTO 32 Penicillium purpurogenum [DQ3659471] 92
E08 GIGA202 UTO 33 Pyrenochaeta nobilis [DQ8982871] 98
F10 GIGA202 UTO 34 Fusarium oxysporum [EF5903261] 94
H09 GIGA202 UTO 35 Monodictys arctica [EU6865191] 95
Os E-values de todas as comparaccedilotildees foram iguais a zero (1)
Unidades Taxonocircmicas Operacionais determinadas pelo programa DOTUR ao niacutevel de 99 de similaridade (2)
Similaridade da sequecircncia ambiental com o respectivo acesso do NCBI dada pela anaacutelise de BLAST
87
Tabela 20 - Anaacutelise do BLAST de sequecircncias obtidas das bibliotecas de raiacutezes de cana-de-accediluacutecar COM
QUEIMA e SEM QUEIMA preacutevia agrave colheita utilizando o iniciador GLOMA690
Manejo Clone iniciador UTO(1)
Sequecircncia mais similar [Acesso] Similaridade
(2) E-value
SEM QUEIMA
A11 GLOMA690 UTO 3 Monodictys arctica [EU6865191] 99 00
B11 GLOMA690 UTO 3 Monodictys arctica [EU6865191] 99 8e-167
B12 GLOMA690 UTO 3 Monodictys arctica [EU6865191] 99 6e-163
D11 GLOMA690 UTO 3 Monodictys arctica [EU6865191] 98 8e-162
F11 GLOMA690 UTO 3 Monodictys arctica [EU6865191] 97 5e-159
A01 GLOMA690 UTO 3 Phoma sp [EU8264811] 97 00
C01 GLOMA690 UTO 3 Phoma sp [EU8264811] 97 00
B01 GLOMA690 UTO 14 Phoma sp [EU8264811] 98 00
A12 GLOMA690 UTO 14 Monodictys arctica [EU6865191] 97 3e-151
E11 GLOMA690 UTO 14 Monodictys arctica [EU6865191] 94 2e-142
C11 GLOMA690 UTO 15 Cryptococcus vishniacii [AB0326571] 99 1e-164
H12 GLOMA690 UTO 16 Monodictys arctica [EU6865191] 98 1e-159
G11 GLOMA690 UTO 16 Monodictys arctica [EU6865191] 97 4e-155
D12 GLOMA690 UTO 16 Monodictys arctica [EU6865191] 96 4e-150
E12 GLOMA690 UTO 17 Cryptococcus aerius [EU8476621] 96 6e-148
F12 GLOMA690 UTO 18 Monodictys arctica [EU6865191] 96 1e-150
G12 GLOMA690 UTO 19 Monodictys arctica [EU6865191] 90 4e-120
H11 GLOMA690 UTO 20 Monodictys arctica [EU6865191] 98 8e-162
D01 GLOMA690 UTO 21 Cryptococcus gastricus [DQ6455131] 97 00
COM QUEIMA
C02 GLOMA690 UTO 3 Phoma medicaginis [EU1675751] 97 00
A03 GLOMA690 UTO 36 Cryptococcus terreus [AB0326491] 97 00
E02 GLOMA690 UTO 36 Cryptococcus terreus [AB0326491] 98 00
B03 GLOMA690 UTO 36 Cryptococcus terreus [AB0326491] 96 00
B02 GLOMA690 UTO 37 Cryptococcus terreus [AB0326491] 93 00
D03 GLOMA690 UTO 38 Dothidotthia aspera [EU6732281] 88 1e-139
E01 GLOMA690 UTO 39 Phoma sp [EU8264811] 93 00
E03 GLOMA690 UTO 40 Phoma sp [EU8264811] 92 00
F01 GLOMA690 UTO 41 Cryptococcus terreus [AB0326491] 93 00
G02 GLOMA690 UTO 42 Phoma sp [EU8264811] 97 00
H02 GLOMA690 UTO 43 Phoma sp [EU8264811] 97 00
(1) Unidades Taxonocircmicas Operacionais determinadas pelo programa DOTUR ao niacutevel de 99 de similaridade
(2) Similaridade da sequecircncia ambiental com o respectivo acesso do NCBI dada pela anaacutelise de BLAST
88
Tabela 21 - Anaacutelise do BLAST de sequecircncias obtidas das bibliotecas de raiacutezes de cana-de-accediluacutecar COM
QUEIMA e SEM QUEIMA preacutevia agrave colheita utilizando o iniciador GLOMB673
Manejo Clone iniciador UTO(1)
Sequecircncia mais similar [Acesso] Similaridade
(2) e-value
SEM QUEIMA
A05 GLOMB673 UTO 3 Monodictys arctica [EU6865191] 99 00
A06 GLOMB673 UTO 3 Phoma sp [EU8264811] 99 00
D06 GLOMB673 UTO 3 Phoma sp [EU8264811] 99 00
B05 GLOMB673 UTO 3 Phoma sp [EU8264811] 98 00
E04 GLOMB673 UTO 3 Monodictys arctica [EU6865191] 98 00
B04 GLOMB673 UTO 3 Phoma sp [EU8264811] 97 00
C06 GLOMB673 UTO 3 Leptosphaeria doliolum [U434571] 97 00
D05 GLOMB673 UTO 3 Monodictys arctica [EU6865191] 96 00
D04 GLOMB673 UTO 16 Phoma sp [EU8264811] 98 00
A04 GLOMB673 UTO 22 Phoma medicaginis [EU1675751] 92 7e-156
C04 GLOMB673 UTO 23 Monodictys arctica [EU6865191] 98 00
F04 GLOMB673 UTO 24 Rhytidhysteron rufulum [AF2014521] 95 00
F05 GLOMB673 UTO 25 Monodictys arctica [EU6865191] 94 00
G05 GLOMB673 UTO 26 Pleosporales [FJ1768441] 99 00
H05 GLOMB673 UTO 27 Phoma sp [EU8264811] 96 00
COM QUEIMA
G08 GLOMB673 UTO 3 Phoma sp [EU8264811] 99 00
C08 GLOMB673 UTO 3 Phoma sp [EU8264811] 97 00
C07 GLOMB673 UTO 16 Monodictys arctica [EU6865191] 98 00
G07 GLOMB673 UTO 16 Monodictys arctica [EU6865191] 96 00
A07 GLOMB673 UTO 23 Monodictys arctica [EU6865191] 99 00
D07 GLOMB673 UTO 23 Phoma sp [EU8264811] 98 00
B07 GLOMB673 UTO 34 Trichocladium asperum [EU2636131] 94 00
E06 GLOMB673 UTO 34 Trichocladium asperum [EU2636131] 94 3e-174
F06 GLOMB673 UTO 35 Phoma sp [EU8264811] 99 00
A08 GLOMB673 UTO 39 Phoma sp [EU8264811] 99 00
E07 GLOMB673 UTO 44 Dothidotthia aspera [EU6732251] 90 1e-162
F07 GLOMB673 UTO 45 Monodictys arctica [EU6865191] 91 2e-180
F08 GLOMB673 UTO 46 Phoma sp [EU8264811] 90 8e-170
G06 GLOMB673 UTO 47 Coniothyrium palmarum [AY6425141] 95 00
H06 GLOMB673 UTO 48 Pleosporales sp [FJ1768441] 92 2e-161
H08 GLOMB673 UTO 49 Phoma sp [EU8264811] 97 00
(1) Unidades Taxonocircmicas Operacionais determinadas pelo programa DOTUR ao niacutevel de 99 de similaridade
(2) Similaridade da sequecircncia ambiental com o respectivo acesso do NCBI dada pela anaacutelise de BLAST
89
Figura 25 ndash Relaccedilotildees filogeneacuteticas entre as sequecircncias do rDNA 18S obtidas de raiacutezes de cana-de-accediluacutecar
utilizando o iniciador ACAU220 e sequecircncias de fungos determinadas usando neighbor joining
Nuacutemeros sobre os ramos indicam a percentagem de 1000 repeticcedilotildees da anaacutelise de bootstrap O
comprimento da barra representa duas substituiccedilotildees a cada 100 nucleotiacutedeos As sequecircncias do
tratamento SEM QUEIMA estatildeo grafadas em preto e negrito e as do tratamento COM QUEIMA
estatildeo em vermelho e negrito
90
Figura 26 ndash Relaccedilotildees filogeneacuteticas entre as sequecircncias do rDNA 18S obtidas de raiacutezes de cana-de-accediluacutecar
utilizando o iniciador GIGA202 e sequecircncias de fungos determinadas usando neighbor joining
Nuacutemeros sobre os ramos indicam a percentagem de 1000 repeticcedilotildees da anaacutelise de bootstrap O
comprimento da barra representa duas substituiccedilotildees a cada 100 nucleotiacutedeos As sequecircncias do
tratamento SEM QUEIMA estatildeo grafadas em preto e negrito e as do tratamento COM QUEIMA
estatildeo em vermelho e negrito
91
Figura 27 ndash Relaccedilotildees filogeneacuteticas entre as sequecircncias do rDNA 18S obtidas de raiacutezes de cana-de-accediluacutecar
utilizando o iniciador GLOMA690 e sequecircncias de fungos determinadas usando neighbor joining
Nuacutemeros sobre os ramos indicam a percentagem de 1000 repeticcedilotildees da anaacutelise de bootstrap O
comprimento da barra representa duas substituiccedilotildees a cada 100 nucleotiacutedeos As sequecircncias do
tratamento SEM QUEIMA estatildeo grafadas em preto e negrito e as do tratamento COM QUEIMA
estatildeo em vermelho e negrito
92
Figura 28 ndash Relaccedilotildees filogeneacuteticas entre as sequecircncias do rDNA 18S obtidas de raiacutezes de cana-de-accediluacutecar
utilizando o iniciador GLOMB673 e sequecircncias de fungos determinadas usando neighbor joining
Nuacutemeros sobre os ramos indicam a percentagem de 1000 repeticcedilotildees da anaacutelise de bootstrap O
comprimento da barra representa duas substituiccedilotildees a cada 100 nucleotiacutedeos As sequecircncias do
tratamento SEM QUEIMA estatildeo grafadas em preto e negrito e as do tratamento COM QUEIMA
estatildeo em vermelho e negrito
93
Figura 29 ndash Curvas de rarefaccedilatildeo para bibliotecas de clones do gene rRNA 18S obtidas usando os iniciadores
FMAs grupo-especiacuteficos em amostras DNA de raiacutezes de cana-de-accediluacutecar sob tratamento SEM
QUEIMA e COM QUEIMA A curva de rarefaccedilatildeo foi gerada com o programa DOTUR (SCHLOSS
HANDELSMAN 2005) utilizando o niacutevel de 99 de similaridade
94
Tabela 22 - Estimativas de UTOs iacutendices de diversidade e cobertura de amostragem calculadas a partir de bibliotecas de rDNA 18S
de fungos associados a raiacutezes de cana-de-accediluacutecar com ou SEM QUEIMA preacutevia agrave colheita utilizando os iniciadores
ACAU220 GIGA202 GLOMA690 e GLOMB673
Valores entre parecircnteses representam o intervalo com 95 de confianccedila NS ndash nuacutemero de sequecircncias NU ndash nuacutemero de UTOs a
Estimador de maacutexima
semelhanccedila b ndash Reciacuteproco do iacutendice de Simpson
c ndash Estimativa de Cobertura da Amostragem Distacircncia evolutiva usada para as estimativas foi 001
Comunidade NS NU Estimativa de riquezas de UTOs Iacutendices de diversidade
ECAc
ACE-1 Chao1
Shannona
1Da b
SEM QUEIMA 67 26 1777 (621 6645)
2160 (1066 4738)d
2544 (2242 2845) 679 (447 1412) 0701
COM QUEIMA 58 28 1080 (511 3057) 641( 391 1457) 2808 (2520 3096) 904 (631 1953) 0683
Todas as sequecircncias 125 49 2130(1077 5072)
2650(1145 7616) 3134 (2898 3370) 1083 (715 2232) 0712
95
Figura 30 - Anaacutelise de LIBSHUFF de comunidade de fungos associado agraves raiacutezes de cana-de-accediluacutecar sob dois manejos de colheita utilizando o conjunto de
iniciadores desenhados ACAU220 GIGA202 GLOMA690 e GLOMB673 A manejo SEM QUEIMA (homoacutelogo) x manejo COM QUEIMA B
manejo COM QUEIMA (homoacutelogo) x manejo SEM QUEIMA As comunidades satildeo diferentes significativamente com P lt 005 A distribuiccedilatildeo de
(Cy-Cyx)2 como uma funccedilatildeo de D indica a diferenccedila entre as duas comunidades
B A
96
Os estudos de comunidades de FMAs satildeo importantes devido aos efeitos das MAs para as
plantas e para os ecossistemas terrestres (HEIJDEN et al 1998) Poreacutem a principal dificuldade
nas investigaccedilotildees do ciclo de vida da filogenia organizaccedilatildeo geneacutetica dinacircmica e estrutura das
comunidades dos FMAs eacute o seu biotrofismo obrigatoacuterio As abordagens moleculares
principalmente a caracterizaccedilatildeo de genes do rRNA tecircm contribuido para a elucidaccedilatildeo da
ecologia dos FMAs Esses genes satildeo muito utilizados por suas caracteriacutesticas evolutivas as quais
permitem a investigaccedilatildeo em diferentes niacuteveis de resoluccedilatildeo filogeneacutetica (HILLIS DIXON 1991)
Aleacutem disso eacute um gene que ocorre em muacuteltiplas coacutepias no genoma sendo a sua detecccedilatildeo mais
faacutecil em relaccedilatildeo a outros genes Segundo Oumlpik et al (2006) de 26 trabalhos 23 investigaram
comunidade de FMAs utilizando o gene rRNA 18S 7 investigaram regiotildees ITS e 4 avaliaram o
gene rRNA 28S sendo que alguns dos trabalhos utilizaram mais de um locus gecircnico
O desenho de novos iniciadores para a amplificaccedilatildeo de DNA dos organismos pertencentes
ao filo Glomeromycota eacute importante para evitar o vieacutes causado pelo uso do tradicional iniciador
AM1 (HELGASON 1998) Esse iniciador tem sido usado em inuacutemeros estudos de comunidades
de FMAs em campo (OumlPIK et al 2006) no entanto ele natildeo amplifica o DNA dos grupos basais
de Glomeromycota como Archaeosporales (REDECKER 2000 SANTOS FINLAY TEHLER
2006 SANTOS-GONZAacuteLEZ et al 2007) Aleacutem disso o iniciador AM1 pode amplificar
sequecircncias de fungos natildeo-micorriacutezicos arbusculares (DOUHAN et al 2005) Jaacute o emprego de
iniciadores especiacuteficos para fungos em geral pode natildeo cobrir toda a comunidade fuacutengica e dessa
forma natildeo refletir a comunidade de FMAs da amostra ou natildeo identificar sequer uma sequecircncia
de fungo do filo Glomeromycota (Tabela 14 e Figura 21) Por essa razatildeo o desenho de
iniciadores especiacuteficos para os principais grupos de Glomeromycota eacute de suma importacircncia
Mesmo com a colonizaccedilatildeo micorriacutezica variando de 30 a 52 natildeo foi possiacutevel a
detecccedilatildeo de FMAs nas raiacutezes utilizando-se as trecircs abordagens (1) aplicaccedilatildeo do iniciador AM1
(2) iniciador F1Ra especiacutefico para fungos em geral e (3) uso dos iniciadores aqui desenhados A
ausecircncia de sequecircncias clonadas que fossem mais similares agraves sequecircncias de Glomeromycota
mesmo utilizando iniciadores especiacuteficos e funcionais em amostras de casa-de-vegetaccedilatildeo e em
amostras de campo (raiacutezes da pradaria Konza) pode indicar um ambiente com uma comunidade
fuacutengica diversa e complexa nas raiacutezes de cana-de-accediluacutecar do campo Com os iniciadores
desenhados neste estudo houve um maior nuacutemero de UTOs detectadas em relaccedilatildeo aos
iniciadores AM1 ou F1Ra O nuacutemero de 49 UTOs sequenciadas e 265 UTOs estimadas somente
97
nas raiacutezes da cana-de-accediluacutecar (Tabela 22) indicam alta diversidade fuacutengica em relaccedilatildeo agrave outros
ambientes Waldrop et al (2006) avaliaram a diversidade de fungos do solo empregando-se o
par de iniciadores ITS1F e ITS4 e o sequenciamento dos clones provenientes de amostras de
aacutereas com diferentes nuacutemeros de espeacutecies vegetais no estado de Minnesota EUA Esses autores
obtiveram um total de 149 UTOs de fungos do solo em 7 diferentes tratamentos com um nuacutemero
maacuteximo de 40 UTOs quando se sequenciaram 72 clones de um tratamento Mas esses resultados
foram obtidos de amostras de DNA extraiacutedo do solo o qual geralmente apresenta maior
diversidade fuacutengica do que aquela associada agraves raiacutezes Neubert et al (2006) avaliaram a estrutura
da comunidade de fungos nos diferentes oacutergatildeos de caniccedilo e verificaram que as raiacutezes satildeo os
oacutergatildeos com maior diversidade A alta diversidade poderia ser a causa do vieacutes na amplificaccedilatildeo nos
experimentos deste trabalho no entanto Vandenkoornhuyse et al (2002) estudaram a
diversidade de fungos em raiacutezes da Poaceae Arrhenatherum elatius com o uso de iniciadores
especiacuteficos para fungos em geral e encontraram 49 filotipos sendo 3 relacionados agrave
Glomeromycota Husband et al (2002) amplificaram o DNA de FMAs de raiacutezes de floresta
tropical do Panamaacute empregando os iniciadores NS31 e AM1 e mostram que a
ldquohiperdiversidaderdquo pode natildeo ser a explicaccedilatildeo para o problema
Por outro lado considerando que quanto maior a diversidade vegetal maior o nuacutemero de
nichos e portanto maior a diversidade de fungos (LODGE 1997) a diversidade em raiacutezes de
uma lavoura de cana-de-accediluacutecar natildeo seria alta ao ponto de mascarar a presenccedila de FMAs Em
aacutereas de monocultura como as de cana-de-accediluacutecar haveria uma dominacircncia de um pequeno grupo
de fungos resultando em amostras de DNA com prevalecircncia desses organismos os quais se
sobrepujariam em relaccedilatildeo aos FMAs nas amostras de DNA total Como foi mostrado pelo
sequenciamento de clones do gene rRNA 18S e anaacutelise pelo DOTUR aproximadamente 60
das sequecircncias pertencem a apenas seis UTOs de um total de 49 UTOs Desse modo pode haver
uma razatildeo DNA alvo DNA natildeo-alvo desfavoraacutevel agrave amplificaccedilatildeo especiacutefica
Considerando que os iniciadores desenhados obtiveram resultados positivos nos testes in
silico e em amostras controle de casa-de-vegetaccedilatildeo eacute possiacutevel que o problema resida nas
condiccedilotildees suboacutetimas de PCR Assim paracircmetros como temperatura de pareamento dos
iniciadores concentraccedilotildees de cloreto de magneacutesio e diluiccedilatildeo da primeira PCR podem estar em
niacuteveis natildeo ideais Os testes para esses e outros paracircmetros tais como presenccedila ou ausecircncia de
BSA ou DMSO (Dimetil Sulfoacutexido) foram feitos nas amostras controle provindas de casa-de-
98
vegetaccedilatildeo e natildeo nas raiacutezes de cana-de-accediluacutecar do campo Eacute possiacutevel que as amplificaccedilotildees
inespeciacuteficas com o emprego dos iniciadores desenhados usando DNA de raiacutezes de cana-de-
accediluacutecar poderiam ser evitadas com a otimizaccedilatildeo das condiccedilotildees de PCR O BSA eacute um adjuvante
que pode aumentar a eficiecircncia da amplificaccedilatildeo O DMSO eacute um agente desnaturante que inibe
formaccedilatildeo de estruturas secundaacuterias e eacute utilizado para melhorar a eficiecircncia e a especificidade de
amplificaccedilatildeo (KITADE et al 2003) Entretanto o problema pode ter mais de uma origem em
razatildeo de o emprego dos iniciadores Glomus grupo A (GLOMA189 e GLOMA690) em raiacutezes da
pradaria Konza resultar em amplicons especiacuteficos e em ausecircncia de sequecircncias natildeo-alvo (Figuras
14 e 15) Esses resultados nos mostra que haacute um problema especiacutefico com as amostras de raiacutezes
de cana-de-accediluacutecar onde pode haver um inibidor natildeo universal uma vez que a siacutentese de
amplicons apesar de serem inespeciacuteficos ocorre Um possiacutevel fator para a natildeo detecccedilatildeo de
FMAs nas raiacutezes eacute a incapacidade do meacutetodo de extraccedilatildeo de homogeneizar completamente o
tecido vegetal o que deixaria as hifas dos FMAs protegidas ou ligadas aos tecidos da cana-de-
accediluacutecar Essa proteccedilatildeo diminuiria a eficiecircncia da extraccedilatildeo do DNA de FMAs nas amostras de
raiacutezes de cana-de-accediluacutecar
Esses problemas podem contribuir para a amplificaccedilatildeo do DNA de determinados fungos
em funccedilatildeo do ambiente Esse vieacutes jaacute foi constatado em outros trabalhos (ANDERSON et al
2003 JUMPPONEN 2007) e pode ser decorrecircncia do fato de os iniciadores terem sido
desenhados com base em sequecircncias de espeacutecimes mantidas em coleccedilotildees de culturas e em
laboratoacuterios e natildeo em sequecircncias de organismos que ocorrem naturalmente no campo Uma vez
que os FMAs satildeo simbiotroacuteficos obrigatoacuterios a obtenccedilatildeo desse tipo de sequecircncia eacute dificultada
Assim a inespecificidade dos iniciadores pode ter origem na baixa relaccedilatildeo DNA alvo
DNA natildeo-alvo nas condiccedilotildees suboacutetimas de PCR ou em problemas inerentes agraves amostras ou ao
meacutetodo de extraccedilatildeo de DNA de raiacutezes de cana-de-accediluacutecar A soluccedilatildeo para a validaccedilatildeo dos
iniciadores especiacuteficos e para o acesso agrave comunidade de Glomeromycota nas raiacutezes de cana-de-
accediluacutecar pode ser alcanccedilada por meio de experimentos para se testar esses paracircmentros Outro
ponto a ser observado eacute que eacute preciso ser cauteloso para conclusotildees tiradas sobre comunidades de
FMAs quando se emprega o par de iniciadores NS31 e AM1 sem o uso do sequenciamento como
nas anaacutelises de T-RFLP e DGGE Os resultados podem natildeo refletir a real da comunidade de
FMAs nas amostras
99
Apesar de a detecccedilatildeo de FMAs natildeo ser possiacutevel as sequecircncias obtidas satildeo informativas
quanto ao que ocorre com a estrutura da comunidade fuacutengica nas raiacutezes A alta frequecircncia de
sequecircncias de Ascomycota nas bibliotecas obtidas com os iniciadores F1Ra (especiacutefico para
fungos) AM1 (especiacutefico para FMAs) e os especiacuteficos para grupos de FMAs ACAU220
GIGA202 GLOMA690 e GLOMB673 indicam uma dominacircncia de fungos desse filo nas raiacutezes
de cana-de-accediluacutecar
Com o emprego do iniciador F1Ra foi estimada uma riqueza de ateacute 51 UTOs (Tabela 15)
e do AM1 uma riqueza de ateacute 65 UTOs (Tabela 17) em duas amostras de cana-de-accediluacutecar sob
manejo SEM QUEIMA e COM QUEIMA A razatildeo para a diferenccedila eacute que o iniciador F1Ra eacute
universal para Fungi enquanto o segundo eacute especiacutefico para um grupo de fungos No entanto com
o uso dos iniciadores grupo-especiacuteficos aqui desenhados foi estimada uma riqueza de ateacute 265
UTOs nas 36 amostras de raiacutezes de cana-de-accediluacutecar Com relaccedilatildeo agrave estrutura da comunidade
fuacutengica o uso dos iniciadores F1Ra ou AM1 e dos iniciadores especiacuteficos aqui desenhados
indicam diferenccedilas entre as comunidades fuacutengicas nos tratamento SEM QUEIMA e COM
QUEIMA pela anaacutelise de Libshuff Esses resultados podem indicar que o uso de apenas um par
de iniciadores mesmo universal para fungos e poucas repeticcedilotildees de amostras pode resultar em
baixa cobertura de amostragem da comunidade fuacutengica
Os iacutendices estimados de riqueza e de diversidade de UTOs com o uso dos iniciadores
especiacuteficos para fungos FMAs e FMAs grupo-especiacutefico natildeo foram diferentes entre os dois
manejos de colheita sugerindo que a comunidade fuacutengica natildeo eacute afetada em nuacutemero e diversidade
de organismos pelo sistema de colheita adotado pelo menos na eacutepoca avaliada Isso pode ser
explicado pelo pouco tempo de manejo SEM QUEIMA em que o teor de C no solo ainda natildeo foi
alterado (Tabela 7) indicando que a deposiccedilatildeo de palha sobre o solo ainda natildeo afeta
significativamente as propriedades quiacutemicas e bioloacutegicas do solo
100
3 CONCLUSOtildeES
A abundacircncia riqueza e diversidade de FMAs determinadas com base na presenccedila de
esporos assexuais no solo natildeo diferiu entre os tratamentos SEM QUEIMA e COM QUEIMA
preacutevia agrave colheita nem entre as variedades de cana-de-accediluacutecar e na interaccedilatildeo dos fatores Manejo de
Colheita e Variedades de cana-de-accediluacutecar
O manejo de colheita SEM QUEIMA preacutevia estimulou a colonizaccedilatildeo micorriacutezica
arbuscular em cana-de-accediluacutecar em relaccedilatildeo ao manejo com colheita COM QUEIMA preacutevia logo
apoacutes a primeira colheita
O uso de iniciadores especiacuteficos para fungos em geral (Reino Fungi) do iniciador AM1 e
dos iniciadores especiacuteficos para grupos de FMAs natildeo permitiu a detecccedilatildeo de FMAs nas raiacutezes de
cana-de-accediluacutecar
Os iacutendices de riqueza e diversidade e a estrutura da comunidade fuacutengica associados agraves
raiacutezes de cana-de-accediluacutecar determinados por meio dos dados de sequenciamento do gene rRNA
18S natildeo diferiram entre os manejos de colheita SEM QUEIMA e COM QUEIMA preacutevia
O manejo da cana-de-accediluacutecar e colheita COM QUEIMA preacutevia agrave colheita alterou a
estrutura da comunidade fuacutengica associada agraves raiacutezes logo apoacutes a primeira colheita
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Lucas Carvalho Basilio de Azevedo
Engenheiro Agrocircnomo
Comunidades de fungos micorriacutezicos arbusculares no solo e raiacutezes de cana-de-accediluacutecar
Orientador
Prof Dr MAacuteRCIO RODRIGUES LAMBAIS
Tese apresentada para a obtenccedilatildeo do tiacutetulo de Doutor em
Agronomia Aacuterea de concentraccedilatildeo Solos e Nutriccedilatildeo de
Plantas
Piracicaba
2008
Dados Internacionais de Catalogaccedilatildeo na Publicaccedilatildeo
DIVISAtildeO DE BIBLIOTECA E DOCUMENTACcedilAtildeO - ESALQUSP
Azevedo Lucas Carvalho Basilio de Comunidades de fungos micorriacutezicos arbusculares no solo e raiacutezes de cana-de-accediluacutecar
Lucas Carvalho Basilio de Azevedo - - Piracicaba 2008 110 p il
Tese (Doutorado) - - Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz 2008 Bibliografia
1 Cana-de accediluacutecar 2 Ecologia do solo 3 Micorriza 4 Raiacutezes 5 Sequenciamento geneacuteticoI Tiacutetulo
CDD 63361 A994c
ldquoPermitida a coacutepia total ou parcial deste documento desde que citada a fonte ndash O autorrdquo
3
DEDICO
A Deus
Aos meus pais Marlene e Erasmo aos meus irmatildeo Mateus Ana Julia e Maria Luiza
Aos meus avoacutes tios e tias
Pelo apoio e incentivos recebidos sendo essenciais para essa etapa de minha vida
4
AGRADECIMENTOS
Eu gostaria de agradecer ao CNPq pela bolsa no iniacutecio do Curso agrave FAPESP pela bolsa
concedida no restante do curso e agrave CAPES pela concessatildeo da bolsa de estudo para estaacutegio no
exterior por 5 meses
Ao Prof Dr Maacutercio Rodrigues Lambais pela orientaccedilatildeo e incentivo ao longo do curso
Ao Dr Prof Ari Jumpponen (Kansas State University Manhattan KS USA) por ter me
acolhido e me recebido nos EUA pela amizade pela sua constante confianccedila em nosso trabalho e
pelo seu incentivo agrave vida profissional
Ao Dr Prof Sidney Luiz Stuumlrmer por ter realizado o aacuterduo trabalho de identificaccedilatildeo dos
esporos de FMAs parte essencial desse trabalho
Ao Dr Prof Francisco de Sousa por disposiccedilatildeo em ajudar com discussotildees e
esclarecimentos sobre os trabalhos pela internet
Agrave Prof Dra Elke JBN Cardoso pela concessatildeo do material do laboratoacuterio de
Microbiologia do Solo e material da Coleccedilatildeo de FMAs aleacutem do constante apoio disposiccedilatildeo para
atender aos alunos e pela confianccedila depositada em mim
Agrave parte essencial de minha vida portanto desse trabalho tambeacutem
Meu Pai Erasmo minha Matildee Marlene meus irmatildeos Mateus Ana Julia e Maria Luiza aos
meus avoacutes Florinda Naziozeno (in memorian) e Quiteacuteria aos meus tios Maria Elena Malu
Ismael (in memorian) Raquel Israel e Maria Aparecida que sempre me incentivaram
acreditando e investindo em mim
Agradeccedilo especialmente agrave Simone por sua confianccedila apoio paciecircncia e por sua
companhia e incentivo
Aos teacutecnicos dos laboratoacuterios de Microbiologia Luis Fernado Baldesin Wladimir
Rosignolo e especialmente agrave Denise de Lourdes C Mescolotti pela ajuda nos experimentos em
laboratoacuterio
Ao Dr Joseacute Pereira Silva Juacutenior pela amizade esclarecimentos e ajuda na elaboraccedilatildeo do
projeto
Aos colegas e amigos durante a jornada de doutorado Adriano Lucheta Alessandra de
Paula Alexandre Martines Andreacute Nakatani Carolina Baretta Christie Monteiro Daniel
Lammel Daniele Takahashi Denise Santos Dilmar Baretta Eduardo Armas Elaine Malosso
5
Flaacutevio Alves Flaacutevio de Paula Gisele Lopes Giselle Gomes Heacutelio Jackson Lange Juliano Cury
Karina Cenciani Luiz Fernando Romanholo Magnus Marcela Arnaldo Maacutercio Morais Pablo
Hardoim Rafael Armas Rafael Leal Rafaela Robinson Moresca Simatildeo Lindoso Sandra
Soraya Kiriachek Winston todos estagiaacuterios e demais amigos natildeo mencionados aqui
Aos amigos que encontrei e que me acolheram em Manhattan Adelaide Altair Ana
Anand Daniel Dave David Fellipe Flaacutevia German Greg Keerthi Lia Leila Lorena Maria
Michael Nicolas Renata Thais William
6
SUMAacuteRIO
RESUMO 8
ABSTRACT 9
1 INTRODUCcedilAtildeO 10
2 DESENVOLVIMENTO 12
21 Revisatildeo bibliograacutefica 12
211 Micorrizas Arbusculares 12
212 Estudo de comunidades de fungos micorriacutezicos arbusculares 13
213 Taxonomia e identificaccedilatildeo molecular de fungos micorriacutezicos arbusculares 16
22 Material e meacutetodos 19
221 Comparaccedilatildeo dos meacutetodos de extraccedilatildeo de DNA das raiacutezes 19
222 Amplificaccedilatildeo do gene rRNA 18S de grupos especiacuteficos de FMAs 24
223 Estrutura da comunidade de FMAs em raiacutezes e solo rizosfeacuterico de cana-de-accediluacutecar sob
diferentes manejos de colheita 27
2231 Anaacutelises quiacutemicas do solo 28
2232 Extraccedilatildeo de esporos de FMAs do solo 29
2233 Colonizaccedilatildeo micorriacutezica intrarradicular 29
2234 Anaacutelise do gene rRNA 18S fuacutengico em raiacutezes de cana-de-accediluacutecar 30
22341 Amplificaccedilatildeo do gene rRNA 18S de fungos gerais e FMAs 30
22342 Amplificaccedilatildeo do gene rRNA 18S de grupos especiacuteficos de FMAs em cana-de-accediluacutecar 31
22343 Purificaccedilatildeo dos amplicons 32
22344 Clonagem dos amplicons do gene rRNA 18S 33
22345 Extraccedilatildeo do DNA plasmidial 33
7
22346 Sequenciamento dos clones do gene rRNA 18S 34
22347 Anaacutelise de sequecircncias do gene rRNA 18S 35
23 Resultados e Discussatildeo 36
231 Comparaccedilatildeo dos meacutetodos de extraccedilatildeo de DNA das raiacutezes 36
232 Desenho e validaccedilatildeo de iniciadores especiacuteficos para grupos de FMAs 41
233 Estrutura da comunidade de FMAs em raiacutezes e solo rizosfeacuterico de cana-de-accediluacutecar sob
diferentes manejos de colheita 56
2331 Atributos quiacutemicos do solo 56
2332 Produtividade da cana-de-accediluacutecar 59
2333 Fungos micorriacutezicos arbusculares no solo 60
2334 Colonizaccedilatildeo micorriacutezica intrarradicular 70
2335 Anaacutelise do gene rRNA 18S amplificado com os iniciadores NS7e F1Ra em raiacutezes de
cana-de-accediluacutecar 73
2336 Anaacutelise do gene rRNA 18S amplificado com os iniciadores NS31 e AM1 em raiacutezes de
cana-de-accediluacutecar 78
2337 Anaacutelise do gene rRNA 18S amplificado com os iniciadores especiacuteficos para grupos de
FMAs em raiacutezes de cana-de-accediluacutecar 83
3 CONCLUSOtildeES 100
REFEREcircNCIAS 101
8
RESUMO
Comunidades de fungos micorriacutezicos arbusculares no solo e raiacutezes de cana-de-accediluacutecar
Os fungos micorriacutezicos arbusculares (FMAs filo Glomeromycota) formam associaccedilotildees
simbioacuteticas com a maioria das plantas vasculares Normalmente as hifas dos FMAs crescem no
solo e colonizam o interior das raiacutezes No entanto natildeo se sabe se as espeacutecies mais abundantes
detectadas no solo por meio da identificaccedilatildeo com base na morfologia dos esporos assexuais satildeo
tambeacutem as mais abundantes no interior das raiacutezes devido agraves dificuldades para a identificaccedilatildeo dos
FMAs com base nas estruturas intrarradiculares Assim o objetivo do presente trabalho foi
avaliar a estrutura da comunidade de FMAs em cana-de-accediluacutecar sob dois manejos de colheita por
meio da identificaccedilatildeo das espeacutecies que estatildeo no solo na forma de esporos assexuais e aquelas que
estatildeo nas raiacutezes usando o sequenciamento de clones do gene rRNA 18S Amostras de solo e
raiacutezes de cana-de-accediluacutecar de trecircs variedades e dois manejos de colheita SEM QUEIMA preacutevia e
COM QUEIMA preacutevia agrave colheita foram coletadas em um experimento localizado no municiacutepio
de Novo Horizonte SP Foram utilizadas trecircs abordagens para a identificaccedilatildeo dos FMAs no
interior das raiacutezes emprego de (1) iniciador especiacutefico para fungos em geral (2) iniciador
especiacutefico para FMAs e (3) iniciadores especiacuteficos para grupos de FMAs O nuacutemero de esporos
por 50 g de solo a riqueza de espeacutecies observada e estimada e a diversidade de esporos natildeo
diferiram significativamente entre os manejos SEM QUEIMA e COM QUEIMA Efeitos
significativos de variedades de cana-de-accediluacutecar ou na interaccedilatildeo dos fatores manejo e variedade
natildeo foram observados A anaacutelise de ordenaccedilatildeo com base nos esporos identificados tambeacutem natildeo
indicou separaccedilatildeo das amostras em funccedilatildeo dos tratamentos Entretanto plantas do tratamento sob
manejo SEM QUEIMA apresentaram as maiores taxas de colonizaccedilatildeo micorriacutezica arbuscular
quando comparadas agraves plantas do tratamento sob manejo COM QUEIMA Esses dados indicam
que a taxa de colonizaccedilatildeo micorriacutezica arbuscular eacute um indicador mais sensiacutevel agrave mudanccedila de
manejo de colheita da cana-de-accediluacutecar do que os outros indicadores avaliados Apoacutes a extraccedilatildeo de
DNA das raiacutezes o uso dos iniciadores especiacuteficos para fungos em geral para FMAs e iniciadores
especiacuteficos para grupo de FMAs natildeo resultou em sequecircncias de Glomeromycota Mesmo assim a
comunidade de fungos associados agraves raiacutezes detectada por sequenciamento do gene rRNA 18S foi
avaliada Os resultados indicam que a estrutra da comunidade fuacutengica associada agraves raiacutezes de
cana-de-accediluacutecar diferiu significativamente entre os manejos de colheita SEM QUEIMA e COM
QUEIMA preacutevia apesar de natildeo haver diferenccedilas na riqueza e iacutendices de diversidade de unidades
taxonocircmicas operacionais observadas Em geral estudos adicionais devem ser feitos para
otimizar as condiccedilotildees para amplificaccedilatildeo do gene rRNA 18S de FMAs para melhor entender a
ecologia dos mesmos
Palavras-chave Micorriza arbuscular rRNA18S Ecologia Fungos
9
ABSTRACT
Arbuscular mycorrhizal fungi communities in soil and sugarcane roots
Arbuscular mycorrhizal fungi (AMF Glomeromycota) form mutualistic symbioses with
most land plants AMF hypha generally grow through the soil and colonize the cortical tissue of
the plant roots However it is not known whether the most abundant species in the soil
determined based on the morphology of asexual spores are the most abundant inside the roots
due the difficulties in identifying AMF based on intraradical structures Therefore the aim of this
study was to evaluate the AMF community structure in sugarcane rhizosphere and roots under
two harvesting managements based on spores in the soil and sequencing of 18S rRNA gene
clones respectively Sugarcane rhizosphere soil and roots were sampled from three varieties
under two harvesting managements without pre-harvesting burning and with pre-harvesting
burning at an experimental field located in Novo Horizonte (Satildeo Paulo Brazil) Three
approaches were used to identify AMF inside the roots (1) using fungi-specific primers (2)
using AMF-specific primers and (3) using AMF group-specific primers The number of spores in
the soil the observed and estimated species richness and the diversity of AMF spores in the
treatments without and with pre-harvesting burning were not statistically different Statistically
significant effects of sugarcane varieties or the interaction of the factors Harvesting Management
and Varieties were not observed Ordination analysis based on the identified spores did not show
clustering by treatments However intraradical root colonization rates were higher in the
treatment without pre-harvesting burning as compared to the treatment with pre-harvesting
burning These data indicate that intraradical colonization rate may be used as a more sensitive
indicator of environmental changes due to harvesting management as compared to the other
indicators evaluated The use of fungi-specific AMF-specific and AMF group-specific primers
did not allow the detection of Glomeromycota in the sugarcane roots sampled from the field
experiment Nonetheless the fungal communities associated with sugarcane roots detected by
18S rRNA gene clone sequencing were evaluated The results indicate that the fungal
communities associated with sugarcane roots from the treatments without and with pre-harvesting
burning were statistically different even though no differences in operational taxonomic unit
richness and diversity indices were observed In general additional studies are necessary to
optimize AMF 18S rRNA gene amplification for a better understanding of their ecology
Keywords Arbuscular mycorrhiza 18S rRNA Ecology Fungi
10
1 INTRODUCcedilAtildeO
Os fungos micorriacutezicos arbusculares (FMAs) formam associaccedilotildees simbioacuteticas com a
maioria das plantas vasculares terrestres (SMITH READ 1997) incluindo algumas de
importacircncia econocircmica para o homem (OrsquoCONNOR SMITH SMITH 2002) A associaccedilatildeo
micorriacutezica geralmente propicia melhor desenvolvimento vegetal devido ao aumento de absorccedilatildeo
de aacutegua e nutrientes principalmente foacutesforo (P) pelas hifas do FMA O fungo recebe em troca
fotoassimilados e fatores de crescimento necessaacuterios para completar o seu ciclo de vida (SMITH
BARKER 2002)
Entre as plantas que formam micorrizas arbusculares estaacute a cana-de-accediluacutecar uma cultura
de grande importacircncia econocircmica no Brasil (MAPA 2008) A expansatildeo das aacutereas cultivadas com
cana-de-accediluacutecar tem sido incentivada pelo interesse na produccedilatildeo de aacutelcool para uso como
combustiacutevel alternativo Previamente agrave colheita parte dessa aacuterea cultivada eacute queimada podendo
contribuir para o aumento de gases poluentes e responsaacuteveis pelo efeito estufa Assim a praacutetica
de colheita da cana-de-accediluacutecar sem queima vem ganhando interesse por causar menores impactos
ambientais No entanto os efeitos dessa alteraccedilatildeo do manejo da cultura de cana-de-accediluacutecar sobre a
microbiota dos solos satildeo poucos conhecidos
O uso da microbiota edaacutefica como indicador de impactos ambientais tem sido
extensivamente discutidos (NIELSEN WINDING 2002 LAMBAIS et al 2005 BUNEMANN
SCHWENKE GD VAN ZWIETEN 2006 FLIEszligBACH et al 2007 FRANCHINI et al
2007) Nesse contexto alteraccedilotildees na estrutura da comunidade de FMAs poderiam ser indicadores
de estresses ambientais No entanto para o eficiente uso dos FMAs como indicadores de
estresses ambientais eacute necessaacuterio identificar as espeacutecies presentes no ecossistema tanto em
associaccedilatildeo com o vegetal como no solo A identificaccedilatildeo dos FMAs eacute normalmente feita com base
na morfologia dos esporos pois as estruturas intrarradiculares de diferentes espeacutecies natildeo podem
ser diferenciadas morfologicamente O uso de teacutecnicas moleculares eacute uma alternativa para
superar essas dificuldades e viabilizar o estudo da ecologia dos FMAs Para a investigaccedilatildeo de
comunidades de FMAs iniciadores especiacuteficos para amplificar fragmentos do gene rRNA eou
espaccedilos intergecircnicos tecircm sido usados (HIJRI et al 2006 SANTOS-GONZAacuteLEZ FINLAY
TEHLER 2007 LEE LEE YOUNG 2008)
Entretanto a amplificaccedilatildeo de fragmentos do gene rRNA 18S de FMAs por PCR (Reaccedilatildeo
em Cadeia da Polimerase) ainda eacute limitada pois os iniciadores existentes natildeo amplificam o DNA
11
de todos os organismos do filo Glomeromycota Essa ineficiecircncia pode ser resultado do baixo
nuacutemero de sequecircncias do gene rRNA 18S disponiacuteveis para o desenho de iniciadores especiacuteficos
Alternativamente se iniciadores mais geneacutericos fossem usados a aplicaccedilatildeo dos meacutetodos de
sequenciamento em larga escala do gene rRNA 18S (rDNA) de amostras ambientais poderia
contornar o problema de especificidade dos iniciadores
Assim os objetivos deste estudo satildeo (1) avaliar meacutetodos de extraccedilatildeo de DNA e
desenvolver meacutetodos de amplificaccedilatildeo por PCR e sequenciamento de clones de fragmento do gene
rRNA 18S para a anaacutelise de comunidades de FMAs (2) investigar a diversidade e a estrutura das
comunidade de FMAs no solo rizosfeacuterico e raiacutezes de cana-de-accediluacutecar utilizando a teacutecnica
desenvolvida neste estudo em condiccedilotildees de campo e (3) determinar os efeitos da queima da
cana-de-accediluacutecar preacutevia agrave colheita na diversidade e estrutura das comunidades de FMAs
12
2 DESENVOLVIMENTO
21 Revisatildeo bibliograacutefica
211 Micorrizas Arbusculares
As micorrizas arbusculares (MAs) satildeo associaccedilotildees entre certos fungos do solo e uma
grande parte das plantas vasculares Esta associaccedilatildeo eacute encontrada em cerca de 70 de espeacutecies
vegetais e estaacute distribuiacuteda em vaacuterios ecossistemas terrestres (SMITH READ 1997) As MAs
tecircm importacircncia para a nutriccedilatildeo vegetal e ocorrem na maioria das espeacutecies cultivadas pelo
homem (BURROWS PFLEGER 2002 OrsquoCONNOR SMITH SMITH 2002)
Os FMAs pertencem ao filo Glomeromycota classe Glomeromycetes a qual possui 4
ordens 10 famiacutelias e 13 gecircneros com aproximadamente 180 espeacutecies descritas (SCHUumlSSLER
2008) Esses fungos colonizam o coacutertex das raiacutezes crescendo inter- e intracelularmente Em certo
momento da simbiose haacute uma intensa divisatildeo dicotocircmica do aacutepice da hifa no interior de ceacutelulas
corticais formando o arbuacutesculo estrutura possivelmente responsaacutevel pela troca de nutrientes
entre os simbiontes (BONFANTE-FASOLO 1984) Em estaacutedios mais tardios da colonizaccedilatildeo haacute
formaccedilatildeo de vesiacuteculas estruturas intrarradiculares com suposta funccedilatildeo de reserva de lipiacutedios e
formaccedilatildeo de esporos no solo ou no interior das raiacutezes
Os FMAs em associaccedilatildeo com o vegetal conectam o solo com as raiacutezes aumentando o
volume de solo explorado e ultrapassando a zona de depleccedilatildeo de alguns nutrientes Assim os
benefiacutecios nutricionais satildeo proporcionados pela maior absorccedilatildeo de elementos minerais
especialmente aqueles pouco moacuteveis no solo como P aleacutem de Zn e Cu (COLOZZI-FILHO
BALOTA 1994 SIQUEIRA 1996) Dessa forma em consequecircncia da melhoria do estado
nutricional da planta a associaccedilatildeo micorriacutezica pode trazer uma seacuterie de benefiacutecios para o
hospedeiro vegetal como a reduccedilatildeo dos estresses de origem bioacutetica e abioacutetica (QUILAMBO et
al 2005 COLLA et al 2008) e aumento da taxa fotossinteacutetica (SHENG et al 2008) Haacute
evidecircncias de que as MAs aumentam tambeacutem a absorccedilatildeo de aacutegua (ALMEIDA 1985 AL-
KARAKI MCMICHAEL ZAK 2004 AUGEacute et al 2004) conferindo agraves plantas maior
toleracircncia ao estresse hiacutedrico O miceacutelio crescendo no solo contribui para o aumento da
agregaccedilatildeo das partiacuteculas do solo por meio do enovelamento das hifas e produccedilatildeo de glomalina
(NOacuteBREGA et al 2001) A intensidade e a qualidade dos efeitos das MAs nas plantas e solo
13
dependem da interaccedilatildeo entre os genomas da planta do fungo e destes com o ambiente Poreacutem
em condiccedilotildees de baixa disponibilidade de nutrientes principalmente P a maior eficiecircncia
simbioacutetica promove uma maior conservaccedilatildeo de nutrientes no agroecossistema Sendo a simbiose
mutualista os FMAs tambeacutem se beneficiam recebendo fotoassimilados que necessitam para
completar seu ciclo de vida Dessa forma a base do mutualismo das MAs eacute a transferecircncia
bidirecional de nutrientes entre os simbiontes (SMITH BARKER 2002)
As MAs satildeo especialmente importantes nos ecossistemas de regiotildees tropicais uma vez
que nos solos dessas regiotildees boa parte do P estaacute fortemente associada a oacutexidos de ferro e
alumiacutenio acarretando uma baixa disponibilidade para as plantas O estudo da ecologia dos FMAs
nos solos apresenta no entanto uma seacuterie de limitaccedilotildees impostos principalmente pela
impossibilidade de se cultivar os FMAs in vitro
212 Estudo de comunidades de fungos micorriacutezicos arbusculares
Os estudos de comunidades de FMAs tem aumentado ao longo dos anos (KOYDE
MOSSE 2004) em face dos efeitos beneacuteficos das MAs para a nutriccedilatildeo das plantas e para a
conservaccedilatildeo de ecossistemas Segundo demonstrado por Heijden et al (1998) o aumento da
riqueza de espeacutecies de FMAs no solo aumenta a diversidade vegetal a entrada de nutrientes e a
produtividade do ecossistema Por outro lado existem indicativos de que a comunidade vegetal
tambeacutem pode influenciar as comunidades de FMAs (JOHNSON et al 2003) Por suas funccedilotildees
nos ecosistemas as comunidades de FMAs podem ser usadas para monitorar alteraccedilotildees na
qualidade do solo em funccedilatildeo de eventos de praacuteticas de manejo agriacutecola (NIELSEN WINDING
2002 LAMBAIS et al 2005 FLIEszligBACH et al 2007)
Alguns dos distuacuterbios impostos ao ambiente podem causar alteraccedilotildees nas comunidades de
FMAs que perduram durante anos dependendo de como ela eacute manejada Moreira et al (2007)
utilizaram atributos ecoloacutegicos com base nas comunidades de FMAs na forma de esporos no
solo para distinguir uma floresta nativa de uma aacuterea reflorestada com Araucaacuteria haacute 18 anos e
tendo pasto sob as aacutervores As duas aacutereas foram discriminadas com base em anaacutelise discrimante
canocircnica sendo que o iacutendice de Diversidade de Shannon de FMAs foi o atributo ecoloacutegico que
mais contribuiu para a distinccedilatildeo da aacuterea de floresta nativa e a aacuterea reflorestada Foram
identificadas 27 espeacutecies de FMAs nas duas aacutereas sendo que a aacuterea natural apresentou maior
14
diversidade e nuacutemero total de esporos do que a aacuterea reflorestada Os autores sugerem que a
ausecircncia de distuacuterbios e a maior diversidade de plantas tenha contribuiacutedo para a maior
diversidade e abundacircncia de FMAs
As praacuteticas agriacutecolas podem influenciar de forma significativa a composiccedilatildeo da
comunidade de FMAs na forma de esporos no solo Mathimaran et al (2007) avaliaram os efeitos
de cinco anos de rotaccedilatildeo de culturas sobre a comunidade de FMAs em um Ferralsol no Kenya
Haviam dois tratamentos de plantio rotaccedilatildeo de milho com crotalaacuteria e plantio contiacutenuo de
milho e dois tratamentos de adubaccedilatildeo com ou sem adubaccedilatildeo fosfatada Os autores acessaram a
comunidade por meio da extraccedilatildeo e identificaccedilatildeo de esporos e por sequenciamento da subunidade
maior do gene rRNA de esporos de cultura armadilha A diversidade de FMAs natildeo foi afetada
pelos manejos de plantio ou pela adubaccedilatildeo de P No entanto a abundacircncia relativa de espeacutecies foi
maior para o tratamento com rotaccedilatildeo de cultura
Em determinadas situaccedilotildees a mudanccedila do manejo da lavoura pode natildeo levar a mudanccedilas
na comunidade de FMAs O efeito do manejo de cultivo convencional e orgacircnico de pomares e
viveiros de citros sobre as comunidades de FMAs foi avaliado por Focchi et al (2004) Em 36
amostras de 6 pomares dois viveiros e uma aacuterea de mata nativa foram recuperadas 26 espeacutecies
de FMAs Os autores natildeo encontraram diferenccedilas nas comunidades de FMAs em funccedilatildeo do
manejo adotado embora praacuteticas conservacionistas como rotaccedilatildeo de culturas possam contribuir
para o aumento da diversidade e riqueza de FMAs no solo (DOUDS JANKE PETERS 1993
ROSALES VALDEacuteZ 1996)
Outro fator que pode causar alteraccedilotildees da estrutura da comunidade de FMAs eacute a queima
da biomassa vegetal Eom et al (1999) estudaram a comunidade fuacutengica em uma pradaria dos
EUA de 9 anos sob diferentes tratamentos regimes de queima corte da cobertura vegetal e
adubaccedilotildees nitrogenadas eou fosfatadas Os autores coletaram esporos para identificaccedilatildeo
morfoloacutegica e raiacutezes para determinaccedilatildeo da colonizaccedilatildeo micorriacutezica e verificaram que a queima
anual diminuiu a diversidade de FMAs mas natildeo a abundacircncia de esporos e a colonizaccedilatildeo
intrarradicular As interaccedilotildees dos tratamentos de queima roccedilagem da cobertura vegetal e
adubaccedilatildeo resultaram em mudanccedilas de diversidade e abundacircncia de FMAs mostrando que essas
praacuteticas influenciam os fatores do solo como teor de N e umidade os quais podem alterar a
comunidade de FMAs (EOM et al 1999)
15
Poucos trabalhos existem na literatura que tenham estudado a interaccedilatildeo de FMAs com
cana-de-accediluacutecar Paula et al (1991) estudaram a interaccedilatildeo de Gluconacetobacter diazotrophicus
com Glomus clarum em trecircs culturas incluindo a cana-de-accediluacutecar Os autores verificaram que a
inoculaccedilatildeo do FMA junto com uma mistura de bacteacuterias diazotroacuteficas resultou em maior
colonizaccedilatildeo micorriacutezica e maior populaccedilatildeo de G diazotrophicus na parte aeacuterea da cana-de-
accediluacutecar o que evidencia um sinergismo entre os dois microrganismos Gosal Gupta e Gosal
(2001) verificaram que a inoculaccedilatildeo com FMAs em cana-de-accediluacutecar micropropagada aumentou a
sobreviecircncia apoacutes transplante das plantas para o solo em relaccedilatildeo agraves placircntulas natildeo micorrizadas
Alguns trabalhos investigaram a influecircncia dos FMAs no desenvolvimento da cana-de-
accediluacutecar em condiccedilotildees de campo Foi observada que a resposta dessa cultura agrave MA aos 83 dias
apoacutes o plantio eacute baixa (KELLY et al 2001 2005) Por outro lado Reddy et al (2004)
verificaram aumento do crescimento da cana-de-accediluacutecar com inoculaccedilatildeo de alguns FMAs aos 40
e 80 dias apoacutes o plantio Em outro estudo foi observado que a produccedilatildeo de cana-de-accediluacutecar eacute
maior com a inoculaccedilatildeo de FMAs somente em tratamentos com adubaccedilatildeo inferior de nitrogecircnio
foacutesforo e potaacutessio comparada agrave cana-de-accediluacutecar sem inoculaccedilatildeo (QUILLOY LANSANG 1992)
Apesar desses trabalhos com cana-de-accediluacutecar nenhum deles avaliaram os efeitos dos
FMAs na produccedilatildeo final e na qualidade do produto como os teores de accediluacutecar Aleacutem do que na
maior parte dos estudos foi aplicada apenas uma variedade de cana-de-accediluacutecar Existe apenas um
artigo (REIS PAULA DOumlBEREINER 1999) e uma dissertaccedilatildeo de mestrado (ANDREOLA
1982) investigando a comunidade de FMAs em cana-de-accediluacutecar em condiccedilotildees de campo Reis
Paula e Doumlbereiner (1999) estudaram 14 variedades de cana-de-accediluacutecar em diversas lavouras no
estado do Rio de Janeiro e em Pernambuco Esses autores encontraram um total de 18 espeacutecies de
FMAs na forma de esporos e indicaccedilotildees de que a praacutetica da queima do canavial antes da colheita
pode reduzir a diversidade de FMAs Andreola (1982) analisou um ensaio de adubaccedilatildeo
nitrogenada e fosfatada e aplicaccedilatildeo de vinhaccedila em cana-de-accediluacutecar sobre um Latossolo no
municiacutepio de Araras SP ao longo de 13 meses O autor verificou maiores nuacutemeros de esporos e
taxa de colonizaccedilatildeo micorriacutezica arbuscular nos meses com maior precipitaccedilatildeo pluviomeacutetrica Jaacute a
aplicaccedilatildeo de vinhaccedila e a adubaccedilatildeo nitrogenada e fosfatada natildeo mudaram o nuacutemero de eporos no
solo e a taxa de colonizaccedilatildeo micorriacutezica arbuscular Assim os resultados de Andreola (1982)
mostram variaccedilatildeo de esporos e taxa de colonizaccedilatildeo micorriacutezica em funccedilatildeo da pluviosidade e
ausecircncia de resposta agrave aplicaccedilatildeo de vinhaccedila ou adubos fosfatados e nitrogenados
16
Portanto considerando os poucos trabalhos no assunto e a importacircncia da cultura para o
Brasil eacute tambeacutem importante o conhecimento sobre a comunidade de FMAs associada agrave cana-de-
accediluacutecar e os efeitos sofridos por essa comunidade em razatildeo de mudanccedilas de manejo ou alteraccedilotildees
do ambiente
213 Taxonomia e identificaccedilatildeo molecular de fungos micorriacutezicos arbusculares
A taxonomia dos FMAs eacute feita com base na morfologia e ontogenia de esporos assexuais
como tamanho cor forma nuacutemero de paredes caracteriacutesticas da hifa de sustentaccedilatildeo etc (Figura
1) Devido agrave semelhanccedila das estruturas fuacutengicas intrarradiculares natildeo eacute possiacutevel a identiicaccedilatildeo de
espeacutecies com base nas mesmas Assim existem vaacuterios limitantes para o estudo da ecologia dos
FMAs em condiccedilotildees de campo A morfologia e a produccedilatildeo dos esporos satildeo dependentes do
estaacutedio fisioloacutegico da planta hospedeira e das condiccedilotildees ambientais A magnitude da esporulaccedilatildeo
no solo pode natildeo refletir o grau de colonizaccedilatildeo das raiacutezes Assim uma espeacutecie de FMA pode
esporular abundantemente no solo mas colonizar uma pequena proporccedilatildeo do sistema radicular da
planta Em contraste uma espeacutecie que colonize uma grande proporccedilatildeo do sistema radicular pode
natildeo produzir um grande nuacutemero de esporos (REDECKER HIJRI WIEMKEN 2003) Essas
informaccedilotildees sugerem que as espeacutecies mais abundantes na forma de esporos no solo podem natildeo
representar as mais abundantes no interior das raiacutezes (CLAPP et al 1995 e ROSENDAHL
STUKENBROCK 2004) As dificuldades nos estudos de ecologia de FMAs tornam-se ainda
maiores devido ao fato dos mesmos serem biotroacuteficos obrigatoacuterios e natildeo serem passiacuteveis de
cultivo in vitro O uso de culturas armadilhas ou raiacutezes transformadas para a multiplicaccedilatildeo de
FMAs seria uma alternativa mas essa abordagem eacute trabalhosa e geralmente demanda longo
tempo aleacutem de existir a possibilidade de seleccedilatildeo de espeacutecies de FMAs pela planta hospedeira
usada (CARRENHO TRUFEM BONONI 2002)
Os esforccedilos para identificar espeacutecies conhecer a diversidade e a dinacircmica de comunidades
de FMAs satildeo cada vez maiores devido aos seus impactos na organizaccedilatildeo e produccedilatildeo de
ecossistemas incluindo agroecossistemas Para contornar tais problemas uma alternativa seria o
uso de teacutecnicas moleculares independentes de cultivo (REDECKER HIJRI WIEMKEN 2003
STUKENBROCK ROSENDAHL 2005 HEMPEL RENKER BUSCOT 2007) Por meio da
anaacutelise de certas regiotildees do DNA de FMAs eacute possiacutevel estabelecer relaccedilotildees filogeneacuteticas entre
17
diferentes filotipos encontrados em amostras de solo eou raiacutezes e definir a dinacircmica populacional
da aacuterea de estudo por exemplo Com o emprego da teacutecnica da PCR eacute possiacutevel produzir
relativamente grandes quantidades de DNA para anaacutelise a partir de amostras com concentraccedilotildees
iacutenfimas de DNA total Assim o uso da PCR revolucionou os estudos de filogenia e diversidade
geneacutetica de FMAs jaacute que os mesmos natildeo podem ser cultivados axenicamente Anaacutelises geneacuteticas
tecircm permitido a identificaccedilatildeo de FMAs em raiacutezes colonizadas bem como a definiccedilatildeo das
relaccedilotildees filogeneacuteticas de isolados de FMAs na forma de esporos (RENKER et al 2003
SHEPHERD et al 2007 CROLL et al 2008)
Figura 1 ndash Caracteriacutesticas morfoloacutegicas utilizadas para a identificaccedilatildeo taxonocircmica de FMAs A esporo de Glomus
etunicatum mostrando a hifa de sustentaccedilatildeo (ldquosubtending hyphardquo) e uma camada da parede do esporo
(ldquoL2rdquo) B esporos de Glomus clavisporum em esporocarpo mostrando a rede de hifas (ldquohyphal plexusrdquo)
C placa (ou escudo) de germinaccedilatildeo presente em esporo de Scutellospora scutata D detalhe de
ornamentaccedilatildeo da parede externa de um esporo de Acaulospora denticulata Fonte INVAM (2008)
Sequecircncias do gene rRNA 18S tecircm sido utilizadas para a identificaccedilatildeo taxonocircmica de
FMAs (HELGASON et al 1998 ROSENDAHL STUKENBROCK 2004) a qual
A Fonte INVAM 2008 B Fonte INVAM 2008
D Fonte INVAM 2008 C Fonte INVAM 2008
18
normalmente coincide com a taxonomia baseada em morfologia dos esporos (MORTON
REDECKER 2001 SCHWARZOTT WALKER SCUumlSSLER 2001 WALKER et al 2004)
Alternativamente os espaccediladores internos transcritos (ITS do inglecircs Internal Transcribed
Spacer) sequecircncias que separam os genes rRNA 18S 58S e 25S28S tambeacutem podem ser
utilizados para estudos filogeneacuteticos Poreacutem as sequecircncias dos ITS de FMAs satildeo altamente
variaacuteveis devido agrave grande variabilidade geneacutetica dos nuacutecleos dos esporos (SANDERS et al
1995 LLOYD-MACGILP et al 1996) o que pode inviabilizar a identificaccedilatildeo de espeacutecies com
base nessas sequecircncias
O uso de PCR para amplificar fragmentos do gene rRNA 18S de FMAs ainda eacute limitado
O iniciador AM1 (HELGASON et al 1998) geralmente utilizado nos estudos de comunidades
de FMAs natildeo amplifica o DNA de todas as espeacutecies de FMAs e pode amplificar o DNA de
alguns fungos que natildeo pertencem ao filo Glomeromycota (REDECKER 2000 DOUHAN et al
2005 LEE LEE YOUNG 2008) Outro iniciador utilizado para estudos de ecologiafilogenia de
FMAs eacute o VANS1 Poreacutem esse iniciador eacute complementar a uma regiatildeo natildeo muito conservada do
gene rRNA 18S de Glomeromycota (SIMON LALONDE BRUNS 1992 SCHUumlSSLER et al
2001) e pode natildeo amplificar o DNA de todas as espeacutecies de Glomeromycota A eficiecircncia dos
iniciadores para PCR depende do nuacutemero de sequecircncias de diferentes espeacutecies usadas para definiacute-
los De acordo com as bases de dados integradas pelo Centro Nacional de Informaccedilatildeo para
Biotecnologia (NCBI httpwwwncbinlmnihgov) no ano de 2006 existiam cerca de 3800
sequecircncias do gene rRNA 18S de fungos Glomeromycota depositadas e aproximadamente
49000 sequecircncias de fungos de outros filos Jaacute em 2008 aproximadamente 6500 sequecircncias do
gene rRNA 18S de Glomeromycota e 86000 sequecircncias de fungos de outros filos estavam
disponiacuteveis
Uma vez que as informaccedilotildees sobre sequecircncias do gene rRNA 18S na base de dados do
NCBI tecircm aumentado constantemente com maior nuacutemero tanto de sequecircncias alvo como natildeo-
alvo o desenho de novos iniciadores especiacuteficos mais eficientes se torna possiacutevel No entanto
como o filo Glomeromycota eacute bastante diverso para os genes rRNA uma alternativa seria o
desenho de iniciadores para grupos especiacuteficos de FMAs com menor diversidade geneacutetica
19
22 Material e meacutetodos
221 Comparaccedilatildeo dos meacutetodos de extraccedilatildeo de DNA das raiacutezes
Para o estudo de comunidades de FMAs colonizando as raiacutezes das plantas eacute necessaacuteria a
extraccedilatildeo do DNA total das raiacutezes colonizadas o qual eacute composto de DNA da planta e DNA de
fungos e outros microrganismos associados agraves raiacutezes Os meacutetodos de extraccedilatildeo de DNA de plantas
utilizam diferentes processos para a lise de membranas para a liberaccedilatildeo e a purificaccedilatildeo desses
aacutecidos nucleacuteicos da amostra Considerando-se a complexidade do DNA total extraiacutedo de raiacutezes
coletadas no campo os diferentes meacutetodos de extraccedilatildeo de DNA podem apresentar eficiecircncias
variaacuteveis Dessa forma foram testados cinco meacutetodos de extraccedilatildeo de DNA de raiacutezes visando a
anaacutelise de FMAs a elas associadas Foi avaliada a concentraccedilatildeo pureza e a viabilidade de
amplificaccedilatildeo do DNA total obtido utilizando-se raiacutezes de Brachiaria sp inoculadas com
diferentes espeacutecies de FMAs
As plantas foram previamente inoculadas com diferentes espeacutecies de FMAs e cultivadas
em vasos contendo solo esterilizado em autoclave Os FMAs utilizados foram
- Acaulospora scrobiculata
- Glomus clarum
- Gigaspora rosea
- Paraglomus brasilianum
- Glomus etunicatum
- Gigaspora rosea e Scutellospora heterogama
Foram utilizados cinco meacutetodos para extraccedilatildeo de DNA das raiacutezes colonizadas por FMAs
(Quadro 1) sendo dois deles com kits comerciais e outros trecircs adaptados de procedimentos
documentados na literatura conforme descrito abaixo
Antes da extraccedilatildeo de DNA as raiacutezes foram lavadas quatro vezes com aacutegua destilada para
remoccedilatildeo de impurezas mais grosseiras homogeneizadas e maceradas em nitrogecircnio liacutequido com
o uso de almofariz e pilatildeo de porcelana Cada amostra foi dividida em 5 aliacutequotas de mesma
massa fresca (200 a 500 mg) e transferidas para tubos de polietileno Assim foi utilizada a
mesma quantidade de material vegetal de cada amostra de raiacutezes para cada um dos 5 meacutetodos de
extraccedilatildeo de DNA
20
Meacutetodos
1 Kit FastDNA Spin (Bio 101 Vista Califoacuternia)
2 Kit UltraClean Soil DNA Isolation (Mo Bio Laboratories Carlsbad CA USA)
3 Meacutetodo adaptado de Edwards et al (1997)
4 Meacutetodo adaptado de Doyle e Doyle (1990)
5 Meacutetodo adaptado de Redecker (2000)
Quadro 1 ndash Meacutetodos utilizados para extraccedilatildeo de DNA de raiacutezes de braquiaacuteria
colonizadas por FMAs
Meacutetodo 1 kit FastDNA Spin (Bio 101 Vista Califoacuternia) O DNA total da amostra de
raiacutezes foi extraiacutedo de acordo com as instruccedilotildees do fabricante No microtubo de lise foram
adicionadas as raiacutezes maceradas e 800 μL de soluccedilatildeo de lise para tecidos vegetais (CLS-VF) mais
100 μL da soluccedilatildeo PPS Cada microtubo de lise continha granada finamente moiacuteda e 2 esferas de
ceracircmica O microtubo foi agitado em um homogeneizador FP120Fast Prep Cell Disruptor (Bio
101 Vista Califoacuternia) por 20 segundos com velocidade de 4ms-1
As amostras foram
centrifugadas por 10 minutos a 13000 g 600 μL da fase superior foram transferidos para novos
microtubos de 15 mL Foram adicionados 600 μL da soluccedilatildeo com matriz de ligaccedilatildeo e
prosseguiu-se com inversatildeo dos tubos por 20 vezes e incubaccedilatildeo a temperatura ambiente com leve
agitaccedilatildeo Em seguida as amostras foram centrifugadas a 13000 g por 1 minuto e o sobrenadante
foi descartado O peacutelete foi ressuspendido em 500 μL da soluccedilatildeo de lavagem SEWS A soluccedilatildeo
foi transferida para o filtro Spin Filter reg o qual foi acoplado a um microtubo Este conjunto foi
centrifugado por duas vezes a 13000 g por 1 minuto O filtrado foi descartado O filtro foi entatildeo
transferido para novo tubo e adicionaram-se 50 μL da soluccedilatildeo DES sobre a matriz de ligaccedilatildeo
contida no tubo A matriz foi ressuspendida cuidadosamente para hidrataccedilatildeo e solubilizaccedilatildeo do
DNA Essa mistura foi incubada por 5 minutos a temperatura ambiente e centrifugou-se a 13000
g por um minuto para recuperar o DNA eluiacutedo com DES O DNA obtido foi armazenado a -20
ordmC
Meacutetodo 2 Kit UltraClean Soil DNA Isolation (Mo Bio Laboratories Carlsbad CA
USA) O DNA foi extraiacutedo de acordo com o manual do fabricante com modificaccedilotildees conforme
descrito a seguir As raiacutezes maceradas foram transferidas para tubo contendo a soluccedilatildeo de lise
21
Bead A mistura foi agitada gentilmente e adicionaram-se 60 L da Soluccedilatildeo 1 Depois de inverter
o tubo por vaacuterias vezes este foi incubado a 70o C por 10 minutos Adicionaram-se 200 L de
Soluccedilatildeo IRS (Soluccedilatildeo de Remoccedilatildeo de Inibidor) e a soluccedilatildeo foi homogeneizada no
homogeneizador FP120Fast Prep Cell Disruptor (Bio 101 Vista Califoacuternia) por 20 segundos
com velocidade de 4 ms-1
O tubo foi centrifugado a 10000 g por 30 segundos e o sobrenadante
transferido para um novo tubo onde foram adicionados 250 L da Soluccedilatildeo 2 A soluccedilatildeo foi
homogeneizada em vortex por 5 segundos e o tubo incubado a 4o C por 5 minutos para depois ser
centrifugado a 10000 g por 1 minuto Todo o sobrenadante foi transferido para um novo tubo
onde se adicionaram 13 mL da Soluccedilatildeo 3 e a soluccedilatildeo foi homogeneizada em vortex por 5
segundos 700 L foram transferidos para o filtro do kit e o conjunto filtro-tubo foi centrifugado
agrave 10000 g por 1 minuto O filtrado foi descartado e adicionaram-se mais 700 L de soluccedilatildeo ao
mesmo filtro Em seguida o tubo foi centrifugado agrave 10000 g por 1 minuto O processo foi
repetido ateacute que todo o sobrenadante fosse filtrado Foram adicionados entatildeo 300 L da Soluccedilatildeo
4 sobre o filtro centrifugou-se a 10000 g por 30 segundos O filtrado foi descartado e
centrifugou-se novamente por 1 minuto Para recuperar o DNA o filtro foi transferido para um
novo tubo e adicionaram-se 50 l da Soluccedilatildeo 5 no centro do filtro O conjunto filtro-tubo foi
centrifugado a 10000 g por 30 segundos e depois o filtro foi descartado A soluccedilatildeo de DNA
obtida foi armazenada a ndash20o C
Meacutetodo 3 Meacutetodo adaptado de Edwards (1997) Agraves raiacutezes maceradas foram
adicionados 800 μL de soluccedilatildeo tampatildeo de Etil Xantana de Potaacutessio (625 mM de Etil Xantana de
Potaacutessio - PEX 100 mM de tris-HCl pH 75 700 mM NaCl 10 mM EDTA pH 80) As
suspensotildees foram homogeneizadas em vortex e incubadas a 65 ordmC por uma hora Depois da
incubaccedilatildeo foram adicionados 500 μL de fenolclorofoacutermioaacutelcool isoamiacutelico (25241 vvv) e a
mistura foi emulsificada em vortex Os microtubos foram centrifugados a 12000 g por 5 minutos
Uma aliacutequota de 650 μL do sobrenadante foi coleta e transferida para um novo tubo A essa
soluccedilatildeo foram adicionados mais 650 μL de fenolclorofoacutermioaacutelcool isoamiacutelico A mistura foi
emulsificada e centrifugada a 12000 g por 2 minutos A fase aquosa sobrenadante foi transferida
para novo tubo e misturada com 650 μL de clorofoacutermioaacutelcool isoamiacutelico (241 vv) As misturas
foram homogeneizadas novamente em vortex e centrifugadas a 12000 g por 5 minutos Um
volume de 500 μL do sobrenadante foi transferido para novo tubo onde foi adicionado 110 do
volume de acetato de soacutedio 3M (pH 52) e igual volume (500 μL) de isopropanol para
22
precipitaccedilatildeo do DNA A precipitaccedilatildeo do DNA foi feita por uma hora a 4 oC Em seguida os
tubos foram centrifugados por 15 minutos a 12000 g e a 4 ordmC O sobrenadante foi descartado e
adicionaram-se 500 μL de etanol 70 ao peacutelete formado Os microtubos foram centrifugados a
12000 g por 5 minutos O DNA precipitado foi seco em cacircmara de fluxo ressuspendido em 100
μL de TE (10 mM Tris HCl 1 mM de EDTA pH 80) e armazenado a -20 ordmC
Meacutetodo 4 Meacutetodo adaptado de Doyle Doyle (1990) Em cada microtubo de 15 mL
contendo as raiacutezes maceradas foram adicionados 650 μL da soluccedilatildeo tampatildeo de extraccedilatildeo (2 de
brometo de cetiltrimetilamocircnio (CTAB) 14 M de NaCl 100 mM deTris-HCl pH 80 20 mM de
EDTA pH 80 1 de polivinilpirrolidona PVP) Os microtubos foram agitados em vortex e
incubados em banho-maria a 55ordm C por 50 minutos Foram adicionados 650 μL de
clorofoacutermioaacutelcool isoamiacutelico (241 vv) e agitou-se em voacutertex ateacute formar uma emulsatildeo
Centrifugaram-se as amostras por 5 minutos a 12000 g para separaccedilatildeo do sobrenadante A fase
aquosa de cada amostra foi transferida para um novo microtubo onde se adicionou o mesmo
volume de isopropanol para precipitaccedilatildeo de DNA Em seguida os tubos foram centrifugados por
5 minutos a 12000 g Os peacuteletes formados foram lavados duas vezes com etanol 70 com
centrifugaccedilatildeo a 12000 g por 2 minutos para remoccedilatildeo de sais O DNA precipitado foi seco em
cacircmara de fluxo ressolubilizado em 50 μL de TE (10 mM Tris HCl 1 mM de EDTA pH 80) e
armazenado a -20 ordmC
Meacutetodo 5 Meacutetodo adaptado de Redecker (2000) A cada aliacutequota de raiacutezes maceradas
foram adicionados 300 μL de NaOH 025M Os microtubos foram incubados a 90 ordmC por 10
minutos Em seguida adicionaram-se 150 μL de Tris-HCl 05 M e 300 μL de HCl 025 M e
procedeu-se a incubaccedilatildeo por 10 minutos a 90 ordmC As amostras foram centrifugadas a 12000 g por
5 minutos e o sobrenadante foi transferido para um novo microtubo O DNA foi precipitado
adicionando-se o mesmo volume de isopropanol Em seguida os tubos foram centrifugados por 5
minutos a 12000 g Os peacuteletes de DNA foram lavados por duas vezes com etanol 70 seguido
de centrifugaccedilatildeo a 12000 g por 2 minutos para remoccedilatildeo de sais O DNA precipitado foi seco em
cacircmara de fluxo ressolubilizado em 50 μL de aacutegua ultrapura e armazenado a -20 ordmC
O DNA extraiacutedo por diferentes meacutetodos foi quantificado em gel por meio de comparaccedilatildeo
com marcador de massa Low DNA Mass Ladder (Invitrogen) apoacutes eletroforese A imagem do gel
de agarose (1) foi analisada com o programa FragmeNT Analysis Application version 11
(Molecular Dynamics GE Healthcare) O DNA tambeacutem foi quantificado por espectrofotometria
23
agrave 260 nm (SAMBROOK FRITSCH MANIATS 1989) O caacutelculo da concentraccedilatildeo de DNA na
amostra foi feito de acordo com a equaccedilatildeo
[DNA] = (50 ngμL-1
x D) x (A260 - A320)
Onde
D = fator de diluiccedilatildeo da amostra
A260 = absorbacircncia a 260 nm
A320 = absorbacircncia a 320 nm
A pureza do DNA foi determinada pela relaccedilatildeo das absorbacircncias a 260 e 280 nm
(SAMBROOK FRITSCH MANIATS 1989)
As amostras de DNA de raiacutezes de braquiaacuteria foram adicionalmente submetidas agrave PCR
com o objetivo de determinar se o DNA era amplificaacutevel Para isso foram utilizados os pares de
iniciadores NS1 e NS8 complementares ao gene rRNA 18S (WHITE et al 1990) e os
iniciadores SSU-Glom1 e LSU-Glom1 complementares agrave regiatildeo ITS (RENKER et al 2003) A
amplificaccedilatildeo do DNA foi feita em soluccedilatildeo contendo 04 M de cada iniciador 200 M de cada
um dos nucleotiacutedeos (dNTPs) 15 mM de MgCl2 (para o par de iniciadores NS1 e NS8) ou 20
mM de MgCl2 (para o par de iniciadores SSU-Glom1 e LSU-Glom1) 15 U de DNA polimerase
Taq e 1x o tampatildeo de reaccedilatildeo totalizando um volume de 30 l Os fragmentos de rDNA 18S
(iniciadores NS1 e NS8) foram amplificados apoacutes a desnaturaccedilatildeo inicial a 94 ordmC por 2 minutos
em 30 ciclos de desnaturaccedilatildeo a 94 ordmC por 30 segundos pareamento do iniciador a 53ordmC por 1
minuto extenccedilatildeo a 72 ordmC por 2 minutos seguidos de um periacuteodo final de extensatildeo de 10 minutos
a 72ordm C A regiatildeo ITS (iniciadores SSU-Glom1 e LSU-Glom1) foi amplificada apoacutes desnaturaccedilatildeo
inicial a 94 ordmC por 10 minutos em 40 ciclos de desnaturaccedilatildeo a 94 ordmC por 40 segundos 54 ordmC por
30 segundos 72 ordmC por 40 segundos seguidos de extensatildeo a 72 ordmC por 10 minutos Para todos os
ensaios empregou-se uma reaccedilatildeo controle negativo sem DNA Os amplicons obtidos foram
analisados por eletroforese em gel de agarose 1 (mv) e visualizados apoacutes coloraccedilatildeo com SYBR
Green
O experimento para comparaccedilatildeo dos meacutetodos de extraccedilatildeo de DNA teve um delineamento
inteiramente aleatorizado Para cada meacutetodo as repeticcedilotildees constituiacuteram-se das 6 amostras de
raiacutezes com diferentes espeacutecies de FMAs inoculadas Os dados de concentraccedilatildeo de DNA e da
24
relaccedilatildeo da absorbacircncia a 260 e 280 nm foram analisados por ANOVA e as meacutedias comparadas
pelo teste de Tukey Os dados foram transformados para x05
para normalizaccedilatildeo
222 Amplificaccedilatildeo do gene rRNA 18S de grupos especiacuteficos de FMAs
Esta etapa do trabalho foi desenvolvida no laboratoacuterio do Professor Ari Jumpponnen
(Division of Biology Kansas State University USA)
Com o objetivo de se desenhar iniciadores para amplificar DNA de FMAs sequecircncias do
gene rRNA 18S foram obtidas da base de dados do NCBI Nessa etapa natildeo foram utilizadas
sequecircncias de origem ambiental pois o desenho dos iniciadores deveria se basear em organismos
identificados Para que os iniciadores fossem discriminatoacuterios contra outros grupos de fungos
tambeacutem se utilizou sequecircncias do gene rRNA 18S de fungos dos filos Basidiomycota
Ascomycota Zygomycota e Chytriodiomycota Essas sequecircncias foram utilizadas como natildeo-alvo
na validaccedilatildeo dos iniciadores A entrada para a busca no NCBI foi ldquo(Glomeromycota AND 18S)
NOT (environmental OR uncultured)rdquo para as sequecircncias de FMAs e ldquo(Grupo de Fungo AND
18S AND AFTOL) NOT (internal)rdquo para cada um dos 4 grupos citados acima como
ldquo(Basidiomycota AND 18S AND AFTOL) NOT (internal)rdquo para Basidiomycota O termo
ldquointernalrdquo foi utilizado para se excluir sequecircncias da regiatildeo ITS no banco de dados Foram
coletadas 100 sequecircncias do gene rRNA 18S de FMAs e 59 sequecircncias de fungos natildeo-
micorriacutezicos arbusculares
Todas as sequecircncias foram importadas para o programa Sequencher 46 para o
alinhamento e formaccedilatildeo de contigs A formaccedilatildeo desses contigs permitiu a separaccedilatildeo em grupos
baseados nas diferenccedilas das sequecircncias dos organismos portanto baseado na filogenia
Inicialmente os paracircmetros de alinhamento foram ajustados da seguinte forma o algoritmo de
agrupamento (Assembly Algorithm) utilizou os dados impuros (Dirty Data) para haver mais rigor
na formaccedilatildeo de agrupamentos e para evitar a inserccedilatildeo de grandes ldquogapsrdquo Foi utilizado o
ReAligner (ANSON MYERS 1997) para otimizar ldquogapsrdquo como pequenos insertos A
percentagem miacutenima de coincidecircncia das sequecircncias (Minimum Match Percentage) foi 100
enquanto a cobertura miacutenima (Minimum Overlap) foi 100 A percentagem miacutenima de
similaridade das sequecircncias foi iniciada com o maior valor para se detectar e se eliminar as
sequecircncias idecircnticas visando a formaccedilatildeo de um banco de dados com sequecircncias uacutenicas apenas
25
Depois do primeiro alinhamento com 100 de similaridade seacuteries de alinhamentos foram feitos
com o paracircmetro de percentagem miacutenima de similaridade diminuindo um ponto percentual a cada
alinhamento O valor da cobertura miacutenima permaneceu a 100 para excluir a possibilidade de
alinhamento de regiotildees incorretas Assim os contigs para os grupos de sequecircncias de
Glomeromycota Acaulosporaceae Gigasporaceae Glomus grupo A e Glomus grupo B foram
usados para o desenho dos iniciadores que amplificassem o seu DNA alvo
Para a obtenccedilatildeo das sequecircncias consenso de cada grupo fez-se o alinhamento no
programa Multalin (CORPET 1988) No desenho dos iniciadores empregaram-se as sequecircncias
consenso dos grupos de FMAs nos programas Beacon Designer 702 (Premier Biosoft
International Palo Alto CA EUA) e Primer3 v040 (ROZEN SKALETSKY 2000) aleacutem da
busca manual dos iniciadores Na busca manual procuraram-se as regiotildees consenso para os
grupos de FMAs e que fossem dissimilares agraves sequecircncias natildeo-alvo
Apoacutes se encontrarem os possiacuteveis iniciadores especiacuteficos eles foram validados quanto agrave
especificidade utilizando o BLAST Nessa etapa a especificidade foi considerada quando a
similaridade e a cobertura para sequecircncias alvo foram de 100 e quando esses valores foram
menores para sequecircncias natildeo-alvo Assim a anaacutelise de similaridade foi feita utilizando-se as
seguintes entradas para busca no BLAST Glomeromycota o grupo de espeacutecies de cada iniciador
e Eucariotos sem Glomeromycota Os iniciadores ainda foram alinhados com as sequecircncias alvo
e natildeo-alvo para confirmar a especificidade a similaridade e a posiccedilatildeo de alinhamento no
programa Multialin Depois avaliou-se a temperatura de desnaturaccedilatildeo (melting temperature) o
tamanho do oligonucleotiacutedeo a formaccedilatildeo de grampos e o autopareamento utilizando-se o
programa Oligo Analyzer (Copyright (C) 2000-2002 Teemu Kuulasmaa) Por fim procedeu-se os
ensaios de amplificaccedilatildeo de DNA alvo por meio de PCR utilizando-se os iniciadores grupo-
especiacuteficos como Forward e um iniciador modificado de Borneman e Hartin (2000) como
Reverse (Tabela 1) Apoacutes a verificaccedilatildeo em alinhamentos com sequecircncias de Glomeromycota o
iniciador nu-SSU-1196 (BORNEMAN HARTIN 2000) foi alterado com degeneraccedilatildeo de uma
base ldquoCrdquo por ldquoC ou Trdquo (Y) Essa degeneraccedilatildeo permitiu obter 100 de similaridade entre as
sequecircncias de FMAs testadas
26
Tabela 1 ndash Iniciadores grupo-especiacuteficos para FMAs
Iniciador Sequecircncia (5rsquo 3rsquo) Especificidade Referecircncia
ACAU220 GGG GTT TCC CAT TGG TGR ATC AT Acaulosporaceae Esse estudo
GLOMB652 TAA GGG GTA TGA ACT GGT GTA G Glomus Grupo B Esse estudo
GLOMB673 GTC AAT TTC TCA CCT TCT GGA G Glomus Grupo B Esse estudo
GIGA202 AAA CCA ATA RCC TTC GGG TTT C Gigasporaceae Esse estudo
GIGA615 TAG TTG AAT TTC GGG GTT CTA C Gigasporaceae Esse estudo
GLOMA189 TTA GAT AAA AAA CCA ATA TCG GG Glomus Grupo A Esse estudo
GLOMA690 CGT AAT GCC ATT AAT TTG GTG T Glomus Grupo A Esse estudo
nu-SSU-1196
modificado TCT GGA CCT GGT GAG TTT YC Fungi
Modificado de
Borneman
Hartin (2000)
Para validaccedilatildeo dos iniciadores utilizaram-se amostras de DNA de FMAs provenientes de
vasos de multiplicaccedilatildeo obtidos de culturas do INVAM (West Virginia University) As espeacutecies
de FMAs utilizadas pertencem aos 4 grupos de FMAs Acaulospora lacunosa e A longula
(Acaulosporacea) Glomus claroideum (Glomus grupo B) Glomus caledonium (Glomus grupo
A) Scutellospora castanea e S calospora (Gigasporaceae) O DNA total foi extraiacutedo a partir do
substrato dos vasos de multiplicaccedilatildeo que continham esporos e raiacutezes colonizadas utilizando-se o
Ultra Clean Soil DNA Kit (MoBio Laboratories Carlsbad CA EUA)
Para otimizar as condiccedilotildees da amplificaccedilatildeo do DNA alvo para cada iniciador desenhado
foram testados os gradientes de concentraccedilatildeo de DNA temperatura de pareamento dos
iniciadores concentraccedilatildeo de MgCl2 concentraccedilatildeo de dNTPs concentraccedilatildeo de iniciadores
concentraccedilatildeo da enzima DNA Polimerase Taq aleacutem da presenccedila ou ausecircncia de BSA (Albumina
de Soro Bovino) As condiccedilotildees da PCR otimizadas foram 50 ng de DNA 15 mM de MgCl2
200 microM de cada dNTP 04 microM de cada iniciador 125 U da DNA polimerase Taq 1x tampatildeo
para a DNA polimerase sem o uso de BSA para um volume final de 25 microL O programa de
amplificaccedilatildeo foi 94 ordmC por 2 minutos para a desnaturaccedilatildeo inicial seguido por 30 ciclos de 94 ordmC
por 1 minuto 61 ordmC por 1minuto e 72 ordmC por 2 minutos e um passo de extensatildeo final a 72 ordmC por
8 minutos
Previamente aos ensaios com amostras ambientais a habilidade dos iniciadores em
amplificar o DNA alvo foi testada em amostras de DNA extraiacutedos de raiacutezes de cana-de-accediluacutecar e
27
Brachiaria sp inoculadas com FMAs e cultivadas em casa-de-vegetaccedilatildeo Amostras de DNA de
raiacutezes de uma pradaria dos Estados Unidos tambeacutem foram utilizadas para verificar a eficiecircncia e a
especificidade dos iniciadores em amostras do campo Essas amostras foram coletadas de um
experimento em pradaria conduzido na Konza Prairie Biological Station (estaccedilatildeo de estudos
bioloacutegicos da Kansas State University em Manhattan KS - httpwwwkonzaksuedukonza)
com comunidade vegetal dominada por espeacutecies nativas como Andropogon gerardii Panicum
virgatum e Sorghastum nutans As amostras satildeo de dois tratamentos sem adubaccedilatildeo nitrogenada e
com aplicaccedilatildeo de 10 g de N por m2
(JUMPPONEN et al 2005) O DNA dessas amostras foi
extraiacutedo com o kit MoBio Ultra Clean Soil DNA Kit
Foi necessaacuterio utilizar a nested PCR para a amplificaccedilatildeo do DNA alvo nas amostras
provenientes da pradaria Na primeira PCR foram utilizados os iniciadores NS1 e NS8 (WHITE
1990) A amplificaccedilatildeo foi feita com desnaturaccedilatildeo inicial a 94 ordmC por 2 minutos 25 ciclos de 94
ordmC por 1 minuto 58 ordmC por 1 minuto e 30 segundos e 72 ordmC por 2 minutos e extensatildeo final a 72
ordmC por 8 minutos Na segunda PCR utilizaram-se os iniciadores grupos especiacuteficos desenhados
nesse trabalho com as mesmas condiccedilotildees descritas acima para o DNA de raiacutezes de vasos de
multiplicaccedilatildeo Os produtos de PCR das amostras ambientais amplificados com o uso dos
iniciadores grupo-especiacuteficos foram ligados em vetor TOPO (Invitrogen) e clonados em
Escherichia coli Para o sequenciamento do DNA alvo os insertos foram amplificados a partir
das colocircnias de E coli e foram selecionados a partir do padratildeo de bandas apoacutes a digestatildeo com as
endonucleases AluI e HinfI Os clones que apresentaram os mesmos padrotildees de bandas foram
considerados iguais Escolheram-se apenas 1 a 3 representantes para o sequenciamento
dependendo do nuacutemero de clones com o mesmo padratildeo As sequecircncias foram obtidas utilizando-
se sequenciador capilar de alta capacidade da High-Throughput Sequencing Solutions empresa
administrada pela Universidade de Washington EUA
223 Estrutura da comunidade de FMAs em raiacutezes e solo rizosfeacuterico de cana-de-accediluacutecar sob
diferentes manejos de colheita
As amostras de solos e raiacutezes de cana-de-accediluacutecar foram coletadas para a extraccedilatildeo de
esporos para a determinaccedilatildeo da colonizaccedilatildeo intrarradicular e para a identificaccedilatildeo de sequecircncias
do gene rRNA 18S de FMAs nas raiacutezes Para tanto utilizou-se uma aacuterea experimental do Centro
28
de Tecnologia Canavieira (CTC) localizada na Usina Satildeo Joseacute da Estiva (21ordm30rsquo45rdquoS e
49ordm13rsquo08rdquoW) no municiacutepio de Novo Horizonte SP O experimento foi instalado em 16042004
sobre um latossolo vermelho-amarelo com dois tratamentos de manejo de colheita SEM
QUEIMA e COM QUEIMA preacutevia e trecircs variedades de cana-de-accediluacutecar (1) SP813250 (2)
SP801842 e (3) RB72454 As variedades foram plantadas com espaccedilamento de 15 m entre
linhas com seis repeticcedilotildees em blocos aleatorizados Anteriormente agrave implantaccedilatildeo do experimento
na aacuterea houve o cultivo de cana-de-accediluacutecar variedade SP711406 com 10 cortes e queima
previamente agrave cada colheita seguido de um cultivo de soja A amostragem foi feita aos 84 dias
apoacutes a primeira colheita da cana-de-accediluacutecar em 15122005 na profundidade de 0-10 cm sob as
trecircs variedades de cana-de-accediluacutecar A produtividade em toneladas de colmos por hectare (TCH)
tambeacutem foi calculada para as trecircs variedades
2231 Anaacutelises quiacutemicas do solo
As amostras de solo coletadas foram secas ao ar para a anaacutelise de pH H+Al Al Ca Mg
K P Carbono orgacircnico (CO) soma de bases (SB) capacidade de troca catiocircnica a pH 70 (CTC)
e saturaccedilatildeo da CTC por bases (Quadro 2)
Atributo Meacutetodo ou extrator Referecircncia
pH Medido em CaCl2 001M Raij et al 2001
H+Al pH em SMP Raij et al 2001
Al trocaacutevel KCl 1M e titulaccedilatildeo com NaOH 0025M Raij et al 2001
Ca Mg trocaacuteveis e P Resina trocadora de iacuteons Raij et al 2001
K trocaacutevel Melich 1 Silva 1999
Carbono orgacircnico (CO) Colorimetria Raij et al 2001
Soma de bases (SB) Somatoacuteria de Ca Mg K -
CTC (pH 70) Somatoacuteria de H+Al Ca Mg K -
Saturaccedilatildeopor bases da
CTC (V)
Saturaccedilatildeo = (Ca Mg K)100CTC -
Quadro 2 ndash Metodologias utilizadas para a anaacutelise quiacutemica do solo
A CTC a pH 70 foi calculada somando-se os teores de H + Al Ca Mg e K Depois
29
foram calculadas as porcentagens da saturaccedilatildeo da CTC por Ca Mg K e por Al (m) da seguinte
forma Saturaccedilatildeo do Elemento () = (teor do ElementoCTC)100
2232 Extraccedilatildeo de esporos de FMAs do solo
Os esporos dos FMAs foram extraiacutedos do solo por peneiramento uacutemido (GERDEMANN
NICOLSON 1963) e centrifugaccedilatildeo por duas vezes em soluccedilatildeo de sacarose 70 a 560 g por 2
minutos Os esporos foram identificados conforme descrito no International Culture Collection
of (Vesicular) Arbuscular Mycorrhiza Fungi (INVAM 2007) Para a anaacutelise estatiacutestica o nuacutemero
de esporos foi transformado para (x + 05)05
O iacutendice de diversidade de Shannon o reciacuteproco do
iacutendice de Simpson as estimativas de riqueza de espeacutecies e a estimativa de cobertura de
amostragem foram realizadas com o uso do programa SPADE (CHAO SHEN 2003) O iacutendice
de equitabilidade de Pielou foi calculada de acordo com Magurran (1988)
Para determinar a influecircncia das variaacuteveis ambientais na variabilidade de ocorrecircncia das
espeacutecies de FMAs sob cana-de-accediluacutecar foi realizada uma anaacutelise de redundacircncia canocircnica (RDA)
utilizando-se o programa ldquoCanoco for windows 45rdquo com transformaccedilatildeo dos dados para log x e
avaliaccedilatildeo da anaacutelise por meio do teste de permutaccedilatildeo de Monte-Carlo Na RDA a ordenaccedilatildeo das
amostras eacute condicionada diretamente pelas variaacuteveis ambientais e assim permite medida direta
da relaccedilatildeo entre as variaacuteveis ambientais e as espeacutecies detectadas Para eliminar a colinearidade de
dados e selecionar as variaacuteveis que melhor explicaram de forma significativa a variabilidade dos
dados utilizou-se Forward selection na RDA Dados de presenccedila e ausecircncia de espeacutecies de
FMAs foram utilizados para os caacutelculos
2233 Colonizaccedilatildeo micorriacutezica intrarradicular
Para a avaliaccedilatildeo da colonizaccedilatildeo intrarradicular pelos FMAs as raiacutezes de cana-de-accediluacutecar
foram lavadas e imersas em KOH 10 por uma noite Depois foram aquecidas a 60ordmC em KOH
10 por 10 minutos para clarificaccedilatildeo Apoacutes a clarificaccedilatildeo as estruturas fuacutengicas foram coradas
por 3 minutos a 90ordmC com tinta de caneta comercial Parkerreg 5 diluiacuteda em soluccedilatildeo de aacutecido
aceacutetico 5 e lactoglicerol 10 A colonizaccedilatildeo das raiacutezes foi analisada sob microscoacutepio
estereoscoacutepio pelo meacutetodo da placa reticulada segundo Giovannetti e Mosse (1980) Os dados
30
foram transformados para arcsen(x + 1)05
para as anaacutelises estatiacutesticas
2234 Anaacutelise do gene rRNA 18S fuacutengico em raiacutezes de cana-de-accediluacutecar
O DNA das amostras de raiacutezes do campo foi extraiacutedo com o objetivo de amplificar e
clonar fragmentos do gene rRNA 18S de FMAs O DNA foi extraiacutedo com kit comercial Fast
DNA (Bio101 Vista) apoacutes a lavagem das raiacutezes com aacutegua desionizada e maceraccedilatildeo em
nitrogecircnio liacutequido A clonagem do gene rRNA 18S de FMAs foi realizada usando trecircs
abordagens A primeira abordagem foi com a utilizaccedilatildeo de iniciadores especiacuteficos para um
segmento do gene rRNA 18S conservado em fungos (NS7 e F1Ra) Assim apoacutes o
sequenciamento de clones poderiacuteamos detectar as populaccedilotildees de fungos em geral incluindo as
populaccedilotildees de FMAs A segunda abordagem teve como objetivo amplificar parte do gene rRNA
18S de fungos do filo Glomeromycota utilizando-se o iniciador AM1 descrito como especiacutefico
para FMAs (HELGASON et al 1998) A terceira abordagem foi desenhar iniciadores especiacuteficos
para amplificar fragmentos do gene rRNA 18S de grupos especiacuteficos de FMAs nas amostras de
raiacutezes de cana-de-accediluacutecar do campo Para o desenho dos iniciadores inicialmente procurou-se
obter sequecircncias de FMAs mantidos em vasos de multiplicaccedilatildeo As abordagens e meacutetodos
utilizados estatildeo descritos em detalhes abaixo
22341 Amplificaccedilatildeo do gene rRNA 18S de fungos gerais e FMAs
O gene rRNA 18S fuacutengico foi amplificado por nested PCR com os iniciadores universais
para eucariotos NS1 e NS8 (WHITE et al 1990) na primeira reaccedilatildeo de amplificaccedilatildeo Os
produtos da primeira PCR foram diluiacutedos 50 vezes e utilizados em uma segunda reaccedilatildeo de
amplificaccedilatildeo com o par de iniciadores NS7 e F1Ra (SOUZA et al 2004) para amplificar DNA
de fungos em geral e os iniciadores NS31 e AM1 para amplificar DNA de Glomeromycota A
primeira reaccedilatildeo de amplificaccedilatildeo foi realizada com DNA total extraiacutedo das raiacutezes em soluccedilatildeo
contendo 04 M de cada um dos iniciadores (NS1 e NS8) 200 M de cada um dos nucleotiacutedeos
(dNTPs) 15 mM de MgCl2 1 U da enzima (DNA polimerase Taq) e 1x o tampatildeo de reaccedilatildeo
totalizando um volume de 30 l Apoacutes desnaturaccedilatildeo inicial a 94 ordmC por 2 minutos os fragmentos
de rDNA 18S foram amplificados em 30 ciclos de desnaturaccedilatildeo a 94 ordmC por 30 segundos
31
pareamento do iniciador a 53ordmC por 1 minuto extenccedilatildeo a 72 ordmC por 2 minutos seguidos de um
periacuteodo final de extensatildeo de 10 minutos a 72ordm C
A segunda reaccedilatildeo de amplificaccedilatildeo foi realizada com o produto de amplificaccedilatildeo da
primeira reaccedilatildeo diluiacutedo em soluccedilatildeo contendo 04 M de cada um dos iniciadores (NS7 e F1Ra ou
NS31 e AM1) 200 M de cada um dos nucleotiacutedeos (dNTPs) 10 mM de MgCl2 2 U da enzima
(DNA polimerase Taq) e 1x o tampatildeo de reaccedilatildeo totalizando um volume de 20 l A
amplificaccedilatildeo com os iniciadores NS7 e F1Ra foi feita apoacutes desnaturaccedilatildeo inicial a 94 ordmC por 2
minutos em 30 ciclos de 94 ordmC por 1 minuto 62ordmC por 28 segundos 72 ordmC por 1 minuto
seguidos de 5 minutos a 72ordm C para extensatildeo final A amplificaccedilatildeo com os iniciadores NS31e
AM1 foi feita apoacutes desnaturaccedilatildeo inicial a 94ordm C por 2 minutos em 35 ciclos de 94ordm C por 30
segundos 60ordm C por 30 segundos 72ordm C por 45 segundos (aumentando 1segundo por ciclo) e
seguido de extensatildeo final a 72ordm C por 5 minutos Os amplicons corados com SYBR Green foram
visualizados em gel de agarose 1 apoacutes eletroforese
22342 Amplificaccedilatildeo do gene rRNA 18S de grupos especiacuteficos de FMAs em cana-de-
accediluacutecar
Os iniciadores desenhados foram utilizados para avaliar a estrutura das comunidades de
FMAs em raiacutezes de cana-de-accediluacutecar sob os manejos SEM QUEIMA e COM QUEIMA preacutevia agrave
colheita O DNA total extraiacutedo das raiacutezes usando o meacutetodo 1 (kit Bio101) foi amplificado com os
iniciadores NS31 e AM1 para comparaccedilatildeo da eficiecircncia dos mesmos As condiccedilotildees para a
amplificaccedilatildeo utilizando os iniciadores aqui desenhados foram as mesmas descritas acima para as
raiacutezes da pradaria A ligaccedilatildeo dos amplicons transformaccedilatildeo de E coli clonagem e extraccedilatildeo de
DNA plasmidial foi feita conforme descrito acima para os inciadores NS7 e F1Ra e para NS31 e
AM1 Para as raiacutezes de cana-de-accediluacutecar 20 clones obtidos com cada iniciador e de cada um dos
tratamentos de colheita foram sequenciados O sequecircnciamento de ampliconsobtidos de raiacutezes de
cana-de-accediluacutecar foi feito em sequenciador automaacutetico ABI 3100 utilizando-se o DYEnamic ET
Terminator Cycle Sequencing Kit (ABI Prism 3100 Applied Biossystems) As sequecircncias foram
analisadas para detecccedilatildeo de quimeras no programa Chimera Check utilizando o mesmo meacutetodo
descrito acima
32
Na anaacutelise de BLAST as sequecircncias obtidas de cada iniciador foram avaliadas
separadamente Tanto as sequecircncias obtidas do NCBI para o desenho de iniciadores como as
sequecircncias de cana-de-accediluacutecar do campo foram alinhadas por meio do ClustalW no programa
MEGA 40 (TAMURA et al 2007) e manualmente ajustadas para a anaacutelise filogeneacutetica As
sequecircncias ambientais obtidas com o emprego do iniciador ACAU220 foram alinhadas em 624
posiccedilotildees sendo 304 parsimocircnia-informativas As sequecircncias do iniciador GIGA202 foram
alinhadas em 586 posiccedilotildees sendo 313 parsimocircnia-informativas Alinharam-se as sequecircncias de
GLOMA690 em 298 posiccedilotildees com 115 parsimocircnia-informativas Por fim as sequecircncias do
iniciador GLOMB673 foram alinhadas em 498 posiccedilotildees sendo 239 parsimocircnia-informativas As
relaccedilotildees filogeneacuteticas entre as sequecircncias fuacutengicas foram inferidas por meio da anaacutelise de
neighbor joining (NJ) (SAITOU NEI 1987) no programa MEGA 40 Sequecircncias do gene rRNA
18S de milho (Zea mays) soja (Glycine max) e Homo sapiens foram utilizadas como outgroup
Na anaacutelise de NJ os ldquoGapsrdquo e ldquomissing datardquo sofreram deleccedilatildeo completa o modelo de
substituiccedilatildeo foi o de Jukes-Cantor com taxas uniformes entre sites A robustez da topologia
inferida foi testada com 1000 replicatas de ldquobootstraprdquo
As sequecircncias obtidas com todos os iniciadores em raiacutezes de cana-de-accediluacutecar foram
alinhadas em 256 posiccedilotildees sendo 124 parsimocircnio-informativas Utilizou-se o programa DOTUR
para o agrupamento de sequecircncias em unidades taxonocircmicas operacionais (UTOs) para a anaacutelise
de diversidade e para a obtenccedilatildeo da curva de rarefaccedilatildeo de sequecircncias As sequecircncias com uma
similaridade gt 99 foram consideradas pertencentes agrave mesma UTO Foi feita comparaccedilatildeo entre
as bibliotecas de sequecircncias por meio do programa webLIBSHUFF (SINGLETON et al 2001)
utilizando-se as matrizes de distacircncias evolutivas calculadas
22343 Purificaccedilatildeo dos amplicons
Os amplicons foram purificados dos geacuteis de agarose com o kit GFX PCR DNA and Gel
Band Purification (GE Healthcare) conforme instruccedilotildees do fabricante
As bandas de DNA foram excisadas do gel de agarose e colocadas em microtubo de 15
mL adicionando-se 1 microL de uma soluccedilatildeo tampatildeo de captura (GE Healthcare) por mg de gel O
microtubo foi agitado vigorosamente em vortex e incubado a 60oC ateacute que a agarose estivesse
completamente dissolvida Apoacutes a dissoluccedilatildeo total da agarose a amostra foi centrifugada por 30
33
segundos a 12000 g e incubada agrave temperatura ambiente durante 10 minutos Uma aliacutequota de
aproximadamente 300 microL da amostra foi transferida para a coluna de purificaccedilatildeo incubada
durante 10 minutos a temperatura ambiente e centrifugada por 30 segundos a 12000 g Este
processo foi entatildeo repetido com o volume restante da amostra O liacutequido que passou pela coluna
durante a centrifugaccedilatildeo foi descartado e adicionou-se agrave coluna 500 microL de tampatildeo de lavagem
(GE Healthcare) seguido de uma incubaccedilatildeo durante 10 minutos a temperatura ambiente e
centrifugaccedilatildeo por 30 segundos a 12000 g A coluna foi entatildeo transferida para um microtubo de
15 mL Para eluiccedilatildeo do DNA adicionou-se 50 microL de TE (pH 80) diretamente na matriz da
coluna incubando-se por 10 minutos e em seguida centrifugou-se por 30 segundos a 8000 g O
DNA recuperado no microtubo foi novamente centrifugado por 90 segundos a 8000 g para
remover a resina remanescente A soluccedilatildeo de DNA foi entatildeo transferida para novo microtubo de
15 mL A qualidade do DNA foi determinada apoacutes eletroforese em gel de agarose 1 (TBE 05
X) e coloraccedilatildeo com SYBR-Green I (Moleculat Probes) O marcador de massa Low DNA Mass
Ladder (Invitrogen) foi utilizado como padratildeo de tamanho e quantidade de DNA
22344 Clonagem dos amplicons do gene rRNA 18S
Os amplicons de parte do gene rRNA 18S foram clonados no vetor pGEM-T Easy
(Promega) segundo as instruccedilotildees do fabricante A reaccedilatildeo de ligaccedilatildeo dos amplicons ao plasmiacutedeo
foi feita utilizando-se tampatildeo de ligaccedilatildeo raacutepida 1X (30 mM Tris-HCl pH 78 10 mM DDT 1
mM ATP 5 polietilenoglicol PEG) e 3 U de DNA ligase T4 A soluccedilatildeo foi incubada a 4 ordmC
durante 16 horas Em seguida ceacutelulas competentes de Ecoli DH5α foram transformadas por
meio de choque teacutermico utilizando-se os produtos da reaccedilatildeo de ligaccedilatildeo As ceacutelulas transformadas
foram plaqueadas em meio Luria Bertani (LB-aacutegar) contendo ampicilina (50 microg mL-1
) e X-Gal
(5-bromo-4-cloro-3-indolil--D-galactosideo 20 microg mL-1
) As bacteacuterias contendo plasmiacutedeos
recombinantes foram selecionadas para cultivo em meio LB liacutequido contendo ampicilina (50 microg
mL-1
) durante 22 horas a 38 ordmC sob agitaccedilatildeo horizontal a 300 rpm
22345 Extraccedilatildeo do DNA plasmidial
Apoacutes o cultivo das bacteacuterias contendo o plasmiacutedeo recombinante em microplacas as
34
suspensotildees celulares foram centrifugadas por 6 minutos a 4000 g a 20 oC O sobrenadante foi
descartado e o peacutelete obtido foi lavado com 240 microL de uma soluccedilatildeo tampatildeo contendo 25 mM
Tris-HCl (pH 80) 10 mM EDTA (pH 80) e 50 mM de glicose centrifugado a 20oC por 6
minutos e 4000 g Apoacutes descarte do sobrenadante foi adicionado 80 microL da soluccedilatildeo tampatildeo e em
seguida as ceacutelulas foram ressuspendidas por agitaccedilatildeo Para uma microplaca de fundo ldquoUrdquo
contendo 1 microL de RNAse em cada cavidade (10 mg mL-1
) foram transferidos 60 microL de cada
suspensatildeo de ceacutelulas Em cada poccedilo da placa foram adicionados 60 microL da soluccedilatildeo de lise (NaOH
02 N e SDS 1) a placa foi selada a suspensatildeo homogeneizada por inversatildeo e incubada a
temperatura ambiente por 10 minutos Em seguida foram adicionados 60 microL de soluccedilatildeo
contendo 3M de acetato de potaacutessio 10 de aacutecido aceacutetico glacial misturando por inversatildeo A
placa foi mantida por 10 minutos agrave temperatura ambiente e entatildeo incubada aberta em estufa a
90oC por 30 minutos Apoacutes esse tempo a placa foi resfriada em gelo por 10 minutos e
centrifugada por 4 minutos (4000 g 20oC) O sobrenadante foi transferido para uma placa de 96
poccedilos Millipore (MAGV N22) fixada sobre uma placa de fundo ldquoVrdquo de 250 microL e o conjunto
centrifugado (sem a tampa) por 4 minutos a 4000 g e 4 oC Ao filtrado adicionou-se 110 microL de
isopropanol gelado e em seguida centrifugou-se por 45 minutos a 4000 g a 4 oC O precipitado
de DNA foi entatildeo lavado com 180 microL de etanol 70 Centrifugou-se novamente a 4000 g por 5
minutos a 4 oC Apoacutes o descarte do sobrenadante inverteu-se a placa sobre papel absorvente e
centrifugou-se por 1 minuto a 900 g e 4 oC Apoacutes secar durante 1 hora a temperatura ambiente o
DNA foi ressolubilizado em 80 microL de aacutegua ultrapura esterilizada durante toda a noite e
armazenado a -20 oC O DNA foi quantificado atraveacutes de espectrofotometria a 260 nm e sua
integridade determinada por eletroforese em gel de agarose 1 (TBE 05 X)
22346 Sequenciamento dos clones do gene rRNA 18S
Para o sequenciamento dos clones de fragmentos do gene rRNA 18S utilizou-se 200-500
ng de DNA plasmidial 10 pmol do iniciador M13f (5rsquo GTA AAA CGA CGG CCA G 3rsquo) 2 microL
de DYEnamic ET Terminator (GE Healthcare) 2 microL de soluccedilatildeo tampatildeo Save Money (200 mM
Tris-HCl pH 90 5 mM MgCl26H2O) e aacutegua ultrapura para um volume final de 10 microL A
amplificaccedilatildeo por PCR foi realizada em um termociclador Mastercycler Gradiente (Eppendorf)
com as seguintes condiccedilotildees 25 ciclos de 20 segundos a 95 oC 15 segundos a 50
oC e 1 minuto a
35
60 o
C Os produtos de PCR foram precipitados com 110 de volume de uma soluccedilatildeo de acetato de
soacutedio 15 M e EDTA 250 mM e 6 volumes de etanol 95 gelado As suspensotildees foram
centrifugadas a 4000 g por 45 minutos e o peacutelete lavado com etanol 70 a temperatura
ambiente O peacutelete foi seco no escuro por no miacutenimo 2 horas ressuspendido em formamida e
desnaturado a 96oC por 5 minutos O sequenciamento foi realizado em um sequenciador capilar
automaacutetico ABI 3100 (Applied Biosystems) de acordo com as recomendaccedilotildees do fabricante
22347 Anaacutelise de sequecircncias do gene rRNA 18S
A similaridade com sequecircncias de DNA existentes no banco de dados do GenBank foi
determinada pelo Basic Local Alignment Search Tool (BLAST) no NCBI (ALTSCHUL et al
1990) A existecircncia de quimeras foi determinada usando o Chimera Check version 27 do
Ribosomal Database Project (RDP) (MAIDAK et al 1999) Foi considerado que as sequecircncias
satildeo potencialmente quimeacutericas se elas tecircm um ponto de quebra de quimera distinto gt20 no
Chimera Check Para se confirmar a indicaccedilatildeo do programa Chimera Check as sequecircncias foram
re-analisadas usando-se o BLAST depois da exclusatildeo dos nucleotiacutedeos anteriores e posteriores ao
ponto de quebra da quimera Se um dos dois seguimentos isto eacute o anterior ou o posterior ao
ponto de quebra foi mais similar a outro organismo do que o organismo mais similar agrave sequecircncia
original completa entatildeo a sequecircncia foi considerada como quimera
Para a anaacutelise filogeneacutetica as sequecircncias foram agrupadas por UPGMA com distacircncia-p
Cada grupo foi formado com valor de corte de 04 de distacircncia entre as sequecircncias Uma
sequecircncia representativa de cada grupo formado foi utilizada para construccedilatildeo da aacutervore
filogeneacutetica por neighbor-joining (NJ) utilizando-se o programa MEGA versatildeo 31(KUMAR
TAMURA NEI 2004) apoacutes alinhamento das sequecircncias no programa ClustalW e ajuste manual
O alinhamento das sequecircncias foi feito com deleccedilatildeo completa dos ldquogapsrdquo e a matriz de distacircncia
foi calculada utilizando-se o paracircmetro Jukes-Cantor como modelo de substituiccedilatildeo assumindo
taxa uniforme de substituiccedilatildeo para siacutetios variaacuteveis A robustez da topologia inferida por NJ foi
testada por 1000 repeticcedilotildees de bootstrap (PEER WACHTER 1994)
Para o agrupamento de sequecircncias em unidades taxonocircmicas operacionais (UTOs)
empregou-se o programa DOTUR (SCHLOSS HANDELSMAN 2005) Para isso foi utilizada
uma matriz de distacircncia evolutiva calculada com o programa DNADIST com algoritmo de
36
Jukes-Cantor apoacutes alinhamento das sequecircncias dos clones das bibliotecas da amostra de raiacutezes de
cana-de-accediluacutecar SEM QUEIMA e da amostra COM QUEIMA preacutevia agrave colheita As sequecircncias
com uma similaridade gt 99 foram consideradas pertencentes agrave mesma UTO A estimativa de
riqueza de UTOs pelos meacutetodos natildeo-parameacutetricos ACE-1 (CHAO LEE 1992) e e Chao1
(CHAO 1984) dos iacutendices de diversidade de Shannon reciacuteproco do iacutendice de Simpson e a
cobertura de amostragem foram realizadas com o programa SPADE (CHAO SHEN 2003) A
comparaccedilatildeo estatiacutestica das bibliotecas de clones foi feita por meio do programa webLIBSHUFF
(SINGLETON et al 2001) utilizando as matrizes de distacircncias evolutivas calculadas
anterormente
23 Resultados e Discussatildeo
231 Comparaccedilatildeo dos meacutetodos de extraccedilatildeo de DNA das raiacutezes
O DNA total extraiacutedo das raiacutezes de braquiaacuteria inoculadas com FMAs apoacutes a eletroforese
pode ser visto na Figura 2 As amostras extraiacutedas com o meacutetodo adaptado de Redecker (2000)
foram as uacutenicas a natildeo apresentar bandas no gel As concentraccedilotildees de DNA obtidas com cada
meacutetodo satildeo apresentadas na Figura 3 Pode-se observar com base no desvio padratildeo que o meacutetodo
que apresenta menor variaccedilatildeo na quantidade de DNA extraiacuteda entre amostras eacute o kit MoBio
seguido pelo kit Bio101 Os meacutetodos adaptados de Edwards et al (1997) de Doyle e Doyle
(1990) e de Redecker (2000) apresentaram maior variabilidade entre as amostras Poreacutem a
concentraccedilatildeo dada pela comparaccedilatildeo com marcador molecular diferiu em ordem e em magnitude
da concentraccedilatildeo determinada com base na absorbacircncia
37
Figura 2 ndash Eletroforese em gel de agarose (2) do DNA total extraiacutedo de raiacutezes de braquiaacuteria colonizadas com
FMAs usando 5 diferentes meacutetodos de extraccedilatildeo A espeacutecie de FMA inoculada nas raiacutezes de braquiaacuteria
estaacute descrita acima do grupo de amostras LM - marcador de massa Low DNA Mass Ladder 1 ndash
extraccedilatildeo de DNA com kit FastDNA Spin (Bio 101 Vista Califoacuternia) 2 ndash extraccedilatildeo de DNA com kit
UltraClean Soil DNA Isolation (Mo Bio Laboratories Carlsbad CA USA) 3 ndash extraccedilatildeo de DNA com
meacutetodo adaptado de Edwards et al (1997) 4 ndash extraccedilatildeo de DNA com meacutetodo adaptado de Doyle amp
Doyle (1990) 5 ndash extraccedilatildeo de DNA com meacutetodo Adaptado de Redecker (2000)
As amostras extraiacutedas pelos meacutetodos do kit Bio101 adaptado de Edwards et al (1997) e
adaptado de Doyle e Doyle (1990) apresentaram DNA de melhor qualidade com base na relaccedilatildeo
A260A280 (Figura 4) Na Figura 4 eacute possiacutevel observar maior variabilidade na relaccedilatildeo A260A280
para as amostras do kit MoBio seguidas do kit Bio101 protocolo adaptado de Edwards (1997)
Doyle e Doyle (1990) e de Redecker (2000) Apesar disso as amostras do kit Bio101 foram as
que apresentaram maior eficiecircncia na amplificaccedilatildeo do gene rRNA 18S por PCR (Tabelas 2 e 3)
A eficiecircncia na amplificaccedilatildeo natildeo seguiu a ordem de concentraccedilatildeo de DNA inicial de qualquer um
dos meios de quantificaccedilatildeo tampouco apresentou maior frequecircncia de amplificaccedilatildeo as amostras
com valores de A260A280 mais proacuteximos a 18 Apesar de menor quantidade de DNA em relaccedilatildeo
ao extraiacutedo pelos meacutetodos adaptados de Edwards et al (1997) e de Doyle e Doyle (1990) a
eficiecircncia de amplificaccedilatildeo foi maior para as amostras obtidas com o Kit Bio101 Utilizando-se o
par de iniciadores NS1 e NS8 natildeo foi possiacutevel amplificar o DNA das amostras extraiacutedas com o
meacutetodo adaptado de Redecker (2000) ou com o adaptado de Edwards et al (1997) (Tabela 2) A
Massa (ng)
100 60 40
20
10
5
Massa (ng)
100 60 40
20
10
5
38
maior frequumlecircncia de amplificaccedilatildeo foi obtida com o DNA extraiacutedo com kit Bio101 (83 )
seguida pelo DNA extraiacutedo com o meacutetodo adaptado de Doyle e Doyle (1990) (67 ) e
finalmente pelo DNA extraiacutedo com o kit MoBio (50 ) A avaliaccedilatildeo do gel de agarose apoacutes
eletroforese do DNA extraiacutedo sugere que esses resultados podem estar relacionados a impurezas
presentes na amostra Apoacutes a eletroforese nota-se um efeito de arraste nas amostras mais
concentradas sendo mais intenso nas amostras de DNA obtidas com os meacutetodos adaptados de
Edwards et al (1997) e de Doyle e Doyle (1990)
Quando se utilizou o par de iniciadores SSU Glom1 e LSU Glom1 o miacutenimo de 3
amostras de DNA de um total de 5 de cada meacutetodo apresentou amplificaccedilatildeo positiva (Tabela 3)
Novamente a maior frequecircncia de amplificaccedilatildeo foi observada com as amostras de DNA extraiacutedo
pelo kit Bio101 (100 ) seguidas do meacutetodo adaptado de Edwards et al (1997) e de Doyle e
Doyle (1990) (83 ) e pelo kit MoBio e o meacutetodo adaptado de Redecker (2000) (67 ) Sendo
assim o meacutetodo usando o kit Bio101 foi o escolhido para as extraccedilotildees de DNA das raiacutezes de
cana-de-accediluacutecar em condiccedilotildees do campo
Figura 3 ndash Concentraccedilatildeo de DNA de raiacutezes de braquiaacuteria extraiacutedo com os 5 meacutetodos A - concentraccedilatildeo determinada
por comparaccedilatildeo com marcador de massa B - concentraccedilatildeo medida a partir da absorbacircncia a 260 nm As
barras verticais indicam o desvio padratildeo Meacutedias seguidas de letras iguais natildeo diferem estatisticamente
pelo Tukey (p lt 005) O DNA extraiacutedo com o meacutetodo adaptado adaptado de Redecker (2000) natildeo foi
visualizado no gel apoacutes a eletroforese
A B
a a
b b
c
a
b bc
c
39
Figura 4 ndash Valores da relaccedilatildeo entre as absorbacircncias a 260 e 280 nm (A260A280) do DNA extraiacutedo de raiacutezes de
Brachiaria sp As barras representam o desvio padratildeo
Pode-se concluir que as quantificaccedilotildees de DNA por comparaccedilatildeo com marcador de massa
e por espectrofotometria nem sempre refletem a quantidade e a viabilidade de amplificaccedilatildeo do
DNA em amostras ambientais com uma comunidade microbiana diversa Sendo assim em
estudos de amostras ambientais natildeo eacute adequado se fazer generalizaccedilotildees sobre a metodologia mais
eficiente para a quantificaccedilatildeo do DNA ou para a avaliaccedilatildeo de sua qualidade O ideal seria um
estudo preacutevio para determinar as melhores condiccedilotildees de extraccedilatildeo e quantificaccedilatildeo para a
investigaccedilatildeo pretendida
A260A
280
40
Tabela 2 - Amplificaccedilatildeo do fragmento do gene rRNA 18S de amostras de DNA extraiacutedo de raiacutezes de braquiaacuteria utilizando
os iniciadores NS1 e NS8
FMA inoculado
Meacutetodo
A
scrobiculata
G
rosea
G
clarum
G
etunicatum
P
brasilianum
G rosea e S
heterogama FA ()
Kit Bio101 + + + + - + 83
Kit MoBio - + + - - + 50
Adaptado de Edwards et al (1997) - - - - - - -
Adaptado de Doyle amp Doyle (1990) + + - + - + 67
Adaptado de Redecker (2000) - - - - - - -
FA ()
40 60 40 40 - 60
FA - Frequecircncia de amplificaccedilatildeo
Tabela 3 - Amplificaccedilatildeo do fragmento do gene rRNA 18S de amostras de DNA extraiacutedo de raiacutezes de braquiaacuteria utilizando os
iniciadores SSU Glom1 e LSU Glom1
FMA inoculado
Meacutetodo
A
scrobiculata
G
rosea
G
clarum
G
etunicatum
P
brasilianum
G rosea e S
heterogama FA ()
Kit Bio101 + + + + + + 100
Kit MoBio - + + - + + 67
Adaptado de Edwards et al (1997) + + + + - + 83
Adaptado de Doyle amp Doyle (1990) - + + + + + 83
Adaptado de Redecker (2000) + - + + - + 67
Freq () 60 80 100 80 60 100
FA - Frequecircncia de amplificaccedilatildeo
41
232 Desenho e validaccedilatildeo de iniciadores especiacuteficos para grupos de FMAs
Para a obtenccedilatildeo de sequecircncias do gene rRNA 18S de FMAs comuns a ecossistemas
brasileiros inicialmente foram utilizadas espeacutecies isoladas da coleccedilatildeo de FMAs do Departamento
de Ciecircncia do Solo da ESALQ mantidas em plantas multiplicadoras em casa-de-vegetaccedilatildeo A
amplificaccedilatildeo com os pares de iniciadores NSF4 e NSR1787 ou NS1 e NS8 do DNA extraiacutedo de
esporos das espeacutecies Gigaspora margarita Gigaspora rosea Scutellospora heterogama Glomus
intraradices Glomus formasanum Acaulospora scrobiculata e Paraglomus brasilianum
apresentou aproximadamente 30 de eficiecircncia No entanto a clonagem desses fragmentos em
E coli natildeo foi possiacutevel Considerando-se que existe um bom nuacutemero de sequecircncias do gene
rRNA 18S de espeacutecies de FMAs comuns em ecossistemas brasileiros depositadas nos bancos de
dados puacuteblicos e que o dispecircndio de recursos e tempo para otimizaccedilatildeo da teacutecnica natildeo eacute
compensador decidiu-se usar tais sequecircncias depositadas para desenho de iniciadores especiacuteficos
para grupos de FMAs Desse modo nesse trabalho foram desenhados iniciadores especiacuteficos
para os grupos de FMAs mais frequentes em amostras ambientais Acaulosporaceae
Gigasporaceae Glomus Grupo A e Glomus Grupo B
As sequecircncias utilizadas para o desenho dos iniciadores satildeo apresentadas na Tabela 4
Essas foram alinhadas e agrupadas em funccedilatildeo de sua similaridade usando-se o programa
Sequencher 46 A famiacutelia Acaulosporaceae formou um agrupamento a 96 de similaridade o
Glomus Grupo B formou um agrupamento a 95 Gigasporaceae a 94 e Glomus Grupo A a
93 de similaridade
A formaccedilatildeo de um agrupamento somente com as sequecircncias de Glomeromycota natildeo foi
possiacutevel porque a diversidade de sequecircncias entre os FMAs eacute alta ao ponto de o agrupamento
apresentar sequecircncias de outros fungos Isto eacute uma das limitaccedilotildees para se desenhar um iniciador
que seja especiacutefico para todos os fungos de Glomeromycota A razatildeo para isso eacute a divergecircncia
dos grupos basais de Archaeosporaceae e Paraglomeraceae A Figura 5 apresenta a anaacutelise
filogeneacutetica das sequecircncias do gene rRNA 18S representativas dos gupos e que foram utilizadas
para o desenho de iniciadores
42
Tabela 4 ndash Sequecircncias de fungos alvo e natildeo-alvo obtidas do banco de dados do NCBI para o desenho de iniciadores
especiacuteficos para amplificarem o gene rRNA 18S de Glomeromycota
(continua)
Organismo Grupo Filo Acesso
Acaulospora laevis Acaulosporaceae Glomeromycota [AJ2508471]
Acaulospora laevis Acaulosporaceae Glomeromycota [Y176332]
Acaulospora longula Acaulosporaceae Glomeromycota [AJ3064391]
Acaulospora scrobiculata Acaulosporaceae Glomeromycota [AJ3064421]
Entrophospora colombiana Acaulosporaceae Glomeromycota [AB2201701]
Gigaspora albida Gigasporaceae Glomeromycota [AJ8526001]
Gigaspora albida Gigasporaceae Glomeromycota [AJ8525991]
Gigaspora decipiens Gigasporaceae Glomeromycota [U961461]
Gigaspora gigantea Gigasporaceae Glomeromycota [AJ8526021]
Gigaspora gigantea Gigasporaceae Glomeromycota [AJ8526011]
Gigaspora gigantea Gigasporaceae Glomeromycota [EF0143621]
Gigaspora margarita Gigasporaceae Glomeromycota [AJ8526051]
Gigaspora margarita Gigasporaceae Glomeromycota [AJ8526041]
Gigaspora margarita Gigasporaceae Glomeromycota [AJ8526031]
Gigaspora margarita Gigasporaceae Glomeromycota [AM1811441]
Gigaspora margarita Gigasporaceae Glomeromycota [AM1811431]
Gigaspora rosea Gigasporaceae Glomeromycota [AJ8526081]
Gigaspora rosea Gigasporaceae Glomeromycota [AJ8526071]
Gigaspora rosea Gigasporaceae Glomeromycota [AJ8526061]
Gigaspora rosea Gigasporaceae Glomeromycota [X587261]
Scutellospora aurigloba Gigasporaceae Glomeromycota [AJ2760932]
Scutellospora aurigloba Gigasporaceae Glomeromycota [AJ2760922]
Scutellospora calospora Gigasporaceae Glomeromycota [AJ3064461]
Scutellospora calospora Gigasporaceae Glomeromycota [AJ3064451]
Scutellospora calospora Gigasporaceae Glomeromycota [AJ3064431]
Scutellospora castanea Gigasporaceae Glomeromycota [AF0385901]
Scutellospora cerradensis Gigasporaceae Glomeromycota [AB0413451]
Scutellospora cerradensis Gigasporaceae Glomeromycota [AB0413441]
Scutellospora fulgida Gigasporaceae Glomeromycota [AJ3064351]
Scutellospora gilmorei Gigasporaceae Glomeromycota [AJ2760942]
Scutellospora gregaria Gigasporaceae Glomeromycota [AJ8712751]
Scutellospora gregaria Gigasporaceae Glomeromycota [AJ8712741]
Scutellospora heterogama Gigasporaceae Glomeromycota [AJ3064341]
Scutellospora heterogama Gigasporaceae Glomeromycota [AY6358321]
Scutellospora heterogama Gigasporaceae Glomeromycota [U365931]
Scutellospora heterogama Gigasporaceae Glomeromycota [AJ8526091]
Scutellospora nodosa Gigasporaceae Glomeromycota [AJ3064371]
Scutellospora projecturata Gigasporaceae Glomeromycota [AJ2427291]
Scutellospora reticulata Gigasporaceae Glomeromycota [AJ8712731]
Scutellospora spinosissima Gigasporaceae Glomeromycota [AJ3064361]
Scutellospora weresubiae Gigasporaceae Glomeromycota [AJ3064441]
Glomus caledonium Glomus grupo A Glomeromycota [Y176532]
Glomus caledonium Glomus grupo A Glomeromycota [Y176353]
Glomus clarum Glomus grupo A Glomeromycota [AJ2760842]
Glomus clarum Glomus grupo A Glomeromycota [AJ8525971]
Glomus coremioides Glomus grupo A Glomeromycota [AJ2497151]
Glomus coronatum Glomus grupo A Glomeromycota [AJ2760862]
Glomus fasciculatum Glomus grupo A Glomeromycota [Y176402]
Glomus fragilistratum Glomus grupo A Glomeromycota [AJ2760852]
Glomus geosporum Glomus grupo A Glomeromycota [AJ2456372]
Glomus intraradices Glomus grupo A Glomeromycota [AJ3018591]
43
Tabela 4 ndash Sequecircncias de fungos alvo e natildeo-alvo obtidas do banco de dados do NCBI para o desenho de iniciadores
especiacuteficos para amplificarem o gene rRNA 18S de Glomeromycota
(continuaccedilatildeo)
Organismo Grupo Filo Acesso
Glomus intraradices Glomus grupo A Glomeromycota [AJ8525261]
Glomus intraradices Glomus grupo A Glomeromycota [AY6358311]
Glomus intraradices Glomus grupo A Glomeromycota [DQ3226301]
Glomus intraradices Glomus grupo A Glomeromycota [X587251]
Glomus manihotis Glomus grupo A Glomeromycota [U365901]
Glomus manihotis Glomus grupo A Glomeromycota [Y176483]
Glomus mosseae Glomus grupo A Glomeromycota [AJ3064381]
Glomus mosseae Glomus grupo A Glomeromycota [AY6358331]
Glomus mosseae Glomus grupo A Glomeromycota [U961431]
Glomus mosseae Glomus grupo A Glomeromycota [U961441]
Glomus mosseae Glomus grupo A Glomeromycota [U961451]
Glomus sinuosum Glomus grupo A Glomeromycota [AJ1337061]
Glomus verruculosum Glomus grupo A Glomeromycota [AJ3018581]
Glomus etunicatum Glomus grupo B Glomeromycota [AJ8525981]
Glomus cf etunicatum Glomus grupo B Glomeromycota [Y176442]
Glomus luteum Glomus grupo B Glomeromycota [U365911]
Glomus claroideum Glomus grupo B Glomeromycota [AF1397321]
Glomus viscosum Glomus grupo B Glomeromycota [Y176522]
Glomus etunicatum Glomus grupo B Glomeromycota [Y176392]
Glomus luteum Glomus grupo B Glomeromycota [AJ2760893]
Glomus lamellosum Glomus grupo B Glomeromycota [AJ2760872]
Glomus claroideum Glomus grupo B Glomeromycota [AJ2760802]
Glomus claroideum Glomus grupo B Glomeromycota [AJ2760792]
Glomus claroideum Glomus grupo B Glomeromycota [AJ2760752]
Glomus lamellosum Glomus grupo B Glomeromycota [AJ2760833]
Archaeospora leptoticha Ambisporaceae Glomeromycota [AB0150521]
Archaeospora leptoticha Ambisporaceae Glomeromycota [AB2201721]
Archaeospora leptoticha Ambisporaceae Glomeromycota [AJ0064661]
Archaeospora leptoticha Ambisporaceae Glomeromycota [AJ3018611]
Acaulospora trappei Archaeosporaceae Glomeromycota [AJ0068001]
Acaulospora trappei Archaeosporaceae Glomeromycota [AJ0068011]
Archaeospora trappei Archaeosporaceae Glomeromycota [AM1142741]
Archaeospora trappei Archaeosporaceae Glomeromycota [Y176343]
Diversispora spurca Diversisporaceae Glomeromycota [AJ2760772]
Diversispora spurca Divesisporaceae Glomeromycota [Y176502]
Glomus versiforme Diversisporaceae Glomeromycota [AJ2760883]
Glomus versiforme Diversisporaceae Glomeromycota [X866873]
Glomus fulvum Glomeraceae Glomeromycota [AM4185431]
Pacispora scintillans Pacisporaceae Glomeromycota [AJ6199551]
Pacispora scintillans Pacisporaceae Glomeromycota [AJ6199541]
Pacispora scintillans Pacisporaceae Glomeromycota [AJ6199531]
Glomus occultum Paraglomeraceae Glomeromycota [AJ0067981]
Glomus occultum Paraglomeraceae Glomeromycota [AJ0067991]
Paraglomus brasilianum Paraglomeraceae Glomeromycota [AJ3018621]
Paraglomus occultum Paraglomeraceae Glomeromycota [AJ2760813]
Paraglomus occultum Paraglomeraceae Glomeromycota [AJ2760822]
Paraglomus occultum Paraglomeraceae Glomeromycota [DQ3226291]
Geosiphon pyriformis natildeo-alvo Glomeromycota [AJ2760742]
Geosiphon pyriformis natildeo-alvo Glomeromycota [AM1839231]
Geosiphon pyriformis natildeo-alvo Glomeromycota [X866862]
Geosiphon pyriformis natildeo-alvo Glomeromycota [Y159043]
44
Tabela 4 ndash Sequecircncias de fungos alvo e natildeo-alvo obtidas do banco de dados do NCBI para o desenho de iniciadores
especiacuteficos para amplificarem o gene rRNA 18S de Glomeromycota
(continuaccedilatildeo)
Organismo Grupo Filo Acesso
Geosiphon pyriformis natildeo-alvo Glomeromycota [Y159053]
Buellia dialyta natildeo-alvo Ascomycota [DQ9730091]
Capnodium coffeae natildeo-alvo Ascomycota [DQ2478081]
Capnodium salicinum natildeo-alvo Ascomycota [DQ6779971]
Capronia munkii natildeo-alvo Ascomycota [EF4136031]
Capronia pilosella natildeo-alvo Ascomycota [DQ8231061]
Cladonia caroliniana natildeo-alvo Ascomycota [AY5846641]
Diaporthe eres natildeo-alvo Ascomycota [DQ4710151]
Geoglossum nigritum natildeo-alvo Ascomycota [AY5446941]
Ophioparma lapponica natildeo-alvo Ascomycota [DQ9730051]
Orbilia auricolor natildeo-alvo Ascomycota [DQ4710011]
Orbilia vinosa natildeo-alvo Ascomycota [DQ4710001]
Peziza proteana f sparassoides natildeo-alvo Ascomycota [AY5447031]
Peltula umbilicata natildeo-alvo Ascomycota [DQ7828871]
Peziza vesiculosa natildeo-alvo Ascomycota [DQ4709951]
Taphrina wiesneri natildeo-alvo Ascomycota [AY5482931]
Xylaria acuta natildeo-alvo Ascomycota [AY5447191]
Xylaria hypoxylon natildeo-alvo Ascomycota [AY5446921]
Amanita brunnescens natildeo-alvo Basidiomycota [AY7070961]
Lactarius lignyotus natildeo-alvo Basidiomycota [DQ4576261]
Pleurotus ostreatus natildeo-alvo Basidiomycota [AY6570151]
Puccinia poarum natildeo-alvo Basidiomycota [DQ8310292]
Rhodotorula glutinis natildeo-alvo Basidiomycota [DQ8321941]
Rhodotorula hordea natildeo-alvo Basidiomycota [AY6570131]
Rhodotorula mucilaginosa natildeo-alvo Basidiomycota [DQ8321991]
Sphenospora kevorkianii natildeo-alvo Basidiomycota [DQ3545201]
Tilletiaria anomala natildeo-alvo Basidiomycota [AY8037521]
Trechispora sp natildeo-alvo Basidiomycota [AY8037531]
Tremella aurantia natildeo-alvo Basidiomycota [DQ8360001]
Udeniomyces puniceus natildeo-alvo Basidiomycota [DQ8360061]
Uromyces appendiculatus natildeo-alvo Basidiomycota [DQ3545101]
Ustilago tritici natildeo-alvo Basidiomycota [DQ8468951]
Chytriomyces hyalinus natildeo-alvo Chytridiomycota [DQ5364871]
Cladochytrium replicatum natildeo-alvo Chytridiomycota [AY5466831]
Cyllamyces aberensis natildeo-alvo Chytridiomycota [DQ5364811]
Gaertneriomyces semiglobiferus natildeo-alvo Chytridiomycota [AF1642472]
Olpidium brassicae natildeo-alvo Chytridiomycota [DQ3226241]
Physoderma maculare natildeo-alvo Chytridiomycota [DQ5364891]
Polychytrium aggregatum natildeo-alvo Chytridiomycota [AY6017111]
Rhizidium endosporangiatum natildeo-alvo Chytridiomycota [DQ5364841]
Rhizophlyctis harderi natildeo-alvo Chytridiomycota [AF1642722]
Rhizophlyctis rosea natildeo-alvo Chytridiomycota [AY6358291]
Rhizophydium elyensis natildeo-alvo Chytridiomycota [DQ5364791]
Rozella allomycis natildeo-alvo Chytridiomycota [AY6358381]
Spizellomyces punctatus natildeo-alvo Chytridiomycota [AY5466841]
Basidiobolus ranarum natildeo-alvo Zygomycota [AY6358411]
Coemansia reversa natildeo-alvo Zygomycota [AY5466851]
Cokeromyces recurvatus natildeo-alvo Zygomycota [AY6358431]
Endogone lactiflua natildeo-alvo Zygomycota [DQ5364711]
Endogone pisiformis natildeo-alvo Zygomycota [DQ3226281]
Entomophthora muscae natildeo-alvo Zygomycota [AY6358201]
45
Tabela 4 ndash Sequecircncias de fungos alvo e natildeo-alvo obtidas do banco de dados do NCBI para o desenho de iniciadores
especiacuteficos para amplificarem o gene rRNA 18S de Glomeromycota
(conclusatildeo)
Organismo Grupo Filo Acesso
Mortierella sp natildeo-alvo Zygomycota [AY6358281]
Orphella haysii natildeo-alvo Zygomycota [DQ3226261]
Phycomyces blakesleeanus natildeo-alvo Zygomycota [AY6358371]
Rhizopus stolonifer natildeo-alvo Zygomycota [DQ5364741]
Rhopalomyces elegans natildeo-alvo Zygomycota [AY6358341]
Umbelopsis ramanniana natildeo-alvo Zygomycota [DQ3226271]
Nessa anaacutelise verifica-se que membros das classes Archaeoporales e Paraglomerales
formam clades mais distantes filogeneticamente dos demais Glomeromycota o que estaacute de
acordo com outros estudos filogeneacuteticos com base no gene rRNA 18S desses fungos
(REDECKER MORTON BRUNS 2000) Aleacutem disso com as sequecircncias desse estudo e
utilizando o programa Sequencher 46 foi observado que esses dois grupos basais de FMAs estatildeo
associados com outros fungos em um agrupamento a 90 de similaridade enquanto as
sequecircncias restantes de FMAs formam um agrupamento distinto Haacute formaccedilatildeo de um
agrupamento com todos as sequecircncias de FMAs a 89 de similaridade mas esse tambeacutem inclui
sequecircncias de vaacuterios outros fungos Ainda assim uma sequecircncia consenso formada somente por
Glomeromycota foi obtida apoacutes alinhamento das sequecircncias com o programa Multalin e utilizada
para o desenho de iniciadores No entanto natildeo haacute uma regiatildeo conservada no gene rRNA 18S de
Glomeromycota que exclua outros fungos Portanto a divergecircncia de sequecircncias do gene rRNA
18S dentro do grupo de Glomeromycota impossibilita o desenho de iniciadores especiacuteficos para
amplificar uma regiatildeo do gene rRNA 18S comum a todos os FMAs
Ao contraacuterio do presente trabalho Lee Lee e Young (2008) desenharam os iniciadores
AML1 e AML2 especiacuteficos para todos os fungos de Glomeromycota inclusive os grupos basais
Archaeosporales e Paraglomerales No entanto verifica-se 100 de similaridade quando alinha-
se o iniciador AML1 com sequecircncias de fungos natildeo-alvo do banco Genbank tais como as
sequecircncias do gene rRNA 18S de Taphrina wiesneri (Ascomycota acesso AY5482931)
Amanita brunnescens (Basidiomycota acesso AY7070961) Rhizidium endosporangiatum
(Chytridiomycota acesso DQ5364841) e Endogone pisiformis (Zygomycota acesso
DQ3226281) (dados natildeo mostrados) O AML2 pode ser usado alternativamente como o segundo
iniciador (reverso) na reaccedilatildeo de amplificaccedilatildeo apesar de ele apresentar as 7 primeiras bases na
extremidade 3rsquo similar a alguns fungos natildeo-alvo (dados natildeo mostrados)
46
Figura 5 ndash Relaccedilotildees filogeneacuteticas entre os diferentes fungos micorriacutezicos arbusculares determinadas por neighbor-
joining com base nas sequecircncias dos genes rRNA 18S Essas satildeo sequecircncias representativas dos grupos
utilizados para o desenho de iniciadores Os nuacutemeros sobre os ramos indicam a percentagem de 1000
repeticcedilotildees da anaacutelise de bootstrap A barra representa duas substituiccedilotildees a cada 100 nucleotiacutedeos Os
nomes dos iniciadores desenhados nesse trabalho estatildeo grafados em itaacutelico e negrito abaixo do nome dos
seus grupos ndash Gigasporaceae Acaulosporaceae Glomus grupo A e Glomus grupo B As linhas
transversais tracejadas indicam famiacutelias ou grupos e as linhas cheias indicam os filos
47
O baixo nuacutemero de sequecircncias e espeacutecies de Diversisporaceae e Pacisporaceae
disponiacuteveis nos bancos de dados puacuteblicos eacute insuficiente para o desenho de iniciadores
especiacuteficos por essa razatildeo esses dois grupos de FMAs natildeo foram considerados para o desenho
dos iniciadores grupo-especiacuteficos
Desenho de iniciadores grupo-especiacuteficos Utilizando os programas Beacon Designer
702 Primer3 e a busca manual foram encontradas por volta de 150 sequecircncias de
oligonucleotiacutedeos com potencial para serem usadas como iniciadores Para os ensaios de PCR
sete desses oligonucleotiacutedeos foram selecionados com base na avaliaccedilatildeo de especificidade
utilizando o BLAST e o alinhamento com sequecircncias alvo e natildeo-alvo e segundo as propriedades
dos iniciadores avaliadas no programa Oligo Analyzer O programa Beacon Designer 702 natildeo
possibilitou o desenho de iniciadores especiacuteficos As sequecircncias dos sete iniciadores selecionados
satildeo apresentadas na Tabela 5 juntamente com suas respectivas temperaturas de desnaturaccedilatildeo
(Tm) calculada com o programa Oligo Analyzer e tamanho esperado dos amplicons quando
utilizados com o iniciador nu-SSU-1196 modificado
Nas Figuras 6 a 11 satildeo mostrados os alinhamentos dos iniciadores com as sequecircncias alvo
e diversas sequecircncias natildeo-alvo representadas pelos grupos filogeneacuteticos Glomeromycota
Ascomycota Basidiomycota Chytridiomycota Zygomycota Faneroacutegamas e Homo sapiens
Tabela 5 ndash Iniciadores selecionados e suas respectivas temperaturas de desnaturaccedilatildeo (Tm) e
tamanho de amplicons esperados quando utilizados com o iniciador nu-SSU-1196
modificado
Iniciador Sequecircncia (5 rarr 3) Especificidade Tm (ordmC)
Tamanho
esperado do
amplicon (pb)
ACAU220 GGG GTT TCC CAT TGG TGR ATC AT Acaulosporaceae 646 995
GLOMB652 TAA GGG GTA TGA ACT GGT GTA G Glomus Grupo B 603 565
GLOMB673 GTC AAT TTC TCA CCT TCT GGA G Glomus Grupo B 603 544
GIGA202 AAA CCA ATA RCC TTC GGG TTT C Gigasporaceae 603 987
GIGA615 TAG TTG AAT TTC GGG GTT CTA C Gigasporaceae 584 574
GLOMA189 TTA GAT AAA AAA CCA ATA TCG GG Glomus Grupo A 557 1018
GLOMA690 CGT AAT GCC ATT AAT TTG GTG T Glomus Grupo A 565 517
48
ACAU220 GGGGTTTCCCATTGGTGRATCAT
Acaulospora longula TTTTGGGGTTTCCCATTGGTGGATCATAATAACTTT
Acaulospora scrobiculata GCAAGGGGTTTCCCATTGGTGAATCATAATAACTTT
Acaulospora laevis GCAAGGGGTTTCCCATTGGTGAATCATAATAACTTT
Entrophospora colombiana GCAAGGGGTTTCCCATTGGTGAATCATAATAACTTT
Scutellospora heterogama -CTTCGGGTTTCAC-TTGGTGATTCATGATAACTTT
Pacispora scintilans TTCG-GGGTTTC-CTTTGGTGATTCATGATAACTTT
Glomus intraradices GCAACCGA-TTC-CCTTGGTGATTCATAATAACTTT
Glomus etunicatum GCAACCAACTAAACCTTGGTGATTCATGATAACTTT
Paraglomus brasilianum TATGCCGG--AA-CTGTGGTGAATCATGATAACTTG
Archaeospora leptoticha TTCGGGCGAGTCCC-TTGGTGATTCATGGTAACTTT
Pleurotus ostreatus -CTCGCCGCTCCC--TTGGTGATTCATAATAACTTC
Rhizidium endosporangiatum -GCAACCGGTTCT--TTGGTGATTCATGGTAACTTT
Chytriomyces hyalinus ---AAACGGTTCT--TTGGTGATTCATAGTAACTTT
Capnodium coffeae -CCCTTCGGGGCTCAATGGTGAATCATAATAACTTA
Ustilago tritici -CTCCTCGGAGTT---TGGCGATTCATAATAACTTC
Rhizopus stolonifer TAAAACCTGTTTC--TTGGTGAATCATAATAATTAA
Endogone pisiformis -AACCACTCATC----TGGTGATTCATAATAACTTT
Cladonia caroliniana -CCCTTCGGGGCTCCTTGGTGATTCATAATAACTTC
Zea mays TCTGCCCGCCGAT--CCGATGATTCATGATAACTTG
Glycine max TCTGCCTGTTGCT--TTGATGATTCATGATAACTCG
Figura 6 ndash Local de ancoramento do iniciador ACAU220 (5rsquorarr 3rsquo) nas sequecircncias do gene rRNA 18S de FMAs e
outros organismos O iniciador e o local de iniciaccedilatildeo nas sequecircncias alvo satildeo mostrados em negrito
Similaridades das sequecircncias dos organismos e do iniciador estatildeo marcadas em cinza
GIGA202 AAACCAATARCCTTCGGGTTTC
Scutellospora heterogama AGAT-AAAAACCAATAACCTTCGGGTTTC-AC----TTGGTG
Scutellospora calospora AGAT-GAAAACCAATAGCCTTCGGGTTTCCAC----TTGGTG
Scutellospora projecturata AGAT-AAAAACCAATAACCTTCGGGTTTCCAC----TTGGTG
Gigaspora gigantea AGAT-AAAAACCAATAACCTTCGGGTTTCC-C----TTGGTG
Gigaspora margarita AGAT-AAAAACCAATAACCTTCGGGTTTCC-C----TTGGTG
Gigaspora rosea AGAT-AAAAACCAATAACCTTCGGGTTTCC-C----TTGGTG
Scutellospora gilmorei AGAT-AAAAACCAATAACCTTCGGGTTTC-AC----TTGGTG
Scutellospora fulgida AGAT-AAAAACCAATAACCTTCGGGTTTC-AC----TTGGTG
Scutellospora spinosissima AGAT-AAAAACCAATAACCTTCGGGTTTC-AC----TTGGTG
Scutellospora gregaria AGAT-AAAAACCAATAACCTTCGGGTTTC-AC----TTGGTG
Scutellospora weresubiae AGAT-AAAAACCAATAACCTTCGGGTTTC-AT----ATGGTG
Scutellospora cerradensis AGAT-AAAAACCAATAACCTTCGGGTTTC-AC----TTGGTG
Gigaspora albida AGAT-AAAAACCAATAACCTTCGGGTTTCC-C----TTGGTG
Scutellospora nodosa AGGT-AAAAACCAATAACCTTCGGGTTTCCAG----TTGGTG
Scutellospora castanea AGAT-AAAAACCAATAACCTTCGGGTTTC-AC----TTGGTG
Scutellospora aurigloba AGAT-AAAAACCAATAGCCTTCGGGTTTCAAC----TTGGTG
Pacispora scintillans AGATAAAAAACCAATAGCCCTTCGGGGTT--TCCT-TTGGTG
Glomus intraradices AGATAAAAAACCAATATCGGGCAACCGAT--TCCC-TTGGTG
Acaulospora longula AGATAAAAAACCAATAACTCCTTTTGGGGTTTCCCATTGGTG
Glomus etunicatum AGATAAAAAACCAACAGTTGGGCAACCAACTAAACCTTGGTG
Paraglomus brasilianum AGATAAAAAGCCAACCCGGCTTATGCCGGAACT---GTGGTG
Archaeospora leptoticha AGATACAAAACCAATCTCGTCTTCGGGCGAGTCCC-TTGGTG
Capnodium coffeae AGATAAAAAACCAATGCCCTTCGGGGCTCAA-----T-GGTG
Cladonia caroliniana AGATAAAAAACCAATGCCCTTCGGGGCTCC------TTGGTG
Pleurotus ostreatus AGATAAAAAACCGACGCGGCTCGCCGCTCCC-----TTGGTG
Endogone pisiformis AGATAAAAAACCAACGTGGGCAACCACTCAT-----CTGGTG
Ustilago tritici AGAT-AAAAACC-ATCCTCCTCGGAGT---------TTGGCG
Chytriomyces hyalinus AGATAAAAAACCAACCCGGAAACGGTT-C-T-----TTGGTG
Rhizidium endosporangiatum AGATAAAAAACCAACCCGGGCAACCGGTTCT-----TTGGTG
Rhizopus stolonifer AGAT--AAAACCAACGCGGGGTAAAACCTGTTTC--TTGGTG
Zea mays AGATAAAAGGCTGACGCGGGCTCTGCCCGCCGAT--CCGATG
Glycine max AGATAAAAGGTCAACACAGGCTCTGCCTG-TTGCT-TTGATG
Homo sapiens AGAT-CAAAACCAACCCGGTCAGCCCCTCTCCGGCCCCGGCC
Figura 7 ndash Local de ancoramento do iniciador GIGA202 (5rsquorarr 3rsquo) nas sequecircncias do gene rRNA 18S de FMAs e
outros organismos O iniciador e o local de iniciaccedilatildeo nas sequecircncias alvo satildeo mostrados em negrito
Similaridades das sequecircncias dos organismos e do iniciador estatildeo marcadas em cinza
49
GIGA615 TAGTTGAATTTCGGGGTTCTAC
Scutellospora heterogama GCTCGTAGTTGAATTTCGGGGTTCCACCGTTG
Scutellospora calospora GCTCGTAGTTGAATTTCGGGGTTCTACCGTTG
Scutellospora projecturata GCTCGTAGTTGAATTTCGGGGTTCTACCATTG
Gigaspora gigantea GCTCGTAGTTGAATTTCGGGGTTCTACCGTTG
Gigaspora margarita GCTCGTAGTTGAATTTCGGGGTTCTACCGTTG
Gigaspora rosea GCTCGTAGTTGAATTTCGGGGTTCTACCGTTG
Scutellospora gilmorei GCTCGTAGTTGAATTTCGGGGTTCTACCGTTG
Scutellospora fulgida GCTCGTAGTTGAATTTCGGGGTTCTACCGTTG
Scutellospora spinosissima GCTCGTAGTTGAATTTCGGGGTTCTACCGTTG
Scutellospora gregaria GCTCGTAGTTGAATTTCGGGGTTCTACCGTTG
Scutellospora weresubiae GCTCGTAGTTGAATTTCGGGGTTCTACCGTTG
Scutellospora cerradensis GCTCGTAGTTGAATTTCGGGGTTCTACCGTTG
Gigaspora albida GCTCGTAGTTGAATTTCGGGGTTCTACCGTTG
Scutellospora nodosa GCTCGTAGTTGAATTTCGGAATTTTACCGTTG
Scutellospora castanea GCTCGTAGTTGAATTTCGGGGTTTTACCGTTG
Scutellospora aurigloba GCTCGTAGTTGAATTTCGGGATTCTACCGTCG
Pacispora scintillans GCTCGTAGTTGAATTTCGAAATTTTTTTATCG
Glomus intraradices GCTCGTAGTTGAATTTCGGGGTTAGTAGGTTG
Acaulospora longula GCTCGTAGTTGAATTTCGGGATTTGTCAGTTG
Glomus etunicatum GCTCGTAGTTGAATTTCGGGATTGACACATCG
Paraglomus brasilianum GCTCGTAGTTGAACTTCAGGCCTGGCTGGACG
Archaeospora leptoticha GCTCGTAGTTGAATTTTGGGTCTGGCCGGGCG
Capnodium coffeae GCTCGTAGTTGAACCTTGGGCCTGGCTGGCCG
Cladonia caroliniana GCTCGTAGTTGAAACTTGGGCCTGGCTGACCG
Pleurotus ostreatus GCTCGTAGTTGAACTTCAGACCTGGCTGGGCG
Endogone pisiformis GCTCGTAGTTGAATTTTAGCTCTGGCTGGGCG
Ustilago tritici GCTCGTAGTTGAAGTTTGGTCTCGGACGCTGG
Chytriomyces hyalinus GCTCGTAGTTGAATTTTGGGCCGGGTTTGAAG
Rhizidium endosporangiatum GCTCGTAGTTGAATTTTGGGCTGGGCTGGGCG
Rhizopus stolonifer GTCCGTAGTCAAACTTTAGTCTT--ACTGGCG
Zea mays GCTCGTAGTTGGACCTTGGGCCGGGCCGGGTG
Glycine max GCTCGTAGTTGGACCTTGGGTTGGGTCGATCG
Homo sapiens GCTCGTAGTTGGATCTTGGGAGCGGGCGGGCG
Figura 8 ndash Local de ancoramento do iniciador GIGA615 (5rsquorarr 3rsquo) nas sequecircncias do gene rRNA 18S de FMAs e
outros organismos O iniciador e o local de iniciaccedilatildeo nas sequecircncias alvo satildeo mostrados em negrito
Similaridades das sequecircncias dos organismos e do iniciador estatildeo marcadas em cinza
GLOMB652 TAAGGGGTATGAACTGGTGTAG
Glomus luteum TGCCTTAAGGGGTATGAACTGGTGTAGTCAATTTCTCACCTTCTGGAG-AACG
Glomus lamellosum TGCCTTAAGGGGTATGAACTGNTGTAGTCAATTTCTCACCTTCTGGAG-AACC
Glomus etunicatum TGCCTTAAGGGGTATGAACTGGTGTAGTCAATTTCTCACCTTCTGGAG-AACC
Glomus viscosum TGCCTTAAGGGGTATGAACTGGTGTAGTGAATTTCTCACCTTCTGGAG-AACC
GLOMB673 GTCAATTTCTCACCTTCTGGAG
Pacispora scintilans AATCAACAGG--TTCGTACTGATTTTAAGAATTTCT-ACCTTCTGGAG-AACC
Glomus intraradices ATGCCTCTGG--TATGTACTGGTCTCACTGATTCCT--CCTTCCTTATGAACC
Acaulospora longula GGCTTAACTG--TCCGTATTGACTTGATGGATTCTT-ACCTTC-TGAGTAACC
Scutellospora heterogama GGG-CTATTG--TCTGTACTGGTGTGTGGAATTTCT-ACCTTCTGGGG-AACT
Paraglomus brasilianum GCCTTCCGGG--TGAGTACTGTCTGTGGTCGGGTCCTACCTTCTGGCG-AAGC
Archaeospora leptoticha ACCT-TCTGG--TGAGCACTGTTCCGACGCCGGGCCTATCCTTCTGGTGAGAC
Pleurotus ostreatus_ CG-CTTAACGG-CGTGTACTGT-CT-GGCTGGGCCTTACCTCTTGGTG-AGCC
Rhizidium endosporangiatum CGCCGCAA-GG-TGAGCACTGCT-C-CGGTCTGG-TCTTTCCTTCTGGGGATC
Chytriomyces hyalinus TGCC--AATGG-CATGTACT--T-TCGGCC-TGG-TCTTTCCTTGTGGGGAAC
Endogone pisiformis TGCCTTTACGG-TGGGTACTACT-TTGGCTGGGGTTCACCTTCTGGTG-AGCT
Rhizopus stolonifer GGTCTTCATTGACC-AAGCTCATTGC-TGCCGGAGACTCCATGTTCATTA-GG
Cladonia caroliniana CGCCTCACCGCGT--GCACTGGC-TCGGCCGGGCCTTTCCTTCTGGGG-AACC
Ustilago tritici TGCTTCATTG--CATGTACTTG-GC-GGTCCGAGACTTCCTTCCTGGTGAACG
Capnodium coffeae CGCCTCACCGCGT--GTACTGGT-CCGGCCGGGCCTTTCCTTCTGGGG-AACC
Zea mays CGCCGTACGGG-CA-GAACCGA--CCGGCTCGA---C--CCTTCTGCCGGCGA
Glycine max CGCC-TCCGGTGT--GCACCGGT-CGGCTCGTCCCTTCTGCCGGCGAT-GCGC
Homo sapiens CGCCGCGAGGCGAGCCACCGCCCGT-CCCCGCCCCTTGCCT-CTCGGCGCCCC
Figura 9 ndash Locais de ancoramento dos iniciadores GLOMB652 e GLOMB673 (5rsquorarr 3rsquo) nas sequecircncias do gene
rRNA 18S de FMAs e outros organismos Os iniciadores e os locais de de iniciaccedilatildeo nas sequecircncias alvo
satildeo grafados em negrito Similaridades das sequecircncias dos organismos e do iniciador GLOMB652 estatildeo
marcadas em cinza e marcadas em preto para o iniciador GLOMB673
50
GLOMA189 TTAGATAAAAAACCAATATCGGG
Glomus manihotis TATTTATTAGATAAAAAACCAATATCGGG-AAACCGA
Glomus clarum TATTTATTAGATAAAAAACCAATATCGGG-AAACCGA
Glomus intraradices TATTTATTAGATAAAAAACCAATATCGGG-CAACCGA
Glomus verruculosum TATTTATTAGATAAAAAACCAATATCGGG-CAACCGA
Glomus caledonium TATTTATTAGATAAAAAACCAATATCGGG-CAACCGA
Glomus fragislistratum TATTTATTAGATAAAAAACCAATATCGGG-CAACCGA
Glomus mosseae TATTTATTAGATAAAAAACCAATATCGGG-CAACCGA
Glomus coronatum TATTTATTAGATAAAAAACCAATATCGGG-CAACCGA
Glomus geosporum TATTTATTAGATAAAAAACCAATATCGGG-CAACCGA
Glomus sinuosum TATTTATTAGATAAAAAACCAATATCGGGGCAACCTG
Glomus coremioides TATTTATTAGATAAAAAACCAATATCGGG-CAACCGA
Acaulospora longula TATTTATTAGATAAAAAACCAATAACTCC-TTTTGGG
Glomus etunicatum TATTTATTAGATAAAAAACCAACAGTTGGGCAACCAA
Paraglomus brasilianum TATTTATTAGATAAAAAGCCAACC-C-GG-CTTA-TG
Archaeospora leptoticha TATTTATTAGATACAAAACCAATCTCGT--CTTCGGG
Scutellospora heterogama TATTTATTAGATAAAAA-CCAATAAC----CTTCGGG
Pacispora scintilans TATTTATTAGATAAAAAACCAATA--GCC-CTTCGGG
Pleurotus ostreatus TATTTATTAGATAAAAAACCGACGC--GG-CT-CGCC
Rhizidium endosporangiatum TATTTATTAGATAAAAAACCAACC-CGGG-CAACCGG
Chytriomyces hyalinus TATTTATTAGATAAAAAACCAACC-CGG---AAACGG
Endogone pisiformis TATTTATTAGATAAAAAACCAACGT-GGGC-AACCAC
Zea mays CATTTATTAGATAAAAGGCTGACG-CGGG-CTCTGCC
Glycine max CATTTATTAGATAAAAGGTCAACA-CAGG-CTCTGCC
Rhizopus stolonifer CACTTATTAGATAAAA--CCAACG-CGGG-GTAAAAC
Cladonia caroliniana TATTTATTAGATAAAAAACCAAT---GCC-CTTCGGG
Ustilago tritici TATTTATTAGATAAAAA-CCA-TC-CTC--CTCGGAG
Capnodium coffeae TATTTATTAGATAAAAAACCAAT---GCC-CTTCGGG
Figura 10 ndash Local de ancoramento do iniciador GLOMA189 (5rsquorarr 3rsquo) nas sequecircncias do gene rRNA 18S de FMAs e
outros organismos O iniciador e o local de iniciaccedilatildeo nas sequecircncias alvo satildeo mostrados em negrito
Similaridades das sequecircncias dos organismos e do iniciador estatildeo marcadas em cinza
51
GLOMA690 CGTAATGCCATTAATTTGGTGT
Glomus manihots GAACCGTAATGCCATTAATTTGGTGTTGCGGGG
Glomus clarum (1) GAACCGTAATGCCATTAATTTGGTGTTGCGGGG
Glomus clarum (2) GAACTGTAATGTCATTAATTTGGTGTTGCGGGG
Glomus intraradices GAACCGTAATGCCATTAATTTGGTGTTGCGGGG
Glomus verruculosum AAACCGTAATGCCATTAATTTGGTGTCACGGGG
Glomus caledonium GAACCGTAATGCCATTAATTTGGTGTCACGGGG
Glomus fragilistratum GAACCGTAATGCCATTAATTTGGTGTCACCGGG
Glomus mosseae GAACCGTAATGCCATTAATTTGGTGTTACGGGG
Glomus coronatum GAACCGTAATGCCATTAATTTGGTGTCACGGGG
Glomus geosporum GAACCGTAATGCCATTAATTTGGTGTCACGGGG
Glomus sinuosum GAGCCGTAATGCCATTAATTTGGTGTTGCGGGG
Glomus coremioides GAGCCGTAATGTCATTAATTTGGTGTTGCGGGG
Acaulospora longula TAACCAGCATGCTATTAAGTTAGTGCGTTGGGG
Pacispora scintilans GAACCTTAATGTCATTTATTTGATGTTTTGGGA
Glomus etunicatum GAACCGCGATGCCCTTAATTGGGTGTCACGGGG
Paraglomus brasilianum GAAGCGTCATGGCCTTAACCGGCCGTGGCGGGG
Archaeospora leptoticha GAGACGGCATGCCCTTCGCTGGGTGTGTCGGGG
Scutellospora heterogama GAACTATCATGTTATTAATTTAGCGTGGTAGGA
Pleurotus ostreatus GAGCCGGCGTGCCCTTTATT-GGTGTGCGTTGG
Rhizidium endosporangiatum GATCTAGCGTGCGCTTCACT--GTGTGCGTTAG
Chytriomyces hyalinus GAACACGTGTGCACTTTACTGTGTGTGCGTGGG
Endogone pisiformis GAGCTGGCATGTTCTTAACTGGATGTGTCAGGG
Ustilago tritici -GAACGGCCG--CCTTCG---GGTGGTCC---G
Capnodium coffeae GAACCG-CATGCCCTTCACTGGGCGTGTGTGGG
Cladonia caroliniana -AACCG-CATGGCCTTCATT-GGTCGTGTTGGG
Rhizopus stolonifer GTTCATTAGGGGAAAATCTCTAGGGGTTTTTTT
Zea mays ATGCGCTCCTGGCCTTAACTGGCCGGGTCGTGC
Glycine max ATGCGCTCCTGTCCTTAACTGGCCGGGTCGTGC
Homo sapiens GCCCCCTCGATGCTCTTAGCTGAGTGTCCCGCG
Figura 11 ndash Local de ancoramento do iniciador GLOMA690 (5rsquorarr 3rsquo) nas sequecircncias do gene rRNA 18S de FMAs e
outros organismos O iniciador e o local de iniciaccedilatildeo nas sequecircncias alvo satildeo mostrados em negrito
Similaridades das sequecircncias dos organismos e do iniciador estatildeo marcadas em cinza
Utilizando-se as amostras de DNA de FMAs provenientes de vasos de multiplicaccedilatildeo em
casa-de-vegetaccedilatildeo verificou-se que a temperatura de 61 ordmC foi adequada para o pareamento dos
iniciadores desenhados e para a eficiente amplificaccedilatildeo do gene rRNA 18S (Figura 12) Quando
testados com amostras de DNA de FMAs natildeo-alvo os iniciadores utilizados natildeo permitem a
amplificaccedilatildeo do DNA (Figura 13) O iniciador ACAU469 mostrou-se inespeciacutefico (Figura 13) e
o iniciador GLOMA348 apresentou pouca repetibilidade nas reaccedilotildees de amplificaccedilatildeo Em razatildeo
disso esses dois iniciadores foram excluiacutedos das anaacutelises posteriores Foram feitas tentativas para
a amplificaccedilatildeo por meio de PCR multiplex onde todos os 4 iniciadores foram usados ao mesmo
tempo Entretanto natildeo foi possiacutevel a amplificaccedilatildeo
Nas amostras de raiacutezes de Brachiaria sp e de cana-de-accediluacutecar inoculadas com FMAs em
casa-de-vegetaccedilatildeo os iniciadores tambeacutem amplificaram especificamente o DNA alvo (Figura
12) No entanto em amostras de raiacutezes ambientais do experimento com gramiacuteneas em pradaria
dos EUA foi necessaacuteria a utilizaccedilatildeo de nested PCR para a amplificaccedilatildeo do gene rRNA 18S
usando os iniciadores grupo-especiacuteficos Sugere-se que esse fato seja decorrente da baixa
52
concentraccedilatildeo do DNA alvo em relaccedilatildeo ao DNA total das amostras Com exceccedilatildeo dos iniciadores
para Gigasporaceae todos os outros iniciadores amplificaram DNA de amostras de raiacutezes da
pradaria No entanto a concentraccedilatildeo de amplicons obtida com o iniciador ACAU220 foi baixa e
natildeo foi possiacutevel sua clonagem e sequenciamento Os produtos de PCR usando DNA das amostras
de raiacutezes de pradaria foram clonados e sequenciados para verificar a especificidade dos
iniciadores e determinar a estrutura da comunidade de FMAs Pela anaacutelise de similaridade e
filogeneacutetica os iniciadores GLOMA189 e GLOMA690 amplificaram especificamente o DNA de
Glomus grupo A em raiacutezes de pradaria (Figuras 14 e 15)
Figura 12 ndash Amplificaccedilatildeo por PCR do DNA de raiacutezes de plantas cultivadas em casa-de-vegetaccedilatildeo e inoculadas com
FMAs 1 Brachiaria sp inoculada com Acaulospora scrobiculata (Acaulosporaceae) 2 Brachiaria sp
inoculada com Gigaspora rosea (Gigasporaceae) 3 Brachiaria sp inoculada com Glomus clarum
(Glomus grupo A) 4 Brachiaria sp inoculada com Glomus etunicatum (Glomus grupo B) 5
Brachiaria sp inoculada com G rosea e Scutellospora heterogama 6 cana-de-accediluacutecar inoculada com
mistura de FMAs (G clarum Glomus intraradices G rosea Paraglomus sp Acaulospora sp) 7
cana-de-accediluacutecar natildeo-inoculada 8 Controle negativo da primeira reaccedilatildeo de PCR 9 Controle negativo da
segunda reaccedilatildeo de PCR 10 DNA de Glomus caledonium (Glomus grupo A) de vaso de multiplicaccedilatildeo
11 DNA de Acaulospora longula (Acaulosporaceae) de vaso de multiplicaccedilatildeo 12 DNA de
Scutellospora calospora (Gigasporaceae) de vaso de multiplicaccedilatildeo 13 DNA de Glomus claroideum
(Glomus grupo B) de vaso de multiplicaccedilatildeo M marcador molecular PCR markers (Promega) pb
tamanho em pares de base dos fragmentos do marcador molecular
Iniciador
Iniciador
Iniciador
Amostra
Amostra
1000 750 500 300 150 50
pb
1000 750 500 300 150 50
pb
53
Figura 13 ndash Amplificaccedilatildeo do gene rRNA 18S por PCR em soluccedilotildees contendo mistura de DNA natildeo-alvo para cada
iniciador Canaletas 1 ndash Iniciador ACAU220 e 2 ndash Iniciador ACAU469 especiacuteficos para
Acaulosporaceae em DNA de Glomus claroideum G caledonium Scutellospora calospora Agaricus
sp Saccharomyces sp Canaletas 3 ndash Iniciador GLOMB652 e 4 ndash Iniciador GLOMB673 especiacuteficos
para Glomus grupo B em DNA de Acaulospora longula G caledonium S calospora Agaricus sp
Saccharomyces sp Canaletas 5 ndash Iniciador GLOMA189 6 ndash Iniciador GLOMA348 e 7 ndash Iniciador
GLOMA690 especiacuteficos para Glomus grupo A em DNA de A longula G claroideum S calospora
Agaricus sp Saccharomyces sp Canaletas 8 ndash Iniciador GIGA202 e 9 - Iniciador GIGA615
especiacuteficos para Gigasporaceae em DNA de A longula G claroideum G caledonium Agaricus sp
Saccharomyces sp M ndash Marcador molecular PCR Markers (Promega) pb tamanho em pares de base
dos fragmentos do marcador molecular
pb
1000 750
500
300 150
50
54
Figura 14 ndash Relaccedilotildees filogeneacuteticas entre as sequecircncias do rDNA 18S obtidas de raiacutezes de raiacutezes de pradaria
utilizando o iniciador GLOMA189 e sequecircncias de FMAs determinadas usando neighbor joining
Nuacutemeros sobre os ramos indicam a porcentagem de 1000 repeticcedilotildees da anaacutelise de bootstrap A barra
representa uma substituiccedilatildeo a cada 100 nucleotiacutedeos As sequecircncias de raiacutezes com adubaccedilatildeo
nitrogenada estatildeo grafadas em preto e negrito e das raiacutezes sem adubaccedilatildeo estatildeo grafadas em vermelho e
negrito
55
Figura 15 ndash Relaccedilotildees filogeneacuteticas entre as sequecircncias do rDNA 18S obtidas de raiacutezes de raiacutezes de pradaria
utilizando o iniciador GLOMA690 e sequecircncias de FMAs determinadas usando neighbor joining
Nuacutemeros sobre os ramos indicam a porcentagem de 1000 repeticcedilotildees da anaacutelise de bootstrap A barra
representa uma substituiccedilatildeo a cada 100 nucleotiacutedeos As sequecircncias de raiacutezes com adubaccedilatildeo
nitrogenada estatildeo grafadas em preto e negrito e das raiacutezes sem adubaccedilatildeo estatildeo grafadas em vermelho e
negrito
Dessa forma confirma-se a especificidade dos iniciadores GLOMA189 e GLOMA690
para amplificaccedilatildeo do grupo alvo Glomus grupo A No entanto os iniciadores GLOMB652
GLOMB673 e AM1 apresentaram vieacutes de especificidade amplificando apenas sequecircncias
relacionadas a Ascomycota segundo as anaacutelises por BLAST (dados natildeo mostrados) Esses
resultados corroboram os resultados obtidos por Jumpponen et al (2005) os quais amplificaram
as mesmas amostras de DNA utilizando os iniciadores NS31 e AM1 Nesse primeiro trabalho
verificou-se que todas as sequecircncias obtidas do referido gene eram relacionadas a Glomus grupo
56
A
Portanto na anaacutelise final apoacutes o sequecircnciamento dos amplicons de raiacutezes da pradaria os
iniciadores GLOMA189 e GLOM1690 foram confirmados como especiacuteficos e funcionais em
amostras ambientais Os iniciadores GLOMB652 GLOMB673 GIGA202 e GIGA615 foram
funcionais com amostras de raiacutezes inoculadas com um uacutenico FMA em condiccedilotildees de casa-de-
vegetaccedilatildeo mas em amostras ambientais os iniciadores GLOMB652 e GLOMB673 foram
inespeciacuteficos e os iniciadores GIGA202 e GIGA615 natildeo amplificaram o DNA Como natildeo foi
possiacutevel a clonagem e sequenciamento do fragmento amplificado com o iniciador ACAU220 natildeo
se pode afirmar se esse iniciador eacute funcional ou natildeo
233 Estrutura da comunidade de FMAs em raiacutezes e solo rizosfeacuterico de cana-de-accediluacutecar sob
diferentes manejos de colheita
2331 Atributos quiacutemicos do solo
Dos atributos quiacutemicos do solo avaliados os valores de pH foram os que apresentaram
diferenccedilas significativas entre os manejos de colheita avaliados enquanto a soma de bases (SB) e
saturaccedilatildeo por Mg foram afetados pela interaccedilatildeo dos fatores manejo e variedade de cana-de-accediluacutecar
(Tabela 6) O solo sob o manejo SEM QUEIMA apresentou valor de pH ligeiramente maior (59
versus 58) (Tabela 7) Com relaccedilatildeo agrave SB o solo sob a variedade RB72454 SEM QUEIMA e sob
a variedade SP801842 COM QUEIMA apresentaram valores 113 e 111 vezes maiores
respectivamente em relaccedilatildeo ao solo sob RB72454 COM QUEIMA (Tabela 8) O solo sob a
variedade SP801842 SEM QUEIMA apresentou valor de Mg 113 vezes maior em relaccedilatildeo ao
solo sob SP813250 SEM QUEIMA
Apesar de maior aporte de material vegetal ao solo os teores de carbono orgacircnico no solo
natildeo diferiram entre os tratamentos sob os dois manejos de colheita Tal resultado pode ser devido
ao pouco tempo decorrido apoacutes a colheita sendo que a palhada ainda estava sobre o solo na
eacutepoca de amostragem Provavelmente parte do carbono natildeo foi incorporado agrave mateacuteria orgacircnica
do solo mesmo 84 dias apoacutes a colheita Nenhuma das 36 amostras apresentou Al trocaacutevel Isso se
deve ao fato de o pH estar proacuteximo de 60 onde todo o Al se precipita e tambeacutem aos altos teores
das bases Ca Mg e K sendo que a saturaccedilatildeo da CTC por esses elementos variou de 68 a 72
57
Tabela 6 - Teste de F na anaacutelise da variacircncia dos atributos quiacutemicos do solo para os
fatores Manejo Variedade e Interaccedilatildeo Manejo x Variedade
Variaacuteveis Manejo Variedade ManejoVariedade
Solo
pH ns ns
H+Al (mmolckg-1
) ns ns ns
Ca (mmolckg-1
) ns ns ns
Mg (mmolckg-1
) ns ns ns
K (mmolckg-1
) ns ns ns
P (mgkg-1
) ns ns ns
C orgacircnico (gkg-1
) ns ns ns
CTC (mmolckg-1
) ns ns ns
Soma de Bases ns ns
Saturaccedilatildeo por bases (V) ns ns ns
Saturaccedilatildeo por Ca () ns ns ns
Saturaccedilatildeo por Mg () ns ns
Saturaccedilatildeo por K () ns ns ns
Saturaccedilatildeo por Na () ns ns ns
ns ndash natildeo significativo - p lt 005 - p lt 001
Tabela 7 - Valores meacutedios das variaacuteveis analisadas sob os manejos SEM
QUEIMA (SQ) e COM QUEIMA (CQ) preacutevia agrave colheita
Variaacuteveis SQ CQ
Solo
pH 59 plusmn 022 A 58 plusmn 021 B
H+Al (mmolckg-1
) 122 plusmn 10 A 128 plusmn 100 A
Ca (mmolckg-1
) 185 plusmn 18 A 183 plusmn 297 A
Mg (mmolckg-1
) 76 plusmn 086 A 75 plusmn 092 A
K (mmolckg-1
) 41 plusmn 086 A 38 plusmn 075 A
P (mgkg-1
) 121 plusmn 456 A 137 plusmn 409 A
C orgacircnico (gkg-1
) 86 plusmn 199 A 91 plusmn 116 A
SB (mmolckg-1
) 302 plusmn 253 A 297 plusmn 389 A
CTC (mmolckg-1
) 424 plusmn 255 A 425 plusmn 388 A
Saturaccedilatildeo por bases (V) 710 plusmn 276 A 694 plusmn 328 A
Saturaccedilatildeo por Ca () 436 plusmn 187 A 428 plusmn 183 A
Saturaccedilatildeo por Mg () 178 plusmn 239 A 176 plusmn 355 A
Saturaccedilatildeo por K () 96 plusmn 158 A 90 plusmn 116 A
Os valores correspondem agrave Meacutedia plusmn Desvio Padratildeo (seis repeticcedilotildees)
Letras iguais dentro da linha natildeo diferem significativamente pelo teste de Tukey-Krumer (Ple005)
SB - Soma das bases Ca+ Mg
+ e K
+
58
Tabela 8 - Valores meacutedios dos atributos quiacutemicos do solo na interaccedilatildeo dos fatores Manejo de Colheita e Variedade
Atributo SQ CQ
SP813250 SP801842 RB72454 SP813258 SP801842 RB72454
pH 59 plusmn 0 23 a 60 plusmn 017 a 60 plusmn 025 a 58 plusmn 015 a 57 plusmn 023 a 58 plusmn 026 a
H+Al (mmolckg-1
) 128 plusmn 117 a 117plusmn 082 a 122 plusmn 075 a 125 plusmn 055 a 130 plusmn 126 a 128 plusmn 117 a
Ca (mmolckg-1
) 182 plusmn 098 a 180plusmn 110 a 193 plusmn 273 a 183 plusmn 314 a 197 plusmn 207 a 168 plusmn 331 a
Mg (mmolckg-1
) 70 plusmn 063 a 78plusmn 041 a 78 plusmn 117 a 77 plusmn 082 a 75 plusmn 055 a 73 plusmn 137 a
K (mmolckg-1
) 40 plusmn 090 a 37plusmn 072 a 45 plusmn 088 a 38 plusmn 084 a 38 plusmn 085 a 38 plusmn 068 a
P (mgkg-1
) 112 plusmn 098 a 117plusmn 668 a 133 plusmn 468 a 133 plusmn 361 a 132 plusmn 376 a 145 plusmn 532 a
C orgacircnico (gkg-1
) 91 plusmn 060 a 74plusmn 240 a 94 plusmn 212 a 83 plusmn 070 a 99 plusmn 100 a 89 plusmn 120 a
SB (mmolckg-1
) 292 plusmn 147ab 297plusmn 121ab 317 plusmn 372 a 300 plusmn 415ab 312 plusmn 232 a 280 plusmn 477 b
CTC (mmolckg-1
) 420 plusmn 141 a 413plusmn 163 a 438 plusmn 366 a 425 plusmn 414 a 442 plusmn 232 a 408 plusmn 471 a
Saturaccedilatildeo por bases (V) 694 plusmn 326 a 715plusmn 127 a 722 plusmn 291 a 700 plusmn 320 a 701 plusmn 323 a 681 plusmn 360 a
Saturaccedilatildeo por Ca () 433 plusmn 185 a 435 plusmn 179 a 440 plusmn 202 a 429 plusmn 183 a 445 plusmn 199 a 410 plusmn 195 a
Saturaccedilatildeo por Mg () 167 plusmn 237 b 189 plusmn 172 a 178 plusmn 325ab 180 plusmn 308ab 170 plusmn 353ab 179 plusmn 368ab
Saturaccedilatildeo por K () 94 plusmn 161 a 89 plusmn 101 a 104 plusmn 131 a 91 plusmn 063 a 87 plusmn 103 a 93 plusmn 153 a
Os valores correspondem agrave Meacutedia plusmn Desvio Padratildeo (seis repeticcedilotildees)
Letras iguais dentro da linha natildeo diferem significativamente pelo teste de Tukey-Krumer (Ple005)
SB - Soma das bases Ca+ Mg
+ e K
+
59
A palhada deixada sobre o solo em manejo de colheita de cana-de-accediluacutecar sem queima
preacutevia pode influenciar os atributos fiacutesicos quiacutemicos e bioloacutegicos do solo No entanto os
trabalhos sobre alteraccedilatildeo dos atributos quiacutemicos em funccedilatildeo apenas da palhada aplicada no solo
satildeo escarccedilos na literatura Por isso essa aacuterea de pesquisa carece de estudos mais aprofundados
para se conhecer os esfeitos da aplicaccedilatildeo de palhada sobre os processos bioquiacutemicos e fiacutesicos no
solo
2332 Produtividade da cana-de-accediluacutecar
O uso ou natildeo da praacutetica da queima previamente agrave colheita da cana-de-accediluacutecar pode mudar
o equiliacutebrio do agrossistema por afetar entre outras coisas a estrutura da comunidade
microbiana afetando alguns processos bioquiacutemicos importantes O depoacutesito de palha sobre o solo
pode tambeacutem interferir na produtividade da cana-de-accediluacutecar (RESENDE et al 2006) No entanto
no presente estudo a produtividade da cana-de-accediluacutecar natildeo diferiu entre os dois manejos de
colheita entre as variedades ou entre as interaccedilotildees dos fatores manejo e variedade (pgt005) No
primeiro corte a cana-de-accediluacutecar colhida com manejo SEM QUEIMA apresentou uma
produtividade de 1274 Mgha-1
enquanto que a colhida COM QUEIMA preacutevia apresentou uma
produtividade de 1386 Mgha-1
(Tabela 9)
Tabela 9 - Produtividade em Mgha-1
das trecircs variedades de cana-de-accediluacutecar sob
os dois manejos de colheita
Variedade Manejo
Meacutedia SEM QUEIMA COM QUEIMA
SP813250 1350 73 1341 142 1346 101
SP801842 1226 95 1435 141 1330 157
RB72454 1247 17 1384 138 1315 115
Meacutedia 1274 83 1386 128 1330 120
Os dados representam meacutedia de trecircs repeticcedilotildees desvio padratildeo da meacutedia
Apesar de maior aporte de material orgacircnico na forma de palhada o qual pode variar de 7
a 15 Mgha-1
ano-1
na colheita mecanizada (CAMPOS 2003) isso natildeo foi suficiente para causar
60
mudanccedilas no sistema de modo a aumentar a produccedilatildeo pelo menos no periacuteodo avaliado Tal
resultado pode ser devido ao pouco tempo com manejo SEM QUEIMA tendo havido apenas
uma colheita apoacutes implantaccedilatildeo do experimento e desse modo havendo pouca influecircncia da
palhada que foi depositada sobre o solo Isso eacute demonstrado pela ausecircncia de diferenccedila no teor de
carbono orgacircnico do solo entre o cultivo COM QUEIMA e o SEM QUEIMA preacutevia da cana-de-
accediluacutecar (Tabela7) Aleacutem do teor de carbono a maioria dos atributos quiacutemicos tambeacutem natildeo
respondeu com os tratamentos de manejo de colheita Mudanccedilas de produtividade tambeacutem natildeo
foram encontradas no primeiro corte da cana-de-accediluacutecar em um ensaio de longa duraccedilatildeo em que
Resende et al (2006) mostram que aumentos na produtividade de cana-de-accediluacutecar COM
QUEIMA em relaccedilatildeo agrave SEM QUEIMA apareceram somente na terceira colheita de um ciclo de
produccedilatildeo de sete cortes e a partir da segunda colheita no segundo ciclo de seis cortes Segundo os
autores as diferenccedilas de produtividade dos dois manejos foram mais fortes no segundo ciclo
indicando que essas diferenccedilas devem-se ao efeito cumulativo do aporte de material orgacircnico no
solo ao longo dos anos a partir do primeiro ciclo
2333 Fungos micorriacutezicos arbusculares no solo
O nuacutemero de esporos no solo rizosfeacuterico nos diferentes tratamentos eacute apresentado na
Figura 16 Natildeo houve diferenccedilas significativas (Tukey p gt 005) na densidade de esporos entre
os dois manejos de colheita entre as variedades de cana-de-accediluacutecar ou na interaccedilatildeo dos fatores
manejo e variedade O nuacutemero meacutedio de esporos por 50 g de solo variou de 23 no tratamento da
variedade RB72454 COM QUEIMA a 34 no tratamento da variedade SP813250 SEM QUEIMA
O nuacutemero meacutedio de esporos estaacute dentro da ampla faixa (19 a 815 esporos50ml-1
) encontrada
por Reis Paula e Doumlbereiner (1999) em um estudo sobre comunidades de FMAs na forma de
esporos no solo sob diversas lavouras de cana-de-accediluacutecar
61
Figura 16 ndash Nuacutemero de esporos de FMAs no solo sob as variedades SP813250 SP801842 e RB72454 de cana-de-
accediluacutecar sob manejo SEM QUEIMA (barras cinzas) e COM QUEIMA (barras pretas) Tratamentos com
mesma letra natildeo diferiram pelo teste de Tukey (p gt 005)
No presente trabalho foram observados 33 morfotipos de FMAs no solo rizosfeacuterico de
cana-de-accediluacutecar sendo 26 no manejo SEM QUEIMA e 24 no manejo COM QUEIMA Destes 18
morfotipos satildeo comuns aos dois tratamentos Dentre os esporos foram recuperadas espeacutecies dos
gecircneros Acaulospora Archaeospora Gigaspora Glomus (inclusive Glomus grupo A ndash Glomus
mosseae e Glomus clarum e Glomus grupo B ndash Glomus lamellosum) Paraglomus e
Scutellospora (Figura 17) Dentre o gecircnero Archaeospora houve apenas esporos de A Trappei
em uma amostra de solo sob a variedade RB72454 no tratamento SEM QUEIMA O tratamento
com a variedade SP813250 SEM QUEIMA foi o uacutenico a natildeo apresentar espeacutecies do gecircnero
Paraglomus Alguns dos esporos satildeo mostrados na Figura 18 Do filo Glomeromycota natildeo foram
encontrados esporos dos gecircneros Ambispora Diversispora Entrophospora Intraspora
Kuklospora e Pacispora
O nuacutemero de 33 espeacutecies encontradas sob cana-de-accediluacutecar estaacute dentro da faixa encontrada
em ecossistemas naturais ou manejados de acordo com os trabalhos levantados por Douds e
Millner (1999) Poreacutem a maior abrangecircncia de espeacutecies vegetais pode resultar em maior nuacutemero
de espeacutecies de FMAs no solo Blaszkowski (1994) recuperou 34 espeacutecies de FMAs em
ecossistema com 20 espeacutecies de plantas hospedeiras Andreola (1982) por outro lado recuperou
7 espeacutecies de FMAs em canaviais no municiacutepio de Araras SP Em outro estudo Reis Paula e
Doumlbereiner (1999) encontraram 18 espeacutecie em 35 amostras coletadas sob 14 variedades de cana-
Esp
oro
s p
or
50
g d
e so
lo
Variedade
Manejo
62
de-accediluacutecar em trecircs diferentes localidades Andreola (1982) recuperou 7 espeacutecies em cana-de-
accediluacutecar de um ensaio com tratamentos de aplicaccedilatildeo de vinhaccedila e adubaccedilatildeo nitrogenada e
fosfatada Portanto as espeacutecies recuperadas no presente trabalho podem indicar uma alta riqueza
de espeacutecies de FMAs no solo sob cana-de-accediluacutecar do experimento avaliado
Figura 17 ndash Nuacutemero de morfotipos de FMAs por gecircnero recuperados de solo sob trecircs variedades de cana-de-accediluacutecar
(SP813250 SP801842 e RB72454) com manejo SEM QUEIMA e COM QUEIMA preacutevia
As espeacutecies de FMAs identificadas na forma de esporos e a frequecircncia relativa de
ocorrecircncia nas amostras de solo satildeo mostradas na Tabela 10 As espeacutecies exclusivas do manejo
SEM QUEIMA satildeo Acaulospora sp 3 Acaulospora sp 6 Glomus clarum Glomus lamellosum
Glomus mosseae Glomus sp 10 Scutellospora sp e S verrucosa Jaacute as espeacutecies que ocorrem
apenas no manejo COM QUEIMA satildeo Acaulospora sp 2 Acaulospora sp 5 Acaulospora sp 7
Glomus coremioides Glomus sp 8 Glomus sp 9 e Paraglomus occultum As espeacutecies com
maior meacutedia de frequecircncia (gt 50 ) nas amostras de solo sob a cana-de-accediluacutecar em ordem
decrescente satildeo S pellucida A morrowiae Glomus sp 1 A scrobiculata G macrocarpum e
Glomus sp 6 Pode-se notar que as espeacutecies com frequecircncias maiores do que 50 nas amostras
de cana-de-accediluacutecar tambeacutem apresentam as maiores meacutedias de densidades de esporos (Tabela 11)
Satildeo elas em ordem decrescente Glomus sp 6 Glomus macrocarpum Glomus sp1 S pellucida
A scrobiculata e A morrowiae Essas 6 espeacutecies dominam a comunidade pois representam 79
Variedade
Nuacutemero de morfotipos
63
dos esporos recuperados do solo sob cana-de-accediluacutecar Assim essas espeacutecies mais abundantes e
frequentes nas amostas indicam que haacute a dominacircncia de poucas espeacutecies na comunidade de
esporos de FMAs no solo
No levantamento de Reis Paula e Doumlbereiner (1999) foram encontradas espeacutecies dos
gecircneros Acaulospora Entrophospora Gigaspora Glomus Paraglomus e Scutellospora sendo
que as espeacutecies predominantes nas trecircs localidades estudadas foram Acaulospora sp 1
(denominaccedilatildeo dos autores) S heterogama Glomus etunicatum Paraglomus occultum e
Gigaspora margarita Provavelmente os diferentes histoacutericos e caracteriacutesticas das aacutereas onde as
35 amostras foram coletadas por Reis Paula e Doumlbereiner (1999) influenciaram na estrutura da
comunidade de FMAs na forma de esporos a qual diferiu daquela reportada no presente trabalho
Eacute provaacutevel que a cana-de-accediluacutecar natildeo promova a seleccedilatildeo de espeacutecies de FMAs no solo jaacute que as
estruturas de comunidades de FMAs nos diferentes solos sob cana-de-accediluacutecar natildeo estatildeo
relacionadas No entanto tanto no presente estudo como no de Reis Paula e Doumlbereiner (1999) e
de Andreola (1982) haacute o predomiacutenio de espeacutecies do gecircnero Glomus dentre os gecircneros de FMAs
econtrados nas amostras
64
Tabela 10 ndash Frequecircncia de ocorrecircncia () de espeacutecies de FMAs em amostras de solo coletadas sob trecircs variedades de
cana-de-accediluacutecar (SP813250 SP801842 e RB72454) com manejo SEM QUEIMA (SQ) e COM QUEIMA
preacutevia (CQ)
SQ CQ
Espeacutecies SP813250 SP801842 RB72454 SP813258 SP801842 RB72454 Meacutedia1
Acaulpospora mellea 25 66 25 40 - 25 302
Acaulospora morrowiae 25 66 50 100 66 100 678
Acaulospora scrobiculata 75 33 50 80 33 75 577
Acaulospora sp 1 25 33 - - 33 25 193
Acaulospora sp 2 - - - - 33 - 55
Acaulospora sp 3 - - 25 - - - 42
Acaulospora sp 4 - 33 25 20 - - 130
Acaulospora sp 5 - - - - 33 - 55
Acaulospora sp 6 - - 25 - - - 42
Acaulospora sp 7 - - - - - 25 42
Archaeospora trappei - - 25 - - - 42
Gigaspora sp 25 33 25 60 33 25 335
Glomus clarum 25 - - - - - 42
Glomus coremioides - - - 20 - - 33
Glomus lamellosum - - 25 - - - 42
Glomus macrocarpum 50 33 50 60 66 75 557
Glomus mosseae - 33 - - - - 55
Glomus sinuosum 25 - - 40 - 25 150
Glomus sp 1 50 100 50 80 66 50 660
Glomus sp 2 - 33 - 40 33 - 177
Glomus sp 3 50 33 - 20 - - 172
Glomus sp 4 50 33 25 20 33 25 310
Glomus sp 5 25 33 25 - 33 - 193
Glomus sp 6 50 66 50 80 33 50 548
Glomus sp 7 - - 50 20 - - 117
Glomus sp 8 - - - - 33 - 55
Glomus sp 9 - - - 20 - - 33
Glomus sp 10 25 - - - - - 42
Paraglomus laccatum - 33 25 - 33 50 235
Paraglomus occultum - - - 20 - - 33
Scutellospora pellucida 75 100 25 100 66 50 693
Scutellospora sp - 33 - - - - 55
Scutellospora verrucosa 25 - - - - - 42
Meacutedia1
1894 2406 1742 2485 1900 1818
1 ndash Meacutedia das frequecircncias de ocorrecircncia de espeacutecies de FMAs
65
Tabela 11 ndash Nuacutemero de esporos de FMAs em solo sob as variedades SP813250 SP801842 e RB72454 com manejo
SEM QUEIMA (SQ) e COM QUEIMA preacutevia (CQ)
SQ CQ
Espeacutecies SP813250 SP801842 RB72454 SP813258 SP801842 RB72454 Meacutedia
Acaulpospora mellea 050 133 050 040 - 475 125
Acaulospora morrowiae 050 233 150 280 367 175 209
Acaulospora scrobiculata 825 133 150 500 067 075 292
Acaulospora sp 1 050 033 - - 167 025 046
Acaulospora sp 2 - - - - 067 - 011
Acaulospora sp 3 - - 050 - - - 008
Acaulospora sp 4 - 067 050 040 - - 026
Acaulospora sp 5 - - - - 033 - 006
Acaulospora sp 6 - - 025 - - - 004
Acaulospora sp 7 - - - - - 025 004
Archaeospora trappei - - 050 - - - 008
Gigaspora sp 025 033 025 060 067 025 039
Glomus clarum 025 - - - - - 004
Glomus coremioides - - - 040 - - 009
Glomus lamellosum - - 025 - - - 004
Glomus macrocarpum 325 067 975 320 767 225 446
Glomus mosseae - 033 - - - - 006
Glomus sinuosum 025 - - 040 - 025 017
Glomus sp 1 275 900 100 840 267 200 430
Glomus sp 2 - 100 - 040 067 - 034
Glomus sp 3 125 033 - 020 - - 030
Glomus sp 4 075 100 100 040 100 025 073
Glomus sp 5 125 133 025 - 067 - 058
Glomus sp 6 925 400 275 360 400 500 477
Glomus sp 7 - - 200 060 - - 043
Glomus sp 8 - - - - 100 - 017
Glomus sp 9 - - - 020 - - 003
Glomus sp 10 025 - - - - - 004
Paraglomus laccatum - 033 050 - 067 050 033
Paraglomus occultum - - - 020 - - 003
Scutellospora pellucida 500 400 050 380 433 475 373
Scutellospora sp - 033 - - - - 006
Scutellospora verrucosa 025 - - - - - 004
Dados representam as meacutedias (seis repeticcedilotildees) do nuacutemero de esporos por 50 g de solo
- Meacutedia do nuacutemero de esporocarpos por 50 g de solo
66
Figura 18 ndash Esporos de FMAs coletados sob cana-de-accediluacutecar (A) Acaulospora scrobiculata (B) Glomus
macrocarpum (C) Scutellospora pellucida (D) Glomus sp 6 (E) Acaulospora morrowiae
A riqueza observada as estimativas de riqueza de espeacutecies determinadas pelos meacutetodos
de ACE (CHAO LEE 1992) e CHAO-1 (CHAO 1984) e os iacutendices de diversidade natildeo
diferiram entre os manejos de colheita entre as variedades de cana-de-accediluacutecar ou na interaccedilatildeo dos
fatores manejo e variedade (Tabela 12) O nuacutemero de espeacutecies dentro de cada tratamento da
interaccedilatildeo manejo e variedade variou de aproximadamente 6 a 8 e a estimativa meacutedia de espeacutecies
por tratamento foi de aproximadamente 12 (ACE) e 10 (CHAO-1) Considerando-se todas as
amostras a cobertura de amostragem foi de aproximadamente 98
Pela anaacutelise de RDA as variaacuteveis CO P H+Al Bases CTC e Mg foram escolhidas
com o uso do Forward Selection do programa ldquoCanoco fo Windows 45rdquo (Figura 19) Essas
variaacuteveis explicam significativamente e se relacionam agrave variabilidade dos dados pelos teste de
permutaccedilatildeo de Monte-Carlo As relaccedilotildees satildeo significativas entre as espeacutecies de FMAs e as
variaacuteveis quiacutemicas do solo no primeiro eixo canocircnico (p = 0038) e em todos os eixos canocircnicos
(p = 0034) Os dois primeiros eixos explicam 169 da variabilidade dos dados sendo 101
no primeiro eixo e 68 no segundo As variaacuteveis quiacutemicas do solo explicam 42 da
variabilidade sendo que 259 desse valor eacute explicado nos dois primeiros eixos Outros autores
encontraram valores de correlaccedilotildees significativos abaixo de 060 entre variaacuteveis do solo e as
C B
A
D
E
67
espeacutecies de FMAs na forma de esporos (CUENCA MENESES 1996 CARRENHO et al
2001) sugerindo que os atributos do solo afetam a distribuiccedilatildeo de espeacutecies de FMAs na forma de
esporos no solo poreacutem em menor magnitude do que outros fatores desconhecidos
A RDA natildeo indicou separaccedilatildeo das amostras de acordo com o manejo de colheita ou com
variedades de cana-de-accediluacutecar Pelas variaacuteveis do solo verifica-se que a maioria das espeacutecies
estatildeo relacionadas positivamente com o teor de carbono orgacircnico (CO) ou com a saturaccedilatildeo da
CTC por bases As espeacutecies relacionadas positivamente com a saturaccedilatildeo por bases tecircm relaccedilatildeo
negativa com o teor de H+Al o que eacute coerente uma vez que quanto maior o teor de bases na
CTC menor a quantidade de H e Al trocaacuteveis A relaccedilatildeo positiva de apenas algumas espeacutecies de
FMAs com o teor de P eacute devido provavelmente pelo fato de que altas concentraccedilotildees desse
elemento inibem a colonizaccedilatildeo micorriacutezica e posteriormente diminuiriam a esporulaccedilatildeo das
outras espeacutecies natildeo relacionadas positivamente com o teor de P Dentre as espeacutecies mais
abundantes e frequentes (Tabelas 10 e 11) Glomus sp 6 Glomus sp 1 e S pellucida satildeo
relacionadas positivamente agrave saturaccedilatildeo de bases G macrocarpum e A morrowiae estatildeo
relacionadas positivamente com o teor de P mas negativamente com a saturaccedilatildeo de bases e teor
de CO e A scrobiculata estaacute relacionada positivamente com o teor de CO Assim a RDA mostra
que haacute relaccedilatildeo da variabilidade das espeacutecies com as variaacuteveis do solo mas natildeo permite a
separaccedilatildeo de amostras de acordo com os tratamentos
68
Tabela 12 ndash Meacutedia da riqueza observada estimativas de nuacutemero de espeacutecies iacutendices de diversidade e cobertura de amostragem
da comunidade de FMAs calculadas a partir dos esporos coletados e identificados sob as variedades SP813250
SP801842 e RB72454 com manejo SEM QUEIMA e COM QUEIMA preacutevia
Iacutendices de diversidade Estimativa de riquezas de UTOs
Comunidade SFMAsa
Shannonb 1D
bc Equitabilidade
d ACE-1
Chao1
ECA
e
SEM QUEIMA
SP813250 625 138 348 080 1108 945 088
SP801842 800 171 452 082 1407 115 088
RB72454 575 139 373 081 653 61 093
COM QUEIMA
SP813258 820 176 494 085 1232 1166 090
SP801842 667 157 445 087 707 69 098
RB72454 600 136 320 081 1893 1225 061
Todos os
tratamentosf 33 248 878 071 562 481 0983
Os valores correspondem agrave Meacutedia plusmn Desvio Padratildeo (seis repeticcedilotildees) a ndash Riqueza de espeacutecies de FMAs na forma de esporos
b ndash Estimador de maacutexima semelhanccedila
c ndash Reciacuteproco do iacutendice de Simpson
d ndash Equitabilidade de
Pielou e -
Estimativa de Cobertura da Amostragem
f ndash Dados representam os valores obtidos de todas as amostras
69
Figura 19 ndash Triplot de espeacutecies de FMAs amostras e variaacuteveis do solo sob cana-de-accediluacutecar da Anaacutelise de
Redundacircncia (RDA) Realizou-se a anaacutelise com Forward Selection selecionando teor de C orgacircnico
no solo (CO) H+Al saturaccedilatildeo de bases P CTC e toer de Mg em amostras sob cana-de-accediluacutecar com
colheita SEM QUEIMA e COM QUEIMA preacutevia (P = 0038 para o primeiro eixo canocircnico P = 0034
para a soma dos eixos segundo o teste de Monte Carlo)
Ao contraacuterio do que foi observado neste trabalho Reis Paula e Doumlbereiner (1999)
verificaram que a aacuterea com manejo SEM QUEIMA da cana-de-accediluacutecar apresentou maior riqueza
de espeacutecies de FMAs no solo No entanto esses autores compararam lavouras SEM QUEIMA e
COM QUEIMA com diferentes histoacutericos o que dificulta a comparaccedilatildeo direta das amostras
Por fim esse eacute um dos primeiros levantamentos de FMAs em solo sob cana-de-accediluacutecar a
campo no Brasil e os dados aqui apresentados serviratildeo como base de comparaccedilatildeo para futuros
estudos sobre a contribuiccedilatildeo das MAs para a cultura Os indicadores de diversidade de FMAs na
forma de esporos densidade de esporos riqueza diversidade e estimativa de nuacutemero de espeacutecies
natildeo apresentam diferenccedilas entre os manejos de colheita entre as variedades ou na interaccedilatildeo dos
fatores manejo e variedade A RDA utilizada para a ordenaccedilatildeo dos dados foi significativa
70
poreacutem natildeo permitiu qualquer discriminaccedilatildeo com base nos tratamentos O pouco tempo decorrido
desde a implantaccedilatildeo da cultura ateacute a avaliaccedilatildeo das amostras de solo (20 meses) pode ter
contribuiacutedo para que essas diferenccedilas na comunidade de FMAs na forma de esporos entre os
tratamentos natildeo fosse observada Como alguns esporos podem ficar em estado de dormecircncia
(TOMMERUP 1983 GEMMA KOSKE 1988) parte das espeacutecies de FMAs na forma de
esporos presentes nas amostras pode ser reflexo dos cultivos anteriores agrave instalaccedilatildeo do
experimento Assim novas amostragens devem ser feitas apoacutes ter passado um periacuteodo de tempo
maior desde a implantaccedilatildeo do experimento pois eacute possiacutevel que efeitos significativos da alteraccedilatildeo
do manejo possam ser observados somente a longo prazo
2334 Colonizaccedilatildeo micorriacutezica intrarradicular
Todas as amostras de raiacutezes de cana-de-accediluacutecar analisadas apresentaram colonizaccedilatildeo
micorriacutezica arbuscular Foi possiacutevel visualizar e identificar vaacuterias estruturas de FMAs incluindo
hifa extrarradicular apressoacuterio nas ceacutelulas da epiderme hifas intercelulares e intracelulares
arbuacutesculos e hifas intracelulares enoveladas (pelototildees) (Figura 20) A presenccedila de arbuacutesculos
tiacutepicos e de pelototildees foram observados simultaneamente na mesma amostra tanto em raiacutezes sob
manejo SEM QUEIMA como COM QUEIMA
A taxa de colonizaccedilatildeo variou de 30 a 52 e natildeo foi significativamente diferente entre
as variedades mas variou significativamente (p lt 005) entre os manejos SEM QUEIMA e COM
QUEIMA preacutevia agrave colheita (Tabela 13) As raiacutezes de plantas sob manejo SEM QUEIMA
apresentaram as maiores taxas de colonizaccedilatildeo A maior colonizaccedilatildeo micorriacutezica pode ser devido
ao maior teor de umidade no solo assegurada pela quantidade de palhada depositada apoacutes a
colheita Como visto em outros trabalhos a umidade estaacute positivamente correlacionada com a
colonizaccedilatildeo intrarradicular (HE MOURATOV STEINBERG 2002 LINGFEI ANNA
ZHIWEI 2005)
71
Figura 20 - Colonizaccedilatildeo micorriacutezica arbuscular em cana-de-accediluacutecar (A a H) ap ndash apressoacuterio hi ndash hifa intercelular
pe ndash ponto de entrada de hifa na raiz ar ndash arbuacutesculo en ndash hifa enovelada ve ndash vesiacutecula
A
hi
hi
ap
ap
he
B ap
F en
G
ve ve
ve
ve
H ar
ar
ar ar
ar
ar
E ar
D
hi
hi
hi
C
pe
hi
hi
72
Tabela 13 - Colonizaccedilatildeo micorriacutezica arbuscular () em raiacutezes de cana-de-
accediluacutecar sob manejo SEM QUEIMA preacutevia e COM QUEIMA
preacutevia agrave colheita
Manejo
Variedade SEM QUEIMA COM QUEIMA
SP813250 5187 1085 aA 3623 1044 aB
SP801842 4520 1511 aA 3010 394 aB
RB72454 4933 643 aA 3124 1088 aB
Os valores correspondem agrave Meacutedia plusmn Desvio Padratildeo (seis repeticcedilotildees)
Meacutedias seguidas de mesma letra maiuacutescula na linha e minuacutescula na coluna natildeo diferem
estatisticamente pelo teste de Tukey (p gt 005)
A colonizaccedilatildeo micorriacutezica eacute pouca estudada em cana-de-accediluacutecar e poucos trabalhos sobre o
assunto foram publicados Kelly et al (2001) verificaram que plantas de cana-de-accediluacutecar
cultivadas em casa-de-vegetaccedilatildeo possuem taxas de ateacute 60 de colonizaccedilatildeo em baixos niacuteveis de
foacutesforo no solo (entre 27 e 82 mg Pkg-1
) No entanto a micorrizaccedilatildeo natildeo trouxe ganhos na
massa seca das plantas Takahashi (2005) e Souza (2006) estudaram a colonizaccedilatildeo micorriacutezica
intrarradicular em mudas micropropagadas de cana-de-accediluacutecar inoculadas e crescidas em casa-de-
vegetaccedilatildeo em condiccedilotildees de baixo teor de P (20 mgKg-1
) e alto teor (200 mgKg-1
) no solo A
taxa de colonizaccedilatildeo intrarradicular variou de 10 a 34 nos tratamentos com alto teor de P e de
40 a 60 nos tratamentos com baixo teor de P sendo que Takahashi (2005) natildeo observou
alteraccedilatildeo da produccedilatildeo de biomassa das plantas inoculadas em relaccedilatildeo agraves natildeo-inoculadas
De acordo com a anaacutelise de correlaccedilatildeo de Pearson e RDA das espeacutecies de esporos no solo
natildeo haacute correlaccedilatildeo da taxa de colonizaccedilatildeo micorriacutezica arbuscular em cana-de-accediluacutecar e a
distribuiccedilatildeo de esporos no solo Poreacutem uma vez que a comunidade de FMAs medida pela
ocorrecircncia densidade e diversidade de esporos no solo natildeo apresentou diferenccedilas entre os
manejos apoacutes 20 meses de implantaccedilatildeo do experimento a colonizaccedilatildeo micorriacutezica arbuscular a
qual foi diferente entre os manejos e variedades pode ser um paracircmetro mais sensiacutevel agraves
alteraccedilotildees que ocorrem no ambiente Assim a colonizaccedilatildeo micorriacutezica arbuscular poderia ser
utilizada como um indicador de mudanccedilas ambientais
73
2335 Anaacutelise do gene rRNA 18S amplificado com os iniciadores NS7e F1Ra em raiacutezes de
cana-de-accediluacutecar
Da biblioteca de clones dos fragmentos do gene rRNA 18S amplificados com o par de
iniciadores NS7 e F1Ra de raiacutezes de cana-de-accediluacutecar sob manejo SEM QUEIMA e COM
QUEIMA preacutevia agrave colheita foram sequenciados 128 clones das amostras Das sequecircncias obtidas
duas do tratamento SEM QUEIMA foram consideradas quimeacutericas e excluiacutedas das demais
anaacutelises A comparaccedilatildeo por BLAST das sequecircncias obtidas com sequecircncias conhecidas (Tabela
14) e anaacutelise filogeneacutetica (Figura 21) possibilitam a afiliaccedilatildeo das mesmas ao reino Fungi Todas
as sequecircncias obtidas de raiacutezes de cana-de-accediluacutecar do tratamento COM QUEIMA e a maioria do
tratamento SEM QUEIMA satildeo representadas por fungos do Filo Ascomycota Em raiacutezes do
tratamento sob manejo SEM QUEIMA 4 sequecircncias (87 ) pertencem ao filo Zygomicota
Nenhum dos 126 clones apresentou similaridade elevada com sequecircncias de FMAs apesar de as
amostras apresentarem colonizaccedilatildeo micorriacutezica intrarradicular consideraacutevel
As sequecircncias relacionadas agrave Phoma sp apresentam dominacircncia tanto na biblioteca de
raiacutezes provenientes de manejo SEM QUEIMA (681 das sequecircncias) como COM QUEIMA
(802 das sequecircncias) Depois dessas sequecircncias as maiores frequecircncias observadas satildeo de
sequecircncias relacionadas agrave Leptosphaeria (106 ) e agrave Pleosporales (43 ) em manejo SEM
QUEIMA e relacionadas agrave Fusarium (79 ) em manejo COM QUEIMA Membros das classes
Eurotiomycetes e Sordariomycetes foram detectados apenas em raiacutezes do tratamento sob manejo
COM QUEIMA (clones B Scane D0408 B Scane E0909 e B Scane B0703) enquanto que os
Zygomycetes (clones UB Scane C1105 e UB Scane G0814) foram detectados somente em raiacutezes
do tratamento sob manejo SEM QUEIMA Dos 13 acessos com maior similaridade agraves sequecircncias
obtidas determinada utilizando-se o BLAST apenas trecircs (N quadriseptata Phoma sp e
Pleosporales sp) foram comuns agraves duas bibliotecas (Tabela 14)
As estimativas de riqueza os iacutendices de diversidade de UTOs e a estimativa de cobertura
de amostragem satildeo apresentados na Tabela 15 O nuacutemero de UTOs detectadas foi de 10 para
cana-de-accediluacutecar do tratamento sob manejo SEM QUEIMA e 11 para a amostra do tratamento sob
manejo COM QUEIMA Natildeo houve diferenccedila significativa entre as estimativas de riqueza e
iacutendices de diversidade de UTOs dos dois sistemas de manejos de colheita A estimativa de
riqueza de UTOs relacionadas agrave raiacutezes foi de 18 e 34 (segundo os iacutendices ACE-1 e Chao1
74
respectivamente) para o manejo SEM QUEIMA e de 23 e 51 para o manejo COM QUEIMA
preacutevia agrave colheita Apesar de natildeo apresentar diferenccedilas de riqueza e de diversidade de UTOs entre
os dois manejos a comparaccedilatildeo de curvas de cobertura homoacuteloga e heteroacuteloga utilizando o
webLIBSHUFF mostrou que as comunidades fuacutengicas das raiacutezes de cana-de-accediluacutecar dos dois
tratamentos satildeo significativamente diferentes (p lt 005) (Figura 22) Para as duas bibliotecas de
clones o tamanho da amostra analisada foi suficiente para cobrir a maioria dos grupos
filogeneacuteticos A taxa de cobertura homoacuteloga foi aproximadamente 82 em Distacircncias
Evolutivas maiores do que 001 que eacute o valor adotado para definir espeacutecie em estudos com
fungos (WALDROP et al 2006 JUMPPONEN JOHNSON 2005 ANDERSON et al 2003)
Tabela 14 ndash Similaridade das sequecircncias dos clones do gene rRNA 18s obtidas por amplificaccedilatildeo do DNA total
de raiacutezes de cana-de-accediluacutecar colonizadas por FMAs e utilizando os iniciadores NS7 e F1Ra em
relaccedilatildeo a sequecircncias de bancos de dados puacuteblicos
Manejo Clone Sequecircncia mais similar [Acesso] Similaridade Freq
(1)
SEM QUEIMA
UB SCane B0103 Candida xylopsoci [AY4881281] 99 21
UB SCane D0707 Cladosporium cladosporioides [DQ6780041] 100 21
UB SCane D0208 Heteromita globosa [AY4960431] 99 21
UB SCane F0911 Leptosphaeria korrae [AF4866261] 100 106
UB SCane G0814 Mucor circinelloides f lusitanicus [AF1134271] 99 64
UB SCane C1105 Mucor circinelloides f lusitanicus [AF1134271] 99 21
UB SCane D0907 Neophaeosphaeria quadriseptata [AF2508261] 99 21
UB SCane H0915 Phoma sp [AB2528691] 99 681
UB SCane E1010 Pleosporales sp [AB1956311] 99 43
COM QUEIMA
B SCane A0101 Debaryomyces mycophilus [AF4400171] 98 13
B SCane D1208 Debaryomyces mycophilus [AF4400171] 98 13
B SCane D0408 Eupenicillium javanicum [U212981] 100 13
B SCane B0703 Fusarium sp [AB2454421] 99 79
B SCane B1204 Galactomyces geotrichum [U009741] 100 13
B SCane C0705 Neophaeosphaeria quadriseptata [AF2508261] 99 13
B SCane A0202 Phoma sp [AB2528691] 98 776
B SCane A1002 Phoma sp [AB2528691] 98 26
B SCane E1010 Pleosporales sp [AB1956311] 99 13
B SCane E0909 Talaromyces flavus [M832621] 99 26
As sequecircncias foram comparadas usando-se o BLAST Cada clone representa um dos grupos formados por
UPGMA A coluna de frequecircncia se refere agrave proporccedilatildeo dos clones do grupo em cada biblioteca (1)
Frequecircncia de sequecircncias representadas pelo clone em cada um dos manejos (2)
Classe ldquoDothideomycetes et Chaetothyriomycetes incertae sedisrdquo
75
Figura 21 ndash Relaccedilotildees filogeneacuteticas entre a sequecircncias do gene rRNA 18S obtidas de raiacutezes de cana-de-accediluacutecar com o
par de iniciadores NS7 e F1Ra e sequecircncias de fungos determinadas usando-se neighbor-joining
Nuacutemeros sobre os ramos indicam a porcentagem de 1000 repeticcedilotildees da anaacutelise de bootstrap Cada clone
representa um dos grupos formados por UPGMA Os valores entre parecircnteses representam a
percentagem do clone em cada biblioteca A barra representa uma substituiccedilatildeo a cada 100 nucleotiacutedeos
Clones grafados em negrito em preto satildeo referentes agraves raiacutezes de cana-de-accediluacutecar colhida SEM QUEIMA
enquanto os grafados em vermelho se referem agraves raiacutezes de cana-de-accediluacutecar COM QUEIMA preacutevia agrave
colheita
- Classe ldquoDothideomycetes et Chaetothyriomycetes incertae sedisrdquo
76
Tabela 15 - Estimativas de UTOs iacutendices de diversidade e cobertura de amostragem determinadas com base no sequenciamento de
clones do gene rRNA 18S de fungos associados a raiacutezes de cana-de-accediluacutecar com ou SEM QUEIMA preacutevia agrave colheita
obtidos utilizando-se o par de iniciadores NS7 e F1Ra
Comunidade NS NU Estimativa de riquezas de UTOs Iacutendices de diversidade ECAc
ACE-1 Chao1
Shannona
1Dab
SEM QUEIMA 50 10 34 (14 165) 18 (11 53) 134 (099 169) 233 (132 909) 0880
COM QUEIMA 76 11 51 (18 246) 23 (13 79) 099 (067 131) 164 (078 1429) 0908
Valores entre parecircnteses representam o intervalo com 95 de confianccedila NS ndash nuacutemero de sequecircncias NU ndash nuacutemero de UTOs a
Estimador de maacutexima
semelhanccedila b
ndash Reciacuteproco do iacutendice de Simpson c ndash Estimativa de Cobertura da Amostragem Distacircncia evolutiva usada para as estimativas foi 001
77
Figura 22 - Anaacutelise de LIBSHUFF de comunidade de fungos associados agraves raiacutezes de cana-de-accediluacutecar sob dois manejos de colheita quando empregado o par de
iniciadores NS7 e F1Ra A manejo SEM QUEIMA (homoacutelogo) x manejo COM QUEIMA B manejo COM QUEIMA (homoacutelogo) x manejo SEM
QUEIMA As comunidades satildeo diferentes significativamente com P lt 005 A distribuiccedilatildeo de (Cy-Cyx)2 como uma funccedilatildeo de D indica a diferenccedila
entre as duas comunidades
00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
0 01 02 03 04 05 06
Distacircncia Evolutiva (D)
Cob
ertu
ra
0000
0005
0010
0015
0020
0025
(Cx-C
xy)2Homoacutelogo
Heteroacutelogo
(Cx-Cxy)2
95XY
00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
00 01 02 03 04 05 06
Distacircncia Evolutiva (D)
Co
ber
tura
0000
0005
0010
0015
0020
0025
(Cy
-Cy
x)2
Homoacutelogo
Heteroacutelogo
(Cy-Cyx)2
95YX
A B
78
2336 Anaacutelise do gene rRNA 18S amplificado com os iniciadores NS31 e AM1 em raiacutezes de
cana-de-accediluacutecar
Das bibliotecas de clones do gene rRNA 18S de raiacutezes de cana-de-accediluacutecar SEM QUEIMA
e COM QUEIMA preacutevia agrave colheita foram sequenciados 47 e 42 clones respectivamente Das
sequecircncias obtidas 9 foram consideradas quimeras com base nas anaacutelises feitas utilizando o
Chimera Check e BLAST Assim para as anaacutelises posteriores foram utilizadas 41 e 39
sequecircncias dos tratamentos SEM QUEIMA e COM QUEIMA respectivamente
Todas as sequecircncias foram mais similares ao Filo Ascomycota e natildeo foi possiacutevel
discriminar espeacutecies a partir dessas sequecircncias de acordo com as comparaccedilotildees feitas utilizando-
se o BLAST (Tabela 16) e a anaacutelise filogeneacutetica (Figura 23) Em uma das clades haacute o
agrupamento de diferentes classes de fungos uma sequecircncia de um clone do manejo COM
QUEIMA (B AM1 D1107) duas sequecircncias de Phoma (Ascomycota Mitospoacuterico) e uma
sequecircncia de Didymella (Dothideomycetes) Esses resultados mostram que a regiatildeo sequenciada
natildeo eacute informativa filogeneticamente Nenhuma sequecircncia apresentou alta similaridade com
sequecircncias de FMAs apesar do iniciador AM1 ser supostamente especiacutefico para essse grupo de
fungos Assim mesmo as riquezas de UTOs e os iacutendices de diversidade foram estimados (Tabela
17) Da mesma forma a comparaccedilatildeo das bibliotecas por meio do programa webLIBSHUFF foi
feita (Figura 24) Assim como no Brasil os amplicons obtidos com o uso dos iniciadores NS31 e
AM1 em amostras de DNA de cana-de-accediluacutecar durante o estaacutegio na Universidade do Estado do
Kansas EUA resultou em sequecircncias relacionadas somente agrave Ascomycota (dados natildeo
mostrados) mesmo fazendo-se a seleccedilatildeo de raiacutezes finas e claras para a extraccedilatildeo de DNA natildeo
houve a amplificaccedilatildeo do DNA de FMAs
Natildeo houve diferenccedilas entre as estimativas de UTOs entre os dois manejos utilizando-se
sequecircncias obtidas com ambos conjuntos de iniciadores No entanto o iacutendice de diversidade de
Shannon foi significativamente maior no manejo SEM QUEIMA usando-se o par de iniciadores
NS31 e AM1 Assim como no uso do conjunto de iniciadores NS7 e F1Ra o emprego do par
NS31 e AM1 resultou em uma taxa de cobertura elevada (Figura 24) De acordo com as anaacutelises
de Libshuff as duas bibliotecas foram significativamente diferentes (P lt 005)
79
Tabela 16 ndash Similaridade das sequecircncias dos clones do gene rRNA 18s obtidas por amplificaccedilatildeo do DNA total
de raiacutezes de cana-de-accediluacutecar colonizadas por FMAs e utilizando os iniciadores NS31 e AM1 em
relaccedilatildeo a sequecircncias de bancos de dados puacuteblicos
Manejo Clone Sequecircncia mais similar [Acesso] Similaridade Freq(1)
SEM QUEIMA
UB AM1 G0414 Fusarium oxysporum [DQ9161501] 99 122
UB AM1 C0406 Fusarium cerealis [AF1419471] 98 24
UB AM1 H0315 Cladosporium cladosporioides [EU3755231] 99 537
UB AM1 B0204 Penicillium glabrum [AF5480901] 99 49
UB AM1 D0107 Phialophora verrucosa [EF4136141] 99 141
UB AM1 B0303 Phialophora verrucosa [EF4136141] 100 122
COM QUEIMA
B AM1 F0812 Fusarium oxysporum [DQ9161501] 99 948
B AM1 H0715 Fusarium oxysporum [DQ9161501] 98 26
B AM1 D1107 Phoma sp [EU8264811] 100 26
As sequecircncias foram comparadas usando-se o BLAST Cada clone representa um dos grupos formados por
UPGMA A coluna de frequecircncia se refere agrave proporccedilatildeo dos clones do grupo em cada biblioteca (1)
Frequecircncia de sequecircncias representadas pelo clone em cada um dos manejos (2)
Classe ldquoDothideomycetes et Chaetothyriomycetes incertae sedisrdquo
80
Figura 23 ndash Relaccedilotildees filogeneacuteticas entre a sequecircncias do gene rRNA 18S obtidas de raiacutezes de cana-de-accediluacutecar com o
par de iniciadores NS31 e AM1 e sequecircncias de fungos determinadas usando-se neighbor-joining
Nuacutemeros sobre os ramos indicam a porcentagem de 1000 repeticcedilotildees da anaacutelise de bootstrap Cada clone
representa um dos grupos formados por UPGMA Os valores entre parecircnteses representam a
percentagem do clone em cada biblioteca A barra representa uma substituiccedilatildeo a cada 100 nucleotiacutedeos
Clones grafados em negrito em preto satildeo referentes agraves raiacutezes de cana-de-accediluacutecar colhida SEM QUEIMA
enquanto os grafados em vermelho se referem agraves raiacutezes de cana-de-accediluacutecar COM QUEIMA preacutevia agrave
colheita
- Classe ldquoDothideomycetes et Chaetothyriomycetes incertae sedisrdquo
81
Tabela 17 - Estimativas de UTOs iacutendices de diversidade e cobertura de amostragem determinadas com base no sequenciamento de
clones do gene rRNA 18S de fungos associados a raiacutezes de cana-de-accediluacutecar com ou SEM QUEIMA preacutevia agrave colheita
obtidos utilizando-se o par de iniciadores NS31 e AM1
Comunidade NS NU Estimativa de riquezas de UTOs Iacutendices de diversidade ECAc
ACE-1 Chao1
Shannona
1Dab
SEM QUEIMA 41 6 64 (60 116) 65 (60 144) 1366 (1103 1630) 292 (209 484) 0976
COM QUEIMA 39 3 40 (31 141) 35 ( 30 114) 0320 (0058 0583) 117 (049-320) 0974
Valores entre parecircnteses representam o intervalo com 95 de confianccedila NS ndash nuacutemero de sequecircncias NU ndash nuacutemero de UTOs a
Estimador de maacutexima
semelhanccedila b ndash Reciacuteproco do iacutendice de Simpson
c ndash Estimativa de Cobertura da Amostragem Distacircncia evolutiva usada para as estimativas foi 001
82
Figura 24 - Anaacutelise de LIBSHUFF de comunidade de fungos associados agraves raiacutezes de cana-de-accediluacutecar sob dois manejos de colheita quando empregado o par de
iniciadores NS31 e AM1 A manejo SEM QUEIMA (homoacutelogo) x manejo COM QUEIMA B manejo COM QUEIMA (homoacutelogo) x manejo SEM
QUEIMA As comunidades satildeo diferentes significativamente com P lt 005 A distribuiccedilatildeo de (Cy-Cyx)2 como uma funccedilatildeo de D indica a diferenccedila
entre as duas comunidades
00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
00 01 02 03 04 05 06
Distacircncia Evolutiva (D)
Co
ber
tura
0000
0100
0200
0300
0400
0500
0600
0700
0800
(Cy
-Cy
x)2
Homoacutelogo
Heteroacutelogo
(Cx-Cxy)2
95XY
00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
0 01 02 03 04 05 06
Distacircncia Evolutiva (D)
Co
bertu
ra
0000
0002
0004
0006
0008
0010
0012
(Cx
-Cx
y)2
Homoacutelogo
Heteroacutelogo
(Cy-Cyx)2
95YX
A B
83
2337 Anaacutelise do gene rRNA 18S amplificado com os iniciadores especiacuteficos para grupos
de FMAs em raiacutezes de cana-de-accediluacutecar
Para determinar a estrutura da comunidade de FMAs por meio do sequenciamento dos
amplicons os iniciadores aqui desenhados e validados foram testados em amostras de raiacutezes de
cana-de-accediluacutecar do campo Apoacutes a amplificaccedilatildeo de fragmentos do gene rRNA 18S com os
iniciadores ACAU220 GIGA202 GLOMA690 e GLOMB673 e o sequenciamento dos
amplicons foram obtidas 161 sequecircncias Dessas 35 foram retiradas das anaacutelises por
consistirem quimeras ou sequecircncias de baixa qualidade Verificou-se que nenhum dos
iniciadores desenhados foi especiacutefico para FMAs de acordo com a comparaccedilatildeo das sequecircncias
obtidas com sequecircncias de bancos de dados por meio de BLAST (Tabelas 18 19 20 e 21) As
sequecircncias de parte do gene do rRNA 18S obtidas foram alinhadas para a anaacutelise filogeneacutetica
(Figuras 25 26 27 e 28) As sequecircncias obtidas natildeo se agruparam com as sequecircncias de fungos
do filo Glomeromycota do banco de dados (GenBank) Os amplicons obtidos com o iniciador
ACAU220 em sua maioria foram mais similares a Cladosporium (Dothideomycetes
Ascomycota) (Tabela 18 e Figura 25) A maioria dos amplicons obtidos com o iniciador
GIGA202 foram mais similares agrave Fusarium (Sordariomycetes Ascomycota) (Tabela 19 e
Figura 26) Quando utilizou-se o iniciador GLOMA690 a maioria dos amplicons foram mais
similares a Monodictys (Sordariomycetes Ascomycota) e a Cryptococcus (Tremellomycetes
Basidiomycota) (Tabela e Figura 27) Jaacute com o uso do iniciador GLOMB673 a maioria dos
amplicons foram mais similares a Phoma (Ascomycota mitospoacuterico) (Tabela 21 e Figura 28)
Com exceccedilatildeo de um amplicon obtido com o iniciador ACAU220 e alguns amplicons obtidos
com o iniciador GLOMB673 os quais foram mais similares agrave Basidiomycota todas os outros
amplicons obtidos com o emprego dos iniciadores desenhados foram mais similares a
Ascomycota Portanto uma vez que nenhuma sequecircncia obtida estaacute relacionada ao filo
Glomeromycota ao qual pertencem os FMAs os iniciadores desenhados foram inespeciacuteficos
para identificaccedilatildeo desses fungos nas raiacutezes de cana-de-accediluacutecar em condiccedilatildeo de campo
Mesmo assim foram estimadas a riqueza de UTOs e os iacutendices de diversidade de
Shannon e reciacuteproco de Simpson com os dados obtidos Pelo programa Spade foram estimadas
um total de 49 UTOs sendo 26 do tratamento SEM QUEIMA e 25 do tratamento COM
QUEIMA (Tabela 22) A estimativa de riqueza de fungos variou de 64 no manejo COM
84
QUEIMA 216 no manejo SEM QUEIMA a 265 espeacutecies de fungos considerando-se as
amostras dos dois tratamentos de colheita Os dois tratamentos tambeacutem natildeo apresentaram
diferenccedilas quanto aos iacutendices de diversidade A estimativa de cobertura da amostragem foi de
683 no tratamento sob manejo COM QUEIMA e 701 no tratamento sob manejo SEM
QUEIMA Verifica-se que a curva de rarefaccedilatildeo natildeo atinge a assiacutentota isto eacute somente uma
porccedilatildeo da riqueza de fungos associados agraves raiacutezes de cana-de-accediluacutecar foi amostrada (Figura 29)
As sequecircncias obtidas natildeo se agrupam com base em suas relaccedilotildees filogeneacuteticas em
funccedilatildeo do tratamento (SEM QUEIMA ou COM QUEIMA) Existem apenas 7 UTOs (56 do
total de UTOs) em comum entre os tratamentos SEM QUEIMA e COM QUEIMA As UTOs
em comum satildeo as identificadas pelos nuacutemeros 1 2 3 4 7 16 e 23 nas Tabelas 18 a 21 Esse
nuacutemero reduzido de UTOs em comum aos dois tratamentos indicaram diferenccedila na comunidade
de fungos associados agraves raiacutezes de cana-de-accediluacutecar A anaacutelise de Libshuff mostrou que as
comunidades de fungos dos dois tratamentos satildeo significativamente diferentes (p lt 005)
(Figura 30)
Muitas sequecircncias do gene rRNA 18S amplificadas de raiacutezes de cana-de-accediluacutecar com o
uso dos iniciadores desenhados podem representar novos taxa Um total de 52 (416 )
sequecircncias apresentam similaridade menor do que 96 agraves sequecircncias disponiacuteveis no banco de
dados do NCBI Essas sequecircncias foram verificadas como natildeo quimeacutericas e satildeo mais similares
a sequecircncias de Ascomycota e Basidiomycota com base na anaacutelise filogeneacutetica Empregando-
se os iniciadores aqui desenhados as seis UTOs mais frequentes representam 568 do total
de sequecircncias enquanto as UTOs contendo um uacutenica sequecircncia (singletons) representam 735
do total de UTOs mostrando a existecircncia de dominacircncia de algumas espeacutecies fuacutengicas na
comunidade associada agraves raiacutezes
As sequecircncias obtidas com os iniciadores grupo-especiacuteficos de FMAs desenhados no
presente trabalho natildeo tem regiatildeo em comum com as sequecircncias de clones das bibliotecas
obtidas utilizando os iniciadores da primeira abordagem (NS7 e F1Ra) No entanto a regiatildeo
amplificada do gene rRNA 18S obtida com uso dos iniciadores da segunda abordagem (NS31 e
AM1) eacute comum agrave parte da regiatildeo amplificada com o uso dos iniciadores grupo-especiacuteficos
Pela anaacutelise filogeneacutetica usando neighbor joining as sequecircncias da segunda abordagem
mostraram-se relacionadas a algumas sequecircncias obtidas com os iniciadores especiacuteficos (dados
natildeo mostrados) Isso mostra a consistecircncia do meacutetodo de PCR e sequenciamento para o
85
levantamento populacional dos fungos associados agraves raiacutezes de cana-de-accediluacutecar em condiccedilotildees de
campo apesar de o nuacutemero de UTOs recuperadas ser menor com o uso do iniciador AM1
Tabela 18 - Anaacutelise do BLAST de sequecircncias obtidas das bibliotecas de raiacutezes de cana-de-accediluacutecar COM
QUEIMA e SEM QUEIMA preacutevia agrave colheita utilizando o iniciador ACAU220
Manejo Clone iniciador UTO(1)
Sequecircncia mais similar [Acesso] Similaridade
(2)
SEM QUEIMA
A01 ACAU220 UTO 1 Cladosporium cladosporioides [EU3755231] 100
G01 ACAU220 UTO 1 Cladosporium cladosporioides [EU3755231] 96
F02 ACAU220 UTO 1 Cladosporium cladosporioides [EU3755231] 95
G02 ACAU220 UTO 1 Cladosporium cladosporioides [EU7234841] 94
B03 ACAU220 UTO 1 Cladosporium cladosporioides [EU3755231] 93
C03 ACAU220 UTO 1 Cladosporium cladosporioides [EU3755231] 93
D03 ACAU220 UTO 1 Cladosporium cladosporioides [EU7234841] 93
E01 ACAU220 UTO 1 Cladosporium cladosporioides [EU3755231] 93
D02 ACAU220 UTO 2 Penicillium brevicompactum [EU2636081] 98
H01 ACAU220 UTO 2 Penicillium freii [AY6409981] 98
A03 ACAU220 UTO 2 Phialocephala fortinii [EU3820701] 96
B02 ACAU220 UTO 3 Monodictys arctica [EU6865191]] 93
C01 ACAU220 UTO 4 Penicillium purpurogenum [DQ3659471] 96
C02 ACAU220 UTO 5 Hypocrea koningii [EU7224041] 92
D01 ACAU220 UTO 6 Pseudocolus fusiformis [AF0266231] 98
E02 ACAU220 UTO 7 Fusarium oxysporum [EU7108211] 98
Com Queima
H03 ACAU220 UTO 1 Cladosporium cladosporioides [EU3755231] 96
H04 ACAU220 UTO 1 Cladosporium cladosporioides [EU3755231] 96
D05 ACAU220 UTO 1 Cladosporium cladosporioides [EU3755231] 95
G04 ACAU220 UTO 1 Cladosporium cladosporioides [EU3755231] 93
B04 ACAU220 UTO 2 Penicillium glabrum [AF5480901] 93
A04 ACAU220 UTO 3 Phoma sp [EU8264811] 97
G03 ACAU220 UTO 3 Monodictys arctica [EU6865191] 97
E05 ACAU220 UTO 3 Phoma sp [EU8264811] 94
D04 ACAU220 UTO 3 Didymella exitialis [EU1675641] 91
B05 ACAU220 UTO 4 Penicillium purpurogenum [DQ3659471] 96
C05 ACAU220 UTO 16 Monodictys arctica [EU6865191] 93
F03 ACAU220 UTO 28 Paraconiothyrium brasiliense [EU2956511] 91
F05 ACAU220 UTO 29 Alternaria sp [EU8264791] 97
G05 ACAU220 UTO 30 Lithothelium septemseptatum [AY5846621] 96
Os E-values de todas as comparaccedilotildees foram iguais a zero (1)
Identidade das Unidades Taxonocircmicas Operacionais determinadas pelo programa DOTUR ao niacutevel de 99 de
similaridade (2)
Similaridade da sequecircncia ambiental com o respectivo acesso do NCBI dada pela anaacutelise de BLAST
86
Tabela 19 - Anaacutelise do BLAST de sequecircncias obtidas das bibliotecas de raiacutezes de cana-de-accediluacutecar COM
QUEIMA e SEM QUEIMA preacutevia agrave colheita utilizando o iniciador GIGA202
Manejo Clone iniciador UTO(1)
Sequecircncia mais similar [Acesso] Similaridade
(2)
SEM QUEIMA
A06 GIGA202 UTO 1 Cladosporium cladosporioides [EU3755231] 96
D07 GIGA202 UTO 3 Monodictys arctica [EU6865191] 95
H06 GIGA202 UTO 4 Penicillium purpurogenum [AF2452571] 97
B08 GIGA202 UTO 4 Penicillium purpurogenum [DQ3659471]] 93
A08 GIGA202 UTO 7 Fusarium oxysporum [EF5903261] 96
A07 GIGA202 UTO 7 Fusarium oxysporum [EF5903261] 95
F07 GIGA202 UTO 7 Fusarium oxysporum [EF5903261] 94
E06 GIGA202 UTO 7 Fusarium oxysporum [EF5903261] 93
F06 GIGA202 UTO 7 Fusarium oxysporum [EF5903261] 93
C07 GIGA202 UTO 7 Fusarium oxysporum [EF5903261] 92
D06 GIGA202 UTO 7 Fusarium oxysporum [EF5903261] 92
B06 GIGA202 UTO 8 Fusarium oxysporum [EF5903261] 90
C06 GIGA202 UTO 9 Fusarium oxysporum [EF5903261] 90
C08 GIGA202 UTO 10 Fusarium oxysporum [EF5903261] 90
E07 GIGA202 UTO 11 Fusarium oxysporum [EF5903261] 91
G06 GIGA202 UTO 12 Monodictys arctica [EU6865191] 87
G07 GIGA202 UTO 13 Fusarium oxysporum [EF5903261] 91
COM QUEIMA
A09 GIGA202 UTO 1 Cladosporium cladosporioides [EU3755231] 97
D09 GIGA202 UTO 3 Monodictys arctica [EU6865191] 99
E10 GIGA202 UTO 3 Phoma sp [EU8264811] 99
F09 GIGA202 UTO 3 Phaeosphaeria nodorum [EU1892131] 99
G09 GIGA202 UTO 3 Phoma sp [EU8264811] 99
B09 GIGA202 UTO 3 Phoma sp [EU8264811] 97
C09 GIGA202 UTO 3 Phoma sp [EU8264811] 96
H08 GIGA202 UTO 3 Phaeosphaeria nodorum [EU1892131] 96
B10 GIGA202 UTO 7 Fusarium oxysporum [EF5903261] 95
G10 GIGA202 UTO 7 Fusarium oxysporum [EF5903261] 94
F08 GIGA202 UTO 7 Fusarium oxysporum [EF5903261] 93
E09 GIGA202 UTO 30 Paraconiothyrium variabile [EU2956531] 95
A10 GIGA202 UTO 31 Monodictys arctica [EU6865191] 89
C10 GIGA202 UTO 32 Penicillium purpurogenum [DQ3659471] 92
E08 GIGA202 UTO 33 Pyrenochaeta nobilis [DQ8982871] 98
F10 GIGA202 UTO 34 Fusarium oxysporum [EF5903261] 94
H09 GIGA202 UTO 35 Monodictys arctica [EU6865191] 95
Os E-values de todas as comparaccedilotildees foram iguais a zero (1)
Unidades Taxonocircmicas Operacionais determinadas pelo programa DOTUR ao niacutevel de 99 de similaridade (2)
Similaridade da sequecircncia ambiental com o respectivo acesso do NCBI dada pela anaacutelise de BLAST
87
Tabela 20 - Anaacutelise do BLAST de sequecircncias obtidas das bibliotecas de raiacutezes de cana-de-accediluacutecar COM
QUEIMA e SEM QUEIMA preacutevia agrave colheita utilizando o iniciador GLOMA690
Manejo Clone iniciador UTO(1)
Sequecircncia mais similar [Acesso] Similaridade
(2) E-value
SEM QUEIMA
A11 GLOMA690 UTO 3 Monodictys arctica [EU6865191] 99 00
B11 GLOMA690 UTO 3 Monodictys arctica [EU6865191] 99 8e-167
B12 GLOMA690 UTO 3 Monodictys arctica [EU6865191] 99 6e-163
D11 GLOMA690 UTO 3 Monodictys arctica [EU6865191] 98 8e-162
F11 GLOMA690 UTO 3 Monodictys arctica [EU6865191] 97 5e-159
A01 GLOMA690 UTO 3 Phoma sp [EU8264811] 97 00
C01 GLOMA690 UTO 3 Phoma sp [EU8264811] 97 00
B01 GLOMA690 UTO 14 Phoma sp [EU8264811] 98 00
A12 GLOMA690 UTO 14 Monodictys arctica [EU6865191] 97 3e-151
E11 GLOMA690 UTO 14 Monodictys arctica [EU6865191] 94 2e-142
C11 GLOMA690 UTO 15 Cryptococcus vishniacii [AB0326571] 99 1e-164
H12 GLOMA690 UTO 16 Monodictys arctica [EU6865191] 98 1e-159
G11 GLOMA690 UTO 16 Monodictys arctica [EU6865191] 97 4e-155
D12 GLOMA690 UTO 16 Monodictys arctica [EU6865191] 96 4e-150
E12 GLOMA690 UTO 17 Cryptococcus aerius [EU8476621] 96 6e-148
F12 GLOMA690 UTO 18 Monodictys arctica [EU6865191] 96 1e-150
G12 GLOMA690 UTO 19 Monodictys arctica [EU6865191] 90 4e-120
H11 GLOMA690 UTO 20 Monodictys arctica [EU6865191] 98 8e-162
D01 GLOMA690 UTO 21 Cryptococcus gastricus [DQ6455131] 97 00
COM QUEIMA
C02 GLOMA690 UTO 3 Phoma medicaginis [EU1675751] 97 00
A03 GLOMA690 UTO 36 Cryptococcus terreus [AB0326491] 97 00
E02 GLOMA690 UTO 36 Cryptococcus terreus [AB0326491] 98 00
B03 GLOMA690 UTO 36 Cryptococcus terreus [AB0326491] 96 00
B02 GLOMA690 UTO 37 Cryptococcus terreus [AB0326491] 93 00
D03 GLOMA690 UTO 38 Dothidotthia aspera [EU6732281] 88 1e-139
E01 GLOMA690 UTO 39 Phoma sp [EU8264811] 93 00
E03 GLOMA690 UTO 40 Phoma sp [EU8264811] 92 00
F01 GLOMA690 UTO 41 Cryptococcus terreus [AB0326491] 93 00
G02 GLOMA690 UTO 42 Phoma sp [EU8264811] 97 00
H02 GLOMA690 UTO 43 Phoma sp [EU8264811] 97 00
(1) Unidades Taxonocircmicas Operacionais determinadas pelo programa DOTUR ao niacutevel de 99 de similaridade
(2) Similaridade da sequecircncia ambiental com o respectivo acesso do NCBI dada pela anaacutelise de BLAST
88
Tabela 21 - Anaacutelise do BLAST de sequecircncias obtidas das bibliotecas de raiacutezes de cana-de-accediluacutecar COM
QUEIMA e SEM QUEIMA preacutevia agrave colheita utilizando o iniciador GLOMB673
Manejo Clone iniciador UTO(1)
Sequecircncia mais similar [Acesso] Similaridade
(2) e-value
SEM QUEIMA
A05 GLOMB673 UTO 3 Monodictys arctica [EU6865191] 99 00
A06 GLOMB673 UTO 3 Phoma sp [EU8264811] 99 00
D06 GLOMB673 UTO 3 Phoma sp [EU8264811] 99 00
B05 GLOMB673 UTO 3 Phoma sp [EU8264811] 98 00
E04 GLOMB673 UTO 3 Monodictys arctica [EU6865191] 98 00
B04 GLOMB673 UTO 3 Phoma sp [EU8264811] 97 00
C06 GLOMB673 UTO 3 Leptosphaeria doliolum [U434571] 97 00
D05 GLOMB673 UTO 3 Monodictys arctica [EU6865191] 96 00
D04 GLOMB673 UTO 16 Phoma sp [EU8264811] 98 00
A04 GLOMB673 UTO 22 Phoma medicaginis [EU1675751] 92 7e-156
C04 GLOMB673 UTO 23 Monodictys arctica [EU6865191] 98 00
F04 GLOMB673 UTO 24 Rhytidhysteron rufulum [AF2014521] 95 00
F05 GLOMB673 UTO 25 Monodictys arctica [EU6865191] 94 00
G05 GLOMB673 UTO 26 Pleosporales [FJ1768441] 99 00
H05 GLOMB673 UTO 27 Phoma sp [EU8264811] 96 00
COM QUEIMA
G08 GLOMB673 UTO 3 Phoma sp [EU8264811] 99 00
C08 GLOMB673 UTO 3 Phoma sp [EU8264811] 97 00
C07 GLOMB673 UTO 16 Monodictys arctica [EU6865191] 98 00
G07 GLOMB673 UTO 16 Monodictys arctica [EU6865191] 96 00
A07 GLOMB673 UTO 23 Monodictys arctica [EU6865191] 99 00
D07 GLOMB673 UTO 23 Phoma sp [EU8264811] 98 00
B07 GLOMB673 UTO 34 Trichocladium asperum [EU2636131] 94 00
E06 GLOMB673 UTO 34 Trichocladium asperum [EU2636131] 94 3e-174
F06 GLOMB673 UTO 35 Phoma sp [EU8264811] 99 00
A08 GLOMB673 UTO 39 Phoma sp [EU8264811] 99 00
E07 GLOMB673 UTO 44 Dothidotthia aspera [EU6732251] 90 1e-162
F07 GLOMB673 UTO 45 Monodictys arctica [EU6865191] 91 2e-180
F08 GLOMB673 UTO 46 Phoma sp [EU8264811] 90 8e-170
G06 GLOMB673 UTO 47 Coniothyrium palmarum [AY6425141] 95 00
H06 GLOMB673 UTO 48 Pleosporales sp [FJ1768441] 92 2e-161
H08 GLOMB673 UTO 49 Phoma sp [EU8264811] 97 00
(1) Unidades Taxonocircmicas Operacionais determinadas pelo programa DOTUR ao niacutevel de 99 de similaridade
(2) Similaridade da sequecircncia ambiental com o respectivo acesso do NCBI dada pela anaacutelise de BLAST
89
Figura 25 ndash Relaccedilotildees filogeneacuteticas entre as sequecircncias do rDNA 18S obtidas de raiacutezes de cana-de-accediluacutecar
utilizando o iniciador ACAU220 e sequecircncias de fungos determinadas usando neighbor joining
Nuacutemeros sobre os ramos indicam a percentagem de 1000 repeticcedilotildees da anaacutelise de bootstrap O
comprimento da barra representa duas substituiccedilotildees a cada 100 nucleotiacutedeos As sequecircncias do
tratamento SEM QUEIMA estatildeo grafadas em preto e negrito e as do tratamento COM QUEIMA
estatildeo em vermelho e negrito
90
Figura 26 ndash Relaccedilotildees filogeneacuteticas entre as sequecircncias do rDNA 18S obtidas de raiacutezes de cana-de-accediluacutecar
utilizando o iniciador GIGA202 e sequecircncias de fungos determinadas usando neighbor joining
Nuacutemeros sobre os ramos indicam a percentagem de 1000 repeticcedilotildees da anaacutelise de bootstrap O
comprimento da barra representa duas substituiccedilotildees a cada 100 nucleotiacutedeos As sequecircncias do
tratamento SEM QUEIMA estatildeo grafadas em preto e negrito e as do tratamento COM QUEIMA
estatildeo em vermelho e negrito
91
Figura 27 ndash Relaccedilotildees filogeneacuteticas entre as sequecircncias do rDNA 18S obtidas de raiacutezes de cana-de-accediluacutecar
utilizando o iniciador GLOMA690 e sequecircncias de fungos determinadas usando neighbor joining
Nuacutemeros sobre os ramos indicam a percentagem de 1000 repeticcedilotildees da anaacutelise de bootstrap O
comprimento da barra representa duas substituiccedilotildees a cada 100 nucleotiacutedeos As sequecircncias do
tratamento SEM QUEIMA estatildeo grafadas em preto e negrito e as do tratamento COM QUEIMA
estatildeo em vermelho e negrito
92
Figura 28 ndash Relaccedilotildees filogeneacuteticas entre as sequecircncias do rDNA 18S obtidas de raiacutezes de cana-de-accediluacutecar
utilizando o iniciador GLOMB673 e sequecircncias de fungos determinadas usando neighbor joining
Nuacutemeros sobre os ramos indicam a percentagem de 1000 repeticcedilotildees da anaacutelise de bootstrap O
comprimento da barra representa duas substituiccedilotildees a cada 100 nucleotiacutedeos As sequecircncias do
tratamento SEM QUEIMA estatildeo grafadas em preto e negrito e as do tratamento COM QUEIMA
estatildeo em vermelho e negrito
93
Figura 29 ndash Curvas de rarefaccedilatildeo para bibliotecas de clones do gene rRNA 18S obtidas usando os iniciadores
FMAs grupo-especiacuteficos em amostras DNA de raiacutezes de cana-de-accediluacutecar sob tratamento SEM
QUEIMA e COM QUEIMA A curva de rarefaccedilatildeo foi gerada com o programa DOTUR (SCHLOSS
HANDELSMAN 2005) utilizando o niacutevel de 99 de similaridade
94
Tabela 22 - Estimativas de UTOs iacutendices de diversidade e cobertura de amostragem calculadas a partir de bibliotecas de rDNA 18S
de fungos associados a raiacutezes de cana-de-accediluacutecar com ou SEM QUEIMA preacutevia agrave colheita utilizando os iniciadores
ACAU220 GIGA202 GLOMA690 e GLOMB673
Valores entre parecircnteses representam o intervalo com 95 de confianccedila NS ndash nuacutemero de sequecircncias NU ndash nuacutemero de UTOs a
Estimador de maacutexima
semelhanccedila b ndash Reciacuteproco do iacutendice de Simpson
c ndash Estimativa de Cobertura da Amostragem Distacircncia evolutiva usada para as estimativas foi 001
Comunidade NS NU Estimativa de riquezas de UTOs Iacutendices de diversidade
ECAc
ACE-1 Chao1
Shannona
1Da b
SEM QUEIMA 67 26 1777 (621 6645)
2160 (1066 4738)d
2544 (2242 2845) 679 (447 1412) 0701
COM QUEIMA 58 28 1080 (511 3057) 641( 391 1457) 2808 (2520 3096) 904 (631 1953) 0683
Todas as sequecircncias 125 49 2130(1077 5072)
2650(1145 7616) 3134 (2898 3370) 1083 (715 2232) 0712
95
Figura 30 - Anaacutelise de LIBSHUFF de comunidade de fungos associado agraves raiacutezes de cana-de-accediluacutecar sob dois manejos de colheita utilizando o conjunto de
iniciadores desenhados ACAU220 GIGA202 GLOMA690 e GLOMB673 A manejo SEM QUEIMA (homoacutelogo) x manejo COM QUEIMA B
manejo COM QUEIMA (homoacutelogo) x manejo SEM QUEIMA As comunidades satildeo diferentes significativamente com P lt 005 A distribuiccedilatildeo de
(Cy-Cyx)2 como uma funccedilatildeo de D indica a diferenccedila entre as duas comunidades
B A
96
Os estudos de comunidades de FMAs satildeo importantes devido aos efeitos das MAs para as
plantas e para os ecossistemas terrestres (HEIJDEN et al 1998) Poreacutem a principal dificuldade
nas investigaccedilotildees do ciclo de vida da filogenia organizaccedilatildeo geneacutetica dinacircmica e estrutura das
comunidades dos FMAs eacute o seu biotrofismo obrigatoacuterio As abordagens moleculares
principalmente a caracterizaccedilatildeo de genes do rRNA tecircm contribuido para a elucidaccedilatildeo da
ecologia dos FMAs Esses genes satildeo muito utilizados por suas caracteriacutesticas evolutivas as quais
permitem a investigaccedilatildeo em diferentes niacuteveis de resoluccedilatildeo filogeneacutetica (HILLIS DIXON 1991)
Aleacutem disso eacute um gene que ocorre em muacuteltiplas coacutepias no genoma sendo a sua detecccedilatildeo mais
faacutecil em relaccedilatildeo a outros genes Segundo Oumlpik et al (2006) de 26 trabalhos 23 investigaram
comunidade de FMAs utilizando o gene rRNA 18S 7 investigaram regiotildees ITS e 4 avaliaram o
gene rRNA 28S sendo que alguns dos trabalhos utilizaram mais de um locus gecircnico
O desenho de novos iniciadores para a amplificaccedilatildeo de DNA dos organismos pertencentes
ao filo Glomeromycota eacute importante para evitar o vieacutes causado pelo uso do tradicional iniciador
AM1 (HELGASON 1998) Esse iniciador tem sido usado em inuacutemeros estudos de comunidades
de FMAs em campo (OumlPIK et al 2006) no entanto ele natildeo amplifica o DNA dos grupos basais
de Glomeromycota como Archaeosporales (REDECKER 2000 SANTOS FINLAY TEHLER
2006 SANTOS-GONZAacuteLEZ et al 2007) Aleacutem disso o iniciador AM1 pode amplificar
sequecircncias de fungos natildeo-micorriacutezicos arbusculares (DOUHAN et al 2005) Jaacute o emprego de
iniciadores especiacuteficos para fungos em geral pode natildeo cobrir toda a comunidade fuacutengica e dessa
forma natildeo refletir a comunidade de FMAs da amostra ou natildeo identificar sequer uma sequecircncia
de fungo do filo Glomeromycota (Tabela 14 e Figura 21) Por essa razatildeo o desenho de
iniciadores especiacuteficos para os principais grupos de Glomeromycota eacute de suma importacircncia
Mesmo com a colonizaccedilatildeo micorriacutezica variando de 30 a 52 natildeo foi possiacutevel a
detecccedilatildeo de FMAs nas raiacutezes utilizando-se as trecircs abordagens (1) aplicaccedilatildeo do iniciador AM1
(2) iniciador F1Ra especiacutefico para fungos em geral e (3) uso dos iniciadores aqui desenhados A
ausecircncia de sequecircncias clonadas que fossem mais similares agraves sequecircncias de Glomeromycota
mesmo utilizando iniciadores especiacuteficos e funcionais em amostras de casa-de-vegetaccedilatildeo e em
amostras de campo (raiacutezes da pradaria Konza) pode indicar um ambiente com uma comunidade
fuacutengica diversa e complexa nas raiacutezes de cana-de-accediluacutecar do campo Com os iniciadores
desenhados neste estudo houve um maior nuacutemero de UTOs detectadas em relaccedilatildeo aos
iniciadores AM1 ou F1Ra O nuacutemero de 49 UTOs sequenciadas e 265 UTOs estimadas somente
97
nas raiacutezes da cana-de-accediluacutecar (Tabela 22) indicam alta diversidade fuacutengica em relaccedilatildeo agrave outros
ambientes Waldrop et al (2006) avaliaram a diversidade de fungos do solo empregando-se o
par de iniciadores ITS1F e ITS4 e o sequenciamento dos clones provenientes de amostras de
aacutereas com diferentes nuacutemeros de espeacutecies vegetais no estado de Minnesota EUA Esses autores
obtiveram um total de 149 UTOs de fungos do solo em 7 diferentes tratamentos com um nuacutemero
maacuteximo de 40 UTOs quando se sequenciaram 72 clones de um tratamento Mas esses resultados
foram obtidos de amostras de DNA extraiacutedo do solo o qual geralmente apresenta maior
diversidade fuacutengica do que aquela associada agraves raiacutezes Neubert et al (2006) avaliaram a estrutura
da comunidade de fungos nos diferentes oacutergatildeos de caniccedilo e verificaram que as raiacutezes satildeo os
oacutergatildeos com maior diversidade A alta diversidade poderia ser a causa do vieacutes na amplificaccedilatildeo nos
experimentos deste trabalho no entanto Vandenkoornhuyse et al (2002) estudaram a
diversidade de fungos em raiacutezes da Poaceae Arrhenatherum elatius com o uso de iniciadores
especiacuteficos para fungos em geral e encontraram 49 filotipos sendo 3 relacionados agrave
Glomeromycota Husband et al (2002) amplificaram o DNA de FMAs de raiacutezes de floresta
tropical do Panamaacute empregando os iniciadores NS31 e AM1 e mostram que a
ldquohiperdiversidaderdquo pode natildeo ser a explicaccedilatildeo para o problema
Por outro lado considerando que quanto maior a diversidade vegetal maior o nuacutemero de
nichos e portanto maior a diversidade de fungos (LODGE 1997) a diversidade em raiacutezes de
uma lavoura de cana-de-accediluacutecar natildeo seria alta ao ponto de mascarar a presenccedila de FMAs Em
aacutereas de monocultura como as de cana-de-accediluacutecar haveria uma dominacircncia de um pequeno grupo
de fungos resultando em amostras de DNA com prevalecircncia desses organismos os quais se
sobrepujariam em relaccedilatildeo aos FMAs nas amostras de DNA total Como foi mostrado pelo
sequenciamento de clones do gene rRNA 18S e anaacutelise pelo DOTUR aproximadamente 60
das sequecircncias pertencem a apenas seis UTOs de um total de 49 UTOs Desse modo pode haver
uma razatildeo DNA alvo DNA natildeo-alvo desfavoraacutevel agrave amplificaccedilatildeo especiacutefica
Considerando que os iniciadores desenhados obtiveram resultados positivos nos testes in
silico e em amostras controle de casa-de-vegetaccedilatildeo eacute possiacutevel que o problema resida nas
condiccedilotildees suboacutetimas de PCR Assim paracircmetros como temperatura de pareamento dos
iniciadores concentraccedilotildees de cloreto de magneacutesio e diluiccedilatildeo da primeira PCR podem estar em
niacuteveis natildeo ideais Os testes para esses e outros paracircmetros tais como presenccedila ou ausecircncia de
BSA ou DMSO (Dimetil Sulfoacutexido) foram feitos nas amostras controle provindas de casa-de-
98
vegetaccedilatildeo e natildeo nas raiacutezes de cana-de-accediluacutecar do campo Eacute possiacutevel que as amplificaccedilotildees
inespeciacuteficas com o emprego dos iniciadores desenhados usando DNA de raiacutezes de cana-de-
accediluacutecar poderiam ser evitadas com a otimizaccedilatildeo das condiccedilotildees de PCR O BSA eacute um adjuvante
que pode aumentar a eficiecircncia da amplificaccedilatildeo O DMSO eacute um agente desnaturante que inibe
formaccedilatildeo de estruturas secundaacuterias e eacute utilizado para melhorar a eficiecircncia e a especificidade de
amplificaccedilatildeo (KITADE et al 2003) Entretanto o problema pode ter mais de uma origem em
razatildeo de o emprego dos iniciadores Glomus grupo A (GLOMA189 e GLOMA690) em raiacutezes da
pradaria Konza resultar em amplicons especiacuteficos e em ausecircncia de sequecircncias natildeo-alvo (Figuras
14 e 15) Esses resultados nos mostra que haacute um problema especiacutefico com as amostras de raiacutezes
de cana-de-accediluacutecar onde pode haver um inibidor natildeo universal uma vez que a siacutentese de
amplicons apesar de serem inespeciacuteficos ocorre Um possiacutevel fator para a natildeo detecccedilatildeo de
FMAs nas raiacutezes eacute a incapacidade do meacutetodo de extraccedilatildeo de homogeneizar completamente o
tecido vegetal o que deixaria as hifas dos FMAs protegidas ou ligadas aos tecidos da cana-de-
accediluacutecar Essa proteccedilatildeo diminuiria a eficiecircncia da extraccedilatildeo do DNA de FMAs nas amostras de
raiacutezes de cana-de-accediluacutecar
Esses problemas podem contribuir para a amplificaccedilatildeo do DNA de determinados fungos
em funccedilatildeo do ambiente Esse vieacutes jaacute foi constatado em outros trabalhos (ANDERSON et al
2003 JUMPPONEN 2007) e pode ser decorrecircncia do fato de os iniciadores terem sido
desenhados com base em sequecircncias de espeacutecimes mantidas em coleccedilotildees de culturas e em
laboratoacuterios e natildeo em sequecircncias de organismos que ocorrem naturalmente no campo Uma vez
que os FMAs satildeo simbiotroacuteficos obrigatoacuterios a obtenccedilatildeo desse tipo de sequecircncia eacute dificultada
Assim a inespecificidade dos iniciadores pode ter origem na baixa relaccedilatildeo DNA alvo
DNA natildeo-alvo nas condiccedilotildees suboacutetimas de PCR ou em problemas inerentes agraves amostras ou ao
meacutetodo de extraccedilatildeo de DNA de raiacutezes de cana-de-accediluacutecar A soluccedilatildeo para a validaccedilatildeo dos
iniciadores especiacuteficos e para o acesso agrave comunidade de Glomeromycota nas raiacutezes de cana-de-
accediluacutecar pode ser alcanccedilada por meio de experimentos para se testar esses paracircmentros Outro
ponto a ser observado eacute que eacute preciso ser cauteloso para conclusotildees tiradas sobre comunidades de
FMAs quando se emprega o par de iniciadores NS31 e AM1 sem o uso do sequenciamento como
nas anaacutelises de T-RFLP e DGGE Os resultados podem natildeo refletir a real da comunidade de
FMAs nas amostras
99
Apesar de a detecccedilatildeo de FMAs natildeo ser possiacutevel as sequecircncias obtidas satildeo informativas
quanto ao que ocorre com a estrutura da comunidade fuacutengica nas raiacutezes A alta frequecircncia de
sequecircncias de Ascomycota nas bibliotecas obtidas com os iniciadores F1Ra (especiacutefico para
fungos) AM1 (especiacutefico para FMAs) e os especiacuteficos para grupos de FMAs ACAU220
GIGA202 GLOMA690 e GLOMB673 indicam uma dominacircncia de fungos desse filo nas raiacutezes
de cana-de-accediluacutecar
Com o emprego do iniciador F1Ra foi estimada uma riqueza de ateacute 51 UTOs (Tabela 15)
e do AM1 uma riqueza de ateacute 65 UTOs (Tabela 17) em duas amostras de cana-de-accediluacutecar sob
manejo SEM QUEIMA e COM QUEIMA A razatildeo para a diferenccedila eacute que o iniciador F1Ra eacute
universal para Fungi enquanto o segundo eacute especiacutefico para um grupo de fungos No entanto com
o uso dos iniciadores grupo-especiacuteficos aqui desenhados foi estimada uma riqueza de ateacute 265
UTOs nas 36 amostras de raiacutezes de cana-de-accediluacutecar Com relaccedilatildeo agrave estrutura da comunidade
fuacutengica o uso dos iniciadores F1Ra ou AM1 e dos iniciadores especiacuteficos aqui desenhados
indicam diferenccedilas entre as comunidades fuacutengicas nos tratamento SEM QUEIMA e COM
QUEIMA pela anaacutelise de Libshuff Esses resultados podem indicar que o uso de apenas um par
de iniciadores mesmo universal para fungos e poucas repeticcedilotildees de amostras pode resultar em
baixa cobertura de amostragem da comunidade fuacutengica
Os iacutendices estimados de riqueza e de diversidade de UTOs com o uso dos iniciadores
especiacuteficos para fungos FMAs e FMAs grupo-especiacutefico natildeo foram diferentes entre os dois
manejos de colheita sugerindo que a comunidade fuacutengica natildeo eacute afetada em nuacutemero e diversidade
de organismos pelo sistema de colheita adotado pelo menos na eacutepoca avaliada Isso pode ser
explicado pelo pouco tempo de manejo SEM QUEIMA em que o teor de C no solo ainda natildeo foi
alterado (Tabela 7) indicando que a deposiccedilatildeo de palha sobre o solo ainda natildeo afeta
significativamente as propriedades quiacutemicas e bioloacutegicas do solo
100
3 CONCLUSOtildeES
A abundacircncia riqueza e diversidade de FMAs determinadas com base na presenccedila de
esporos assexuais no solo natildeo diferiu entre os tratamentos SEM QUEIMA e COM QUEIMA
preacutevia agrave colheita nem entre as variedades de cana-de-accediluacutecar e na interaccedilatildeo dos fatores Manejo de
Colheita e Variedades de cana-de-accediluacutecar
O manejo de colheita SEM QUEIMA preacutevia estimulou a colonizaccedilatildeo micorriacutezica
arbuscular em cana-de-accediluacutecar em relaccedilatildeo ao manejo com colheita COM QUEIMA preacutevia logo
apoacutes a primeira colheita
O uso de iniciadores especiacuteficos para fungos em geral (Reino Fungi) do iniciador AM1 e
dos iniciadores especiacuteficos para grupos de FMAs natildeo permitiu a detecccedilatildeo de FMAs nas raiacutezes de
cana-de-accediluacutecar
Os iacutendices de riqueza e diversidade e a estrutura da comunidade fuacutengica associados agraves
raiacutezes de cana-de-accediluacutecar determinados por meio dos dados de sequenciamento do gene rRNA
18S natildeo diferiram entre os manejos de colheita SEM QUEIMA e COM QUEIMA preacutevia
O manejo da cana-de-accediluacutecar e colheita COM QUEIMA preacutevia agrave colheita alterou a
estrutura da comunidade fuacutengica associada agraves raiacutezes logo apoacutes a primeira colheita
101
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CDD 63361 A994c
ldquoPermitida a coacutepia total ou parcial deste documento desde que citada a fonte ndash O autorrdquo
3
DEDICO
A Deus
Aos meus pais Marlene e Erasmo aos meus irmatildeo Mateus Ana Julia e Maria Luiza
Aos meus avoacutes tios e tias
Pelo apoio e incentivos recebidos sendo essenciais para essa etapa de minha vida
4
AGRADECIMENTOS
Eu gostaria de agradecer ao CNPq pela bolsa no iniacutecio do Curso agrave FAPESP pela bolsa
concedida no restante do curso e agrave CAPES pela concessatildeo da bolsa de estudo para estaacutegio no
exterior por 5 meses
Ao Prof Dr Maacutercio Rodrigues Lambais pela orientaccedilatildeo e incentivo ao longo do curso
Ao Dr Prof Ari Jumpponen (Kansas State University Manhattan KS USA) por ter me
acolhido e me recebido nos EUA pela amizade pela sua constante confianccedila em nosso trabalho e
pelo seu incentivo agrave vida profissional
Ao Dr Prof Sidney Luiz Stuumlrmer por ter realizado o aacuterduo trabalho de identificaccedilatildeo dos
esporos de FMAs parte essencial desse trabalho
Ao Dr Prof Francisco de Sousa por disposiccedilatildeo em ajudar com discussotildees e
esclarecimentos sobre os trabalhos pela internet
Agrave Prof Dra Elke JBN Cardoso pela concessatildeo do material do laboratoacuterio de
Microbiologia do Solo e material da Coleccedilatildeo de FMAs aleacutem do constante apoio disposiccedilatildeo para
atender aos alunos e pela confianccedila depositada em mim
Agrave parte essencial de minha vida portanto desse trabalho tambeacutem
Meu Pai Erasmo minha Matildee Marlene meus irmatildeos Mateus Ana Julia e Maria Luiza aos
meus avoacutes Florinda Naziozeno (in memorian) e Quiteacuteria aos meus tios Maria Elena Malu
Ismael (in memorian) Raquel Israel e Maria Aparecida que sempre me incentivaram
acreditando e investindo em mim
Agradeccedilo especialmente agrave Simone por sua confianccedila apoio paciecircncia e por sua
companhia e incentivo
Aos teacutecnicos dos laboratoacuterios de Microbiologia Luis Fernado Baldesin Wladimir
Rosignolo e especialmente agrave Denise de Lourdes C Mescolotti pela ajuda nos experimentos em
laboratoacuterio
Ao Dr Joseacute Pereira Silva Juacutenior pela amizade esclarecimentos e ajuda na elaboraccedilatildeo do
projeto
Aos colegas e amigos durante a jornada de doutorado Adriano Lucheta Alessandra de
Paula Alexandre Martines Andreacute Nakatani Carolina Baretta Christie Monteiro Daniel
Lammel Daniele Takahashi Denise Santos Dilmar Baretta Eduardo Armas Elaine Malosso
5
Flaacutevio Alves Flaacutevio de Paula Gisele Lopes Giselle Gomes Heacutelio Jackson Lange Juliano Cury
Karina Cenciani Luiz Fernando Romanholo Magnus Marcela Arnaldo Maacutercio Morais Pablo
Hardoim Rafael Armas Rafael Leal Rafaela Robinson Moresca Simatildeo Lindoso Sandra
Soraya Kiriachek Winston todos estagiaacuterios e demais amigos natildeo mencionados aqui
Aos amigos que encontrei e que me acolheram em Manhattan Adelaide Altair Ana
Anand Daniel Dave David Fellipe Flaacutevia German Greg Keerthi Lia Leila Lorena Maria
Michael Nicolas Renata Thais William
6
SUMAacuteRIO
RESUMO 8
ABSTRACT 9
1 INTRODUCcedilAtildeO 10
2 DESENVOLVIMENTO 12
21 Revisatildeo bibliograacutefica 12
211 Micorrizas Arbusculares 12
212 Estudo de comunidades de fungos micorriacutezicos arbusculares 13
213 Taxonomia e identificaccedilatildeo molecular de fungos micorriacutezicos arbusculares 16
22 Material e meacutetodos 19
221 Comparaccedilatildeo dos meacutetodos de extraccedilatildeo de DNA das raiacutezes 19
222 Amplificaccedilatildeo do gene rRNA 18S de grupos especiacuteficos de FMAs 24
223 Estrutura da comunidade de FMAs em raiacutezes e solo rizosfeacuterico de cana-de-accediluacutecar sob
diferentes manejos de colheita 27
2231 Anaacutelises quiacutemicas do solo 28
2232 Extraccedilatildeo de esporos de FMAs do solo 29
2233 Colonizaccedilatildeo micorriacutezica intrarradicular 29
2234 Anaacutelise do gene rRNA 18S fuacutengico em raiacutezes de cana-de-accediluacutecar 30
22341 Amplificaccedilatildeo do gene rRNA 18S de fungos gerais e FMAs 30
22342 Amplificaccedilatildeo do gene rRNA 18S de grupos especiacuteficos de FMAs em cana-de-accediluacutecar 31
22343 Purificaccedilatildeo dos amplicons 32
22344 Clonagem dos amplicons do gene rRNA 18S 33
22345 Extraccedilatildeo do DNA plasmidial 33
7
22346 Sequenciamento dos clones do gene rRNA 18S 34
22347 Anaacutelise de sequecircncias do gene rRNA 18S 35
23 Resultados e Discussatildeo 36
231 Comparaccedilatildeo dos meacutetodos de extraccedilatildeo de DNA das raiacutezes 36
232 Desenho e validaccedilatildeo de iniciadores especiacuteficos para grupos de FMAs 41
233 Estrutura da comunidade de FMAs em raiacutezes e solo rizosfeacuterico de cana-de-accediluacutecar sob
diferentes manejos de colheita 56
2331 Atributos quiacutemicos do solo 56
2332 Produtividade da cana-de-accediluacutecar 59
2333 Fungos micorriacutezicos arbusculares no solo 60
2334 Colonizaccedilatildeo micorriacutezica intrarradicular 70
2335 Anaacutelise do gene rRNA 18S amplificado com os iniciadores NS7e F1Ra em raiacutezes de
cana-de-accediluacutecar 73
2336 Anaacutelise do gene rRNA 18S amplificado com os iniciadores NS31 e AM1 em raiacutezes de
cana-de-accediluacutecar 78
2337 Anaacutelise do gene rRNA 18S amplificado com os iniciadores especiacuteficos para grupos de
FMAs em raiacutezes de cana-de-accediluacutecar 83
3 CONCLUSOtildeES 100
REFEREcircNCIAS 101
8
RESUMO
Comunidades de fungos micorriacutezicos arbusculares no solo e raiacutezes de cana-de-accediluacutecar
Os fungos micorriacutezicos arbusculares (FMAs filo Glomeromycota) formam associaccedilotildees
simbioacuteticas com a maioria das plantas vasculares Normalmente as hifas dos FMAs crescem no
solo e colonizam o interior das raiacutezes No entanto natildeo se sabe se as espeacutecies mais abundantes
detectadas no solo por meio da identificaccedilatildeo com base na morfologia dos esporos assexuais satildeo
tambeacutem as mais abundantes no interior das raiacutezes devido agraves dificuldades para a identificaccedilatildeo dos
FMAs com base nas estruturas intrarradiculares Assim o objetivo do presente trabalho foi
avaliar a estrutura da comunidade de FMAs em cana-de-accediluacutecar sob dois manejos de colheita por
meio da identificaccedilatildeo das espeacutecies que estatildeo no solo na forma de esporos assexuais e aquelas que
estatildeo nas raiacutezes usando o sequenciamento de clones do gene rRNA 18S Amostras de solo e
raiacutezes de cana-de-accediluacutecar de trecircs variedades e dois manejos de colheita SEM QUEIMA preacutevia e
COM QUEIMA preacutevia agrave colheita foram coletadas em um experimento localizado no municiacutepio
de Novo Horizonte SP Foram utilizadas trecircs abordagens para a identificaccedilatildeo dos FMAs no
interior das raiacutezes emprego de (1) iniciador especiacutefico para fungos em geral (2) iniciador
especiacutefico para FMAs e (3) iniciadores especiacuteficos para grupos de FMAs O nuacutemero de esporos
por 50 g de solo a riqueza de espeacutecies observada e estimada e a diversidade de esporos natildeo
diferiram significativamente entre os manejos SEM QUEIMA e COM QUEIMA Efeitos
significativos de variedades de cana-de-accediluacutecar ou na interaccedilatildeo dos fatores manejo e variedade
natildeo foram observados A anaacutelise de ordenaccedilatildeo com base nos esporos identificados tambeacutem natildeo
indicou separaccedilatildeo das amostras em funccedilatildeo dos tratamentos Entretanto plantas do tratamento sob
manejo SEM QUEIMA apresentaram as maiores taxas de colonizaccedilatildeo micorriacutezica arbuscular
quando comparadas agraves plantas do tratamento sob manejo COM QUEIMA Esses dados indicam
que a taxa de colonizaccedilatildeo micorriacutezica arbuscular eacute um indicador mais sensiacutevel agrave mudanccedila de
manejo de colheita da cana-de-accediluacutecar do que os outros indicadores avaliados Apoacutes a extraccedilatildeo de
DNA das raiacutezes o uso dos iniciadores especiacuteficos para fungos em geral para FMAs e iniciadores
especiacuteficos para grupo de FMAs natildeo resultou em sequecircncias de Glomeromycota Mesmo assim a
comunidade de fungos associados agraves raiacutezes detectada por sequenciamento do gene rRNA 18S foi
avaliada Os resultados indicam que a estrutra da comunidade fuacutengica associada agraves raiacutezes de
cana-de-accediluacutecar diferiu significativamente entre os manejos de colheita SEM QUEIMA e COM
QUEIMA preacutevia apesar de natildeo haver diferenccedilas na riqueza e iacutendices de diversidade de unidades
taxonocircmicas operacionais observadas Em geral estudos adicionais devem ser feitos para
otimizar as condiccedilotildees para amplificaccedilatildeo do gene rRNA 18S de FMAs para melhor entender a
ecologia dos mesmos
Palavras-chave Micorriza arbuscular rRNA18S Ecologia Fungos
9
ABSTRACT
Arbuscular mycorrhizal fungi communities in soil and sugarcane roots
Arbuscular mycorrhizal fungi (AMF Glomeromycota) form mutualistic symbioses with
most land plants AMF hypha generally grow through the soil and colonize the cortical tissue of
the plant roots However it is not known whether the most abundant species in the soil
determined based on the morphology of asexual spores are the most abundant inside the roots
due the difficulties in identifying AMF based on intraradical structures Therefore the aim of this
study was to evaluate the AMF community structure in sugarcane rhizosphere and roots under
two harvesting managements based on spores in the soil and sequencing of 18S rRNA gene
clones respectively Sugarcane rhizosphere soil and roots were sampled from three varieties
under two harvesting managements without pre-harvesting burning and with pre-harvesting
burning at an experimental field located in Novo Horizonte (Satildeo Paulo Brazil) Three
approaches were used to identify AMF inside the roots (1) using fungi-specific primers (2)
using AMF-specific primers and (3) using AMF group-specific primers The number of spores in
the soil the observed and estimated species richness and the diversity of AMF spores in the
treatments without and with pre-harvesting burning were not statistically different Statistically
significant effects of sugarcane varieties or the interaction of the factors Harvesting Management
and Varieties were not observed Ordination analysis based on the identified spores did not show
clustering by treatments However intraradical root colonization rates were higher in the
treatment without pre-harvesting burning as compared to the treatment with pre-harvesting
burning These data indicate that intraradical colonization rate may be used as a more sensitive
indicator of environmental changes due to harvesting management as compared to the other
indicators evaluated The use of fungi-specific AMF-specific and AMF group-specific primers
did not allow the detection of Glomeromycota in the sugarcane roots sampled from the field
experiment Nonetheless the fungal communities associated with sugarcane roots detected by
18S rRNA gene clone sequencing were evaluated The results indicate that the fungal
communities associated with sugarcane roots from the treatments without and with pre-harvesting
burning were statistically different even though no differences in operational taxonomic unit
richness and diversity indices were observed In general additional studies are necessary to
optimize AMF 18S rRNA gene amplification for a better understanding of their ecology
Keywords Arbuscular mycorrhiza 18S rRNA Ecology Fungi
10
1 INTRODUCcedilAtildeO
Os fungos micorriacutezicos arbusculares (FMAs) formam associaccedilotildees simbioacuteticas com a
maioria das plantas vasculares terrestres (SMITH READ 1997) incluindo algumas de
importacircncia econocircmica para o homem (OrsquoCONNOR SMITH SMITH 2002) A associaccedilatildeo
micorriacutezica geralmente propicia melhor desenvolvimento vegetal devido ao aumento de absorccedilatildeo
de aacutegua e nutrientes principalmente foacutesforo (P) pelas hifas do FMA O fungo recebe em troca
fotoassimilados e fatores de crescimento necessaacuterios para completar o seu ciclo de vida (SMITH
BARKER 2002)
Entre as plantas que formam micorrizas arbusculares estaacute a cana-de-accediluacutecar uma cultura
de grande importacircncia econocircmica no Brasil (MAPA 2008) A expansatildeo das aacutereas cultivadas com
cana-de-accediluacutecar tem sido incentivada pelo interesse na produccedilatildeo de aacutelcool para uso como
combustiacutevel alternativo Previamente agrave colheita parte dessa aacuterea cultivada eacute queimada podendo
contribuir para o aumento de gases poluentes e responsaacuteveis pelo efeito estufa Assim a praacutetica
de colheita da cana-de-accediluacutecar sem queima vem ganhando interesse por causar menores impactos
ambientais No entanto os efeitos dessa alteraccedilatildeo do manejo da cultura de cana-de-accediluacutecar sobre a
microbiota dos solos satildeo poucos conhecidos
O uso da microbiota edaacutefica como indicador de impactos ambientais tem sido
extensivamente discutidos (NIELSEN WINDING 2002 LAMBAIS et al 2005 BUNEMANN
SCHWENKE GD VAN ZWIETEN 2006 FLIEszligBACH et al 2007 FRANCHINI et al
2007) Nesse contexto alteraccedilotildees na estrutura da comunidade de FMAs poderiam ser indicadores
de estresses ambientais No entanto para o eficiente uso dos FMAs como indicadores de
estresses ambientais eacute necessaacuterio identificar as espeacutecies presentes no ecossistema tanto em
associaccedilatildeo com o vegetal como no solo A identificaccedilatildeo dos FMAs eacute normalmente feita com base
na morfologia dos esporos pois as estruturas intrarradiculares de diferentes espeacutecies natildeo podem
ser diferenciadas morfologicamente O uso de teacutecnicas moleculares eacute uma alternativa para
superar essas dificuldades e viabilizar o estudo da ecologia dos FMAs Para a investigaccedilatildeo de
comunidades de FMAs iniciadores especiacuteficos para amplificar fragmentos do gene rRNA eou
espaccedilos intergecircnicos tecircm sido usados (HIJRI et al 2006 SANTOS-GONZAacuteLEZ FINLAY
TEHLER 2007 LEE LEE YOUNG 2008)
Entretanto a amplificaccedilatildeo de fragmentos do gene rRNA 18S de FMAs por PCR (Reaccedilatildeo
em Cadeia da Polimerase) ainda eacute limitada pois os iniciadores existentes natildeo amplificam o DNA
11
de todos os organismos do filo Glomeromycota Essa ineficiecircncia pode ser resultado do baixo
nuacutemero de sequecircncias do gene rRNA 18S disponiacuteveis para o desenho de iniciadores especiacuteficos
Alternativamente se iniciadores mais geneacutericos fossem usados a aplicaccedilatildeo dos meacutetodos de
sequenciamento em larga escala do gene rRNA 18S (rDNA) de amostras ambientais poderia
contornar o problema de especificidade dos iniciadores
Assim os objetivos deste estudo satildeo (1) avaliar meacutetodos de extraccedilatildeo de DNA e
desenvolver meacutetodos de amplificaccedilatildeo por PCR e sequenciamento de clones de fragmento do gene
rRNA 18S para a anaacutelise de comunidades de FMAs (2) investigar a diversidade e a estrutura das
comunidade de FMAs no solo rizosfeacuterico e raiacutezes de cana-de-accediluacutecar utilizando a teacutecnica
desenvolvida neste estudo em condiccedilotildees de campo e (3) determinar os efeitos da queima da
cana-de-accediluacutecar preacutevia agrave colheita na diversidade e estrutura das comunidades de FMAs
12
2 DESENVOLVIMENTO
21 Revisatildeo bibliograacutefica
211 Micorrizas Arbusculares
As micorrizas arbusculares (MAs) satildeo associaccedilotildees entre certos fungos do solo e uma
grande parte das plantas vasculares Esta associaccedilatildeo eacute encontrada em cerca de 70 de espeacutecies
vegetais e estaacute distribuiacuteda em vaacuterios ecossistemas terrestres (SMITH READ 1997) As MAs
tecircm importacircncia para a nutriccedilatildeo vegetal e ocorrem na maioria das espeacutecies cultivadas pelo
homem (BURROWS PFLEGER 2002 OrsquoCONNOR SMITH SMITH 2002)
Os FMAs pertencem ao filo Glomeromycota classe Glomeromycetes a qual possui 4
ordens 10 famiacutelias e 13 gecircneros com aproximadamente 180 espeacutecies descritas (SCHUumlSSLER
2008) Esses fungos colonizam o coacutertex das raiacutezes crescendo inter- e intracelularmente Em certo
momento da simbiose haacute uma intensa divisatildeo dicotocircmica do aacutepice da hifa no interior de ceacutelulas
corticais formando o arbuacutesculo estrutura possivelmente responsaacutevel pela troca de nutrientes
entre os simbiontes (BONFANTE-FASOLO 1984) Em estaacutedios mais tardios da colonizaccedilatildeo haacute
formaccedilatildeo de vesiacuteculas estruturas intrarradiculares com suposta funccedilatildeo de reserva de lipiacutedios e
formaccedilatildeo de esporos no solo ou no interior das raiacutezes
Os FMAs em associaccedilatildeo com o vegetal conectam o solo com as raiacutezes aumentando o
volume de solo explorado e ultrapassando a zona de depleccedilatildeo de alguns nutrientes Assim os
benefiacutecios nutricionais satildeo proporcionados pela maior absorccedilatildeo de elementos minerais
especialmente aqueles pouco moacuteveis no solo como P aleacutem de Zn e Cu (COLOZZI-FILHO
BALOTA 1994 SIQUEIRA 1996) Dessa forma em consequecircncia da melhoria do estado
nutricional da planta a associaccedilatildeo micorriacutezica pode trazer uma seacuterie de benefiacutecios para o
hospedeiro vegetal como a reduccedilatildeo dos estresses de origem bioacutetica e abioacutetica (QUILAMBO et
al 2005 COLLA et al 2008) e aumento da taxa fotossinteacutetica (SHENG et al 2008) Haacute
evidecircncias de que as MAs aumentam tambeacutem a absorccedilatildeo de aacutegua (ALMEIDA 1985 AL-
KARAKI MCMICHAEL ZAK 2004 AUGEacute et al 2004) conferindo agraves plantas maior
toleracircncia ao estresse hiacutedrico O miceacutelio crescendo no solo contribui para o aumento da
agregaccedilatildeo das partiacuteculas do solo por meio do enovelamento das hifas e produccedilatildeo de glomalina
(NOacuteBREGA et al 2001) A intensidade e a qualidade dos efeitos das MAs nas plantas e solo
13
dependem da interaccedilatildeo entre os genomas da planta do fungo e destes com o ambiente Poreacutem
em condiccedilotildees de baixa disponibilidade de nutrientes principalmente P a maior eficiecircncia
simbioacutetica promove uma maior conservaccedilatildeo de nutrientes no agroecossistema Sendo a simbiose
mutualista os FMAs tambeacutem se beneficiam recebendo fotoassimilados que necessitam para
completar seu ciclo de vida Dessa forma a base do mutualismo das MAs eacute a transferecircncia
bidirecional de nutrientes entre os simbiontes (SMITH BARKER 2002)
As MAs satildeo especialmente importantes nos ecossistemas de regiotildees tropicais uma vez
que nos solos dessas regiotildees boa parte do P estaacute fortemente associada a oacutexidos de ferro e
alumiacutenio acarretando uma baixa disponibilidade para as plantas O estudo da ecologia dos FMAs
nos solos apresenta no entanto uma seacuterie de limitaccedilotildees impostos principalmente pela
impossibilidade de se cultivar os FMAs in vitro
212 Estudo de comunidades de fungos micorriacutezicos arbusculares
Os estudos de comunidades de FMAs tem aumentado ao longo dos anos (KOYDE
MOSSE 2004) em face dos efeitos beneacuteficos das MAs para a nutriccedilatildeo das plantas e para a
conservaccedilatildeo de ecossistemas Segundo demonstrado por Heijden et al (1998) o aumento da
riqueza de espeacutecies de FMAs no solo aumenta a diversidade vegetal a entrada de nutrientes e a
produtividade do ecossistema Por outro lado existem indicativos de que a comunidade vegetal
tambeacutem pode influenciar as comunidades de FMAs (JOHNSON et al 2003) Por suas funccedilotildees
nos ecosistemas as comunidades de FMAs podem ser usadas para monitorar alteraccedilotildees na
qualidade do solo em funccedilatildeo de eventos de praacuteticas de manejo agriacutecola (NIELSEN WINDING
2002 LAMBAIS et al 2005 FLIEszligBACH et al 2007)
Alguns dos distuacuterbios impostos ao ambiente podem causar alteraccedilotildees nas comunidades de
FMAs que perduram durante anos dependendo de como ela eacute manejada Moreira et al (2007)
utilizaram atributos ecoloacutegicos com base nas comunidades de FMAs na forma de esporos no
solo para distinguir uma floresta nativa de uma aacuterea reflorestada com Araucaacuteria haacute 18 anos e
tendo pasto sob as aacutervores As duas aacutereas foram discriminadas com base em anaacutelise discrimante
canocircnica sendo que o iacutendice de Diversidade de Shannon de FMAs foi o atributo ecoloacutegico que
mais contribuiu para a distinccedilatildeo da aacuterea de floresta nativa e a aacuterea reflorestada Foram
identificadas 27 espeacutecies de FMAs nas duas aacutereas sendo que a aacuterea natural apresentou maior
14
diversidade e nuacutemero total de esporos do que a aacuterea reflorestada Os autores sugerem que a
ausecircncia de distuacuterbios e a maior diversidade de plantas tenha contribuiacutedo para a maior
diversidade e abundacircncia de FMAs
As praacuteticas agriacutecolas podem influenciar de forma significativa a composiccedilatildeo da
comunidade de FMAs na forma de esporos no solo Mathimaran et al (2007) avaliaram os efeitos
de cinco anos de rotaccedilatildeo de culturas sobre a comunidade de FMAs em um Ferralsol no Kenya
Haviam dois tratamentos de plantio rotaccedilatildeo de milho com crotalaacuteria e plantio contiacutenuo de
milho e dois tratamentos de adubaccedilatildeo com ou sem adubaccedilatildeo fosfatada Os autores acessaram a
comunidade por meio da extraccedilatildeo e identificaccedilatildeo de esporos e por sequenciamento da subunidade
maior do gene rRNA de esporos de cultura armadilha A diversidade de FMAs natildeo foi afetada
pelos manejos de plantio ou pela adubaccedilatildeo de P No entanto a abundacircncia relativa de espeacutecies foi
maior para o tratamento com rotaccedilatildeo de cultura
Em determinadas situaccedilotildees a mudanccedila do manejo da lavoura pode natildeo levar a mudanccedilas
na comunidade de FMAs O efeito do manejo de cultivo convencional e orgacircnico de pomares e
viveiros de citros sobre as comunidades de FMAs foi avaliado por Focchi et al (2004) Em 36
amostras de 6 pomares dois viveiros e uma aacuterea de mata nativa foram recuperadas 26 espeacutecies
de FMAs Os autores natildeo encontraram diferenccedilas nas comunidades de FMAs em funccedilatildeo do
manejo adotado embora praacuteticas conservacionistas como rotaccedilatildeo de culturas possam contribuir
para o aumento da diversidade e riqueza de FMAs no solo (DOUDS JANKE PETERS 1993
ROSALES VALDEacuteZ 1996)
Outro fator que pode causar alteraccedilotildees da estrutura da comunidade de FMAs eacute a queima
da biomassa vegetal Eom et al (1999) estudaram a comunidade fuacutengica em uma pradaria dos
EUA de 9 anos sob diferentes tratamentos regimes de queima corte da cobertura vegetal e
adubaccedilotildees nitrogenadas eou fosfatadas Os autores coletaram esporos para identificaccedilatildeo
morfoloacutegica e raiacutezes para determinaccedilatildeo da colonizaccedilatildeo micorriacutezica e verificaram que a queima
anual diminuiu a diversidade de FMAs mas natildeo a abundacircncia de esporos e a colonizaccedilatildeo
intrarradicular As interaccedilotildees dos tratamentos de queima roccedilagem da cobertura vegetal e
adubaccedilatildeo resultaram em mudanccedilas de diversidade e abundacircncia de FMAs mostrando que essas
praacuteticas influenciam os fatores do solo como teor de N e umidade os quais podem alterar a
comunidade de FMAs (EOM et al 1999)
15
Poucos trabalhos existem na literatura que tenham estudado a interaccedilatildeo de FMAs com
cana-de-accediluacutecar Paula et al (1991) estudaram a interaccedilatildeo de Gluconacetobacter diazotrophicus
com Glomus clarum em trecircs culturas incluindo a cana-de-accediluacutecar Os autores verificaram que a
inoculaccedilatildeo do FMA junto com uma mistura de bacteacuterias diazotroacuteficas resultou em maior
colonizaccedilatildeo micorriacutezica e maior populaccedilatildeo de G diazotrophicus na parte aeacuterea da cana-de-
accediluacutecar o que evidencia um sinergismo entre os dois microrganismos Gosal Gupta e Gosal
(2001) verificaram que a inoculaccedilatildeo com FMAs em cana-de-accediluacutecar micropropagada aumentou a
sobreviecircncia apoacutes transplante das plantas para o solo em relaccedilatildeo agraves placircntulas natildeo micorrizadas
Alguns trabalhos investigaram a influecircncia dos FMAs no desenvolvimento da cana-de-
accediluacutecar em condiccedilotildees de campo Foi observada que a resposta dessa cultura agrave MA aos 83 dias
apoacutes o plantio eacute baixa (KELLY et al 2001 2005) Por outro lado Reddy et al (2004)
verificaram aumento do crescimento da cana-de-accediluacutecar com inoculaccedilatildeo de alguns FMAs aos 40
e 80 dias apoacutes o plantio Em outro estudo foi observado que a produccedilatildeo de cana-de-accediluacutecar eacute
maior com a inoculaccedilatildeo de FMAs somente em tratamentos com adubaccedilatildeo inferior de nitrogecircnio
foacutesforo e potaacutessio comparada agrave cana-de-accediluacutecar sem inoculaccedilatildeo (QUILLOY LANSANG 1992)
Apesar desses trabalhos com cana-de-accediluacutecar nenhum deles avaliaram os efeitos dos
FMAs na produccedilatildeo final e na qualidade do produto como os teores de accediluacutecar Aleacutem do que na
maior parte dos estudos foi aplicada apenas uma variedade de cana-de-accediluacutecar Existe apenas um
artigo (REIS PAULA DOumlBEREINER 1999) e uma dissertaccedilatildeo de mestrado (ANDREOLA
1982) investigando a comunidade de FMAs em cana-de-accediluacutecar em condiccedilotildees de campo Reis
Paula e Doumlbereiner (1999) estudaram 14 variedades de cana-de-accediluacutecar em diversas lavouras no
estado do Rio de Janeiro e em Pernambuco Esses autores encontraram um total de 18 espeacutecies de
FMAs na forma de esporos e indicaccedilotildees de que a praacutetica da queima do canavial antes da colheita
pode reduzir a diversidade de FMAs Andreola (1982) analisou um ensaio de adubaccedilatildeo
nitrogenada e fosfatada e aplicaccedilatildeo de vinhaccedila em cana-de-accediluacutecar sobre um Latossolo no
municiacutepio de Araras SP ao longo de 13 meses O autor verificou maiores nuacutemeros de esporos e
taxa de colonizaccedilatildeo micorriacutezica arbuscular nos meses com maior precipitaccedilatildeo pluviomeacutetrica Jaacute a
aplicaccedilatildeo de vinhaccedila e a adubaccedilatildeo nitrogenada e fosfatada natildeo mudaram o nuacutemero de eporos no
solo e a taxa de colonizaccedilatildeo micorriacutezica arbuscular Assim os resultados de Andreola (1982)
mostram variaccedilatildeo de esporos e taxa de colonizaccedilatildeo micorriacutezica em funccedilatildeo da pluviosidade e
ausecircncia de resposta agrave aplicaccedilatildeo de vinhaccedila ou adubos fosfatados e nitrogenados
16
Portanto considerando os poucos trabalhos no assunto e a importacircncia da cultura para o
Brasil eacute tambeacutem importante o conhecimento sobre a comunidade de FMAs associada agrave cana-de-
accediluacutecar e os efeitos sofridos por essa comunidade em razatildeo de mudanccedilas de manejo ou alteraccedilotildees
do ambiente
213 Taxonomia e identificaccedilatildeo molecular de fungos micorriacutezicos arbusculares
A taxonomia dos FMAs eacute feita com base na morfologia e ontogenia de esporos assexuais
como tamanho cor forma nuacutemero de paredes caracteriacutesticas da hifa de sustentaccedilatildeo etc (Figura
1) Devido agrave semelhanccedila das estruturas fuacutengicas intrarradiculares natildeo eacute possiacutevel a identiicaccedilatildeo de
espeacutecies com base nas mesmas Assim existem vaacuterios limitantes para o estudo da ecologia dos
FMAs em condiccedilotildees de campo A morfologia e a produccedilatildeo dos esporos satildeo dependentes do
estaacutedio fisioloacutegico da planta hospedeira e das condiccedilotildees ambientais A magnitude da esporulaccedilatildeo
no solo pode natildeo refletir o grau de colonizaccedilatildeo das raiacutezes Assim uma espeacutecie de FMA pode
esporular abundantemente no solo mas colonizar uma pequena proporccedilatildeo do sistema radicular da
planta Em contraste uma espeacutecie que colonize uma grande proporccedilatildeo do sistema radicular pode
natildeo produzir um grande nuacutemero de esporos (REDECKER HIJRI WIEMKEN 2003) Essas
informaccedilotildees sugerem que as espeacutecies mais abundantes na forma de esporos no solo podem natildeo
representar as mais abundantes no interior das raiacutezes (CLAPP et al 1995 e ROSENDAHL
STUKENBROCK 2004) As dificuldades nos estudos de ecologia de FMAs tornam-se ainda
maiores devido ao fato dos mesmos serem biotroacuteficos obrigatoacuterios e natildeo serem passiacuteveis de
cultivo in vitro O uso de culturas armadilhas ou raiacutezes transformadas para a multiplicaccedilatildeo de
FMAs seria uma alternativa mas essa abordagem eacute trabalhosa e geralmente demanda longo
tempo aleacutem de existir a possibilidade de seleccedilatildeo de espeacutecies de FMAs pela planta hospedeira
usada (CARRENHO TRUFEM BONONI 2002)
Os esforccedilos para identificar espeacutecies conhecer a diversidade e a dinacircmica de comunidades
de FMAs satildeo cada vez maiores devido aos seus impactos na organizaccedilatildeo e produccedilatildeo de
ecossistemas incluindo agroecossistemas Para contornar tais problemas uma alternativa seria o
uso de teacutecnicas moleculares independentes de cultivo (REDECKER HIJRI WIEMKEN 2003
STUKENBROCK ROSENDAHL 2005 HEMPEL RENKER BUSCOT 2007) Por meio da
anaacutelise de certas regiotildees do DNA de FMAs eacute possiacutevel estabelecer relaccedilotildees filogeneacuteticas entre
17
diferentes filotipos encontrados em amostras de solo eou raiacutezes e definir a dinacircmica populacional
da aacuterea de estudo por exemplo Com o emprego da teacutecnica da PCR eacute possiacutevel produzir
relativamente grandes quantidades de DNA para anaacutelise a partir de amostras com concentraccedilotildees
iacutenfimas de DNA total Assim o uso da PCR revolucionou os estudos de filogenia e diversidade
geneacutetica de FMAs jaacute que os mesmos natildeo podem ser cultivados axenicamente Anaacutelises geneacuteticas
tecircm permitido a identificaccedilatildeo de FMAs em raiacutezes colonizadas bem como a definiccedilatildeo das
relaccedilotildees filogeneacuteticas de isolados de FMAs na forma de esporos (RENKER et al 2003
SHEPHERD et al 2007 CROLL et al 2008)
Figura 1 ndash Caracteriacutesticas morfoloacutegicas utilizadas para a identificaccedilatildeo taxonocircmica de FMAs A esporo de Glomus
etunicatum mostrando a hifa de sustentaccedilatildeo (ldquosubtending hyphardquo) e uma camada da parede do esporo
(ldquoL2rdquo) B esporos de Glomus clavisporum em esporocarpo mostrando a rede de hifas (ldquohyphal plexusrdquo)
C placa (ou escudo) de germinaccedilatildeo presente em esporo de Scutellospora scutata D detalhe de
ornamentaccedilatildeo da parede externa de um esporo de Acaulospora denticulata Fonte INVAM (2008)
Sequecircncias do gene rRNA 18S tecircm sido utilizadas para a identificaccedilatildeo taxonocircmica de
FMAs (HELGASON et al 1998 ROSENDAHL STUKENBROCK 2004) a qual
A Fonte INVAM 2008 B Fonte INVAM 2008
D Fonte INVAM 2008 C Fonte INVAM 2008
18
normalmente coincide com a taxonomia baseada em morfologia dos esporos (MORTON
REDECKER 2001 SCHWARZOTT WALKER SCUumlSSLER 2001 WALKER et al 2004)
Alternativamente os espaccediladores internos transcritos (ITS do inglecircs Internal Transcribed
Spacer) sequecircncias que separam os genes rRNA 18S 58S e 25S28S tambeacutem podem ser
utilizados para estudos filogeneacuteticos Poreacutem as sequecircncias dos ITS de FMAs satildeo altamente
variaacuteveis devido agrave grande variabilidade geneacutetica dos nuacutecleos dos esporos (SANDERS et al
1995 LLOYD-MACGILP et al 1996) o que pode inviabilizar a identificaccedilatildeo de espeacutecies com
base nessas sequecircncias
O uso de PCR para amplificar fragmentos do gene rRNA 18S de FMAs ainda eacute limitado
O iniciador AM1 (HELGASON et al 1998) geralmente utilizado nos estudos de comunidades
de FMAs natildeo amplifica o DNA de todas as espeacutecies de FMAs e pode amplificar o DNA de
alguns fungos que natildeo pertencem ao filo Glomeromycota (REDECKER 2000 DOUHAN et al
2005 LEE LEE YOUNG 2008) Outro iniciador utilizado para estudos de ecologiafilogenia de
FMAs eacute o VANS1 Poreacutem esse iniciador eacute complementar a uma regiatildeo natildeo muito conservada do
gene rRNA 18S de Glomeromycota (SIMON LALONDE BRUNS 1992 SCHUumlSSLER et al
2001) e pode natildeo amplificar o DNA de todas as espeacutecies de Glomeromycota A eficiecircncia dos
iniciadores para PCR depende do nuacutemero de sequecircncias de diferentes espeacutecies usadas para definiacute-
los De acordo com as bases de dados integradas pelo Centro Nacional de Informaccedilatildeo para
Biotecnologia (NCBI httpwwwncbinlmnihgov) no ano de 2006 existiam cerca de 3800
sequecircncias do gene rRNA 18S de fungos Glomeromycota depositadas e aproximadamente
49000 sequecircncias de fungos de outros filos Jaacute em 2008 aproximadamente 6500 sequecircncias do
gene rRNA 18S de Glomeromycota e 86000 sequecircncias de fungos de outros filos estavam
disponiacuteveis
Uma vez que as informaccedilotildees sobre sequecircncias do gene rRNA 18S na base de dados do
NCBI tecircm aumentado constantemente com maior nuacutemero tanto de sequecircncias alvo como natildeo-
alvo o desenho de novos iniciadores especiacuteficos mais eficientes se torna possiacutevel No entanto
como o filo Glomeromycota eacute bastante diverso para os genes rRNA uma alternativa seria o
desenho de iniciadores para grupos especiacuteficos de FMAs com menor diversidade geneacutetica
19
22 Material e meacutetodos
221 Comparaccedilatildeo dos meacutetodos de extraccedilatildeo de DNA das raiacutezes
Para o estudo de comunidades de FMAs colonizando as raiacutezes das plantas eacute necessaacuteria a
extraccedilatildeo do DNA total das raiacutezes colonizadas o qual eacute composto de DNA da planta e DNA de
fungos e outros microrganismos associados agraves raiacutezes Os meacutetodos de extraccedilatildeo de DNA de plantas
utilizam diferentes processos para a lise de membranas para a liberaccedilatildeo e a purificaccedilatildeo desses
aacutecidos nucleacuteicos da amostra Considerando-se a complexidade do DNA total extraiacutedo de raiacutezes
coletadas no campo os diferentes meacutetodos de extraccedilatildeo de DNA podem apresentar eficiecircncias
variaacuteveis Dessa forma foram testados cinco meacutetodos de extraccedilatildeo de DNA de raiacutezes visando a
anaacutelise de FMAs a elas associadas Foi avaliada a concentraccedilatildeo pureza e a viabilidade de
amplificaccedilatildeo do DNA total obtido utilizando-se raiacutezes de Brachiaria sp inoculadas com
diferentes espeacutecies de FMAs
As plantas foram previamente inoculadas com diferentes espeacutecies de FMAs e cultivadas
em vasos contendo solo esterilizado em autoclave Os FMAs utilizados foram
- Acaulospora scrobiculata
- Glomus clarum
- Gigaspora rosea
- Paraglomus brasilianum
- Glomus etunicatum
- Gigaspora rosea e Scutellospora heterogama
Foram utilizados cinco meacutetodos para extraccedilatildeo de DNA das raiacutezes colonizadas por FMAs
(Quadro 1) sendo dois deles com kits comerciais e outros trecircs adaptados de procedimentos
documentados na literatura conforme descrito abaixo
Antes da extraccedilatildeo de DNA as raiacutezes foram lavadas quatro vezes com aacutegua destilada para
remoccedilatildeo de impurezas mais grosseiras homogeneizadas e maceradas em nitrogecircnio liacutequido com
o uso de almofariz e pilatildeo de porcelana Cada amostra foi dividida em 5 aliacutequotas de mesma
massa fresca (200 a 500 mg) e transferidas para tubos de polietileno Assim foi utilizada a
mesma quantidade de material vegetal de cada amostra de raiacutezes para cada um dos 5 meacutetodos de
extraccedilatildeo de DNA
20
Meacutetodos
1 Kit FastDNA Spin (Bio 101 Vista Califoacuternia)
2 Kit UltraClean Soil DNA Isolation (Mo Bio Laboratories Carlsbad CA USA)
3 Meacutetodo adaptado de Edwards et al (1997)
4 Meacutetodo adaptado de Doyle e Doyle (1990)
5 Meacutetodo adaptado de Redecker (2000)
Quadro 1 ndash Meacutetodos utilizados para extraccedilatildeo de DNA de raiacutezes de braquiaacuteria
colonizadas por FMAs
Meacutetodo 1 kit FastDNA Spin (Bio 101 Vista Califoacuternia) O DNA total da amostra de
raiacutezes foi extraiacutedo de acordo com as instruccedilotildees do fabricante No microtubo de lise foram
adicionadas as raiacutezes maceradas e 800 μL de soluccedilatildeo de lise para tecidos vegetais (CLS-VF) mais
100 μL da soluccedilatildeo PPS Cada microtubo de lise continha granada finamente moiacuteda e 2 esferas de
ceracircmica O microtubo foi agitado em um homogeneizador FP120Fast Prep Cell Disruptor (Bio
101 Vista Califoacuternia) por 20 segundos com velocidade de 4ms-1
As amostras foram
centrifugadas por 10 minutos a 13000 g 600 μL da fase superior foram transferidos para novos
microtubos de 15 mL Foram adicionados 600 μL da soluccedilatildeo com matriz de ligaccedilatildeo e
prosseguiu-se com inversatildeo dos tubos por 20 vezes e incubaccedilatildeo a temperatura ambiente com leve
agitaccedilatildeo Em seguida as amostras foram centrifugadas a 13000 g por 1 minuto e o sobrenadante
foi descartado O peacutelete foi ressuspendido em 500 μL da soluccedilatildeo de lavagem SEWS A soluccedilatildeo
foi transferida para o filtro Spin Filter reg o qual foi acoplado a um microtubo Este conjunto foi
centrifugado por duas vezes a 13000 g por 1 minuto O filtrado foi descartado O filtro foi entatildeo
transferido para novo tubo e adicionaram-se 50 μL da soluccedilatildeo DES sobre a matriz de ligaccedilatildeo
contida no tubo A matriz foi ressuspendida cuidadosamente para hidrataccedilatildeo e solubilizaccedilatildeo do
DNA Essa mistura foi incubada por 5 minutos a temperatura ambiente e centrifugou-se a 13000
g por um minuto para recuperar o DNA eluiacutedo com DES O DNA obtido foi armazenado a -20
ordmC
Meacutetodo 2 Kit UltraClean Soil DNA Isolation (Mo Bio Laboratories Carlsbad CA
USA) O DNA foi extraiacutedo de acordo com o manual do fabricante com modificaccedilotildees conforme
descrito a seguir As raiacutezes maceradas foram transferidas para tubo contendo a soluccedilatildeo de lise
21
Bead A mistura foi agitada gentilmente e adicionaram-se 60 L da Soluccedilatildeo 1 Depois de inverter
o tubo por vaacuterias vezes este foi incubado a 70o C por 10 minutos Adicionaram-se 200 L de
Soluccedilatildeo IRS (Soluccedilatildeo de Remoccedilatildeo de Inibidor) e a soluccedilatildeo foi homogeneizada no
homogeneizador FP120Fast Prep Cell Disruptor (Bio 101 Vista Califoacuternia) por 20 segundos
com velocidade de 4 ms-1
O tubo foi centrifugado a 10000 g por 30 segundos e o sobrenadante
transferido para um novo tubo onde foram adicionados 250 L da Soluccedilatildeo 2 A soluccedilatildeo foi
homogeneizada em vortex por 5 segundos e o tubo incubado a 4o C por 5 minutos para depois ser
centrifugado a 10000 g por 1 minuto Todo o sobrenadante foi transferido para um novo tubo
onde se adicionaram 13 mL da Soluccedilatildeo 3 e a soluccedilatildeo foi homogeneizada em vortex por 5
segundos 700 L foram transferidos para o filtro do kit e o conjunto filtro-tubo foi centrifugado
agrave 10000 g por 1 minuto O filtrado foi descartado e adicionaram-se mais 700 L de soluccedilatildeo ao
mesmo filtro Em seguida o tubo foi centrifugado agrave 10000 g por 1 minuto O processo foi
repetido ateacute que todo o sobrenadante fosse filtrado Foram adicionados entatildeo 300 L da Soluccedilatildeo
4 sobre o filtro centrifugou-se a 10000 g por 30 segundos O filtrado foi descartado e
centrifugou-se novamente por 1 minuto Para recuperar o DNA o filtro foi transferido para um
novo tubo e adicionaram-se 50 l da Soluccedilatildeo 5 no centro do filtro O conjunto filtro-tubo foi
centrifugado a 10000 g por 30 segundos e depois o filtro foi descartado A soluccedilatildeo de DNA
obtida foi armazenada a ndash20o C
Meacutetodo 3 Meacutetodo adaptado de Edwards (1997) Agraves raiacutezes maceradas foram
adicionados 800 μL de soluccedilatildeo tampatildeo de Etil Xantana de Potaacutessio (625 mM de Etil Xantana de
Potaacutessio - PEX 100 mM de tris-HCl pH 75 700 mM NaCl 10 mM EDTA pH 80) As
suspensotildees foram homogeneizadas em vortex e incubadas a 65 ordmC por uma hora Depois da
incubaccedilatildeo foram adicionados 500 μL de fenolclorofoacutermioaacutelcool isoamiacutelico (25241 vvv) e a
mistura foi emulsificada em vortex Os microtubos foram centrifugados a 12000 g por 5 minutos
Uma aliacutequota de 650 μL do sobrenadante foi coleta e transferida para um novo tubo A essa
soluccedilatildeo foram adicionados mais 650 μL de fenolclorofoacutermioaacutelcool isoamiacutelico A mistura foi
emulsificada e centrifugada a 12000 g por 2 minutos A fase aquosa sobrenadante foi transferida
para novo tubo e misturada com 650 μL de clorofoacutermioaacutelcool isoamiacutelico (241 vv) As misturas
foram homogeneizadas novamente em vortex e centrifugadas a 12000 g por 5 minutos Um
volume de 500 μL do sobrenadante foi transferido para novo tubo onde foi adicionado 110 do
volume de acetato de soacutedio 3M (pH 52) e igual volume (500 μL) de isopropanol para
22
precipitaccedilatildeo do DNA A precipitaccedilatildeo do DNA foi feita por uma hora a 4 oC Em seguida os
tubos foram centrifugados por 15 minutos a 12000 g e a 4 ordmC O sobrenadante foi descartado e
adicionaram-se 500 μL de etanol 70 ao peacutelete formado Os microtubos foram centrifugados a
12000 g por 5 minutos O DNA precipitado foi seco em cacircmara de fluxo ressuspendido em 100
μL de TE (10 mM Tris HCl 1 mM de EDTA pH 80) e armazenado a -20 ordmC
Meacutetodo 4 Meacutetodo adaptado de Doyle Doyle (1990) Em cada microtubo de 15 mL
contendo as raiacutezes maceradas foram adicionados 650 μL da soluccedilatildeo tampatildeo de extraccedilatildeo (2 de
brometo de cetiltrimetilamocircnio (CTAB) 14 M de NaCl 100 mM deTris-HCl pH 80 20 mM de
EDTA pH 80 1 de polivinilpirrolidona PVP) Os microtubos foram agitados em vortex e
incubados em banho-maria a 55ordm C por 50 minutos Foram adicionados 650 μL de
clorofoacutermioaacutelcool isoamiacutelico (241 vv) e agitou-se em voacutertex ateacute formar uma emulsatildeo
Centrifugaram-se as amostras por 5 minutos a 12000 g para separaccedilatildeo do sobrenadante A fase
aquosa de cada amostra foi transferida para um novo microtubo onde se adicionou o mesmo
volume de isopropanol para precipitaccedilatildeo de DNA Em seguida os tubos foram centrifugados por
5 minutos a 12000 g Os peacuteletes formados foram lavados duas vezes com etanol 70 com
centrifugaccedilatildeo a 12000 g por 2 minutos para remoccedilatildeo de sais O DNA precipitado foi seco em
cacircmara de fluxo ressolubilizado em 50 μL de TE (10 mM Tris HCl 1 mM de EDTA pH 80) e
armazenado a -20 ordmC
Meacutetodo 5 Meacutetodo adaptado de Redecker (2000) A cada aliacutequota de raiacutezes maceradas
foram adicionados 300 μL de NaOH 025M Os microtubos foram incubados a 90 ordmC por 10
minutos Em seguida adicionaram-se 150 μL de Tris-HCl 05 M e 300 μL de HCl 025 M e
procedeu-se a incubaccedilatildeo por 10 minutos a 90 ordmC As amostras foram centrifugadas a 12000 g por
5 minutos e o sobrenadante foi transferido para um novo microtubo O DNA foi precipitado
adicionando-se o mesmo volume de isopropanol Em seguida os tubos foram centrifugados por 5
minutos a 12000 g Os peacuteletes de DNA foram lavados por duas vezes com etanol 70 seguido
de centrifugaccedilatildeo a 12000 g por 2 minutos para remoccedilatildeo de sais O DNA precipitado foi seco em
cacircmara de fluxo ressolubilizado em 50 μL de aacutegua ultrapura e armazenado a -20 ordmC
O DNA extraiacutedo por diferentes meacutetodos foi quantificado em gel por meio de comparaccedilatildeo
com marcador de massa Low DNA Mass Ladder (Invitrogen) apoacutes eletroforese A imagem do gel
de agarose (1) foi analisada com o programa FragmeNT Analysis Application version 11
(Molecular Dynamics GE Healthcare) O DNA tambeacutem foi quantificado por espectrofotometria
23
agrave 260 nm (SAMBROOK FRITSCH MANIATS 1989) O caacutelculo da concentraccedilatildeo de DNA na
amostra foi feito de acordo com a equaccedilatildeo
[DNA] = (50 ngμL-1
x D) x (A260 - A320)
Onde
D = fator de diluiccedilatildeo da amostra
A260 = absorbacircncia a 260 nm
A320 = absorbacircncia a 320 nm
A pureza do DNA foi determinada pela relaccedilatildeo das absorbacircncias a 260 e 280 nm
(SAMBROOK FRITSCH MANIATS 1989)
As amostras de DNA de raiacutezes de braquiaacuteria foram adicionalmente submetidas agrave PCR
com o objetivo de determinar se o DNA era amplificaacutevel Para isso foram utilizados os pares de
iniciadores NS1 e NS8 complementares ao gene rRNA 18S (WHITE et al 1990) e os
iniciadores SSU-Glom1 e LSU-Glom1 complementares agrave regiatildeo ITS (RENKER et al 2003) A
amplificaccedilatildeo do DNA foi feita em soluccedilatildeo contendo 04 M de cada iniciador 200 M de cada
um dos nucleotiacutedeos (dNTPs) 15 mM de MgCl2 (para o par de iniciadores NS1 e NS8) ou 20
mM de MgCl2 (para o par de iniciadores SSU-Glom1 e LSU-Glom1) 15 U de DNA polimerase
Taq e 1x o tampatildeo de reaccedilatildeo totalizando um volume de 30 l Os fragmentos de rDNA 18S
(iniciadores NS1 e NS8) foram amplificados apoacutes a desnaturaccedilatildeo inicial a 94 ordmC por 2 minutos
em 30 ciclos de desnaturaccedilatildeo a 94 ordmC por 30 segundos pareamento do iniciador a 53ordmC por 1
minuto extenccedilatildeo a 72 ordmC por 2 minutos seguidos de um periacuteodo final de extensatildeo de 10 minutos
a 72ordm C A regiatildeo ITS (iniciadores SSU-Glom1 e LSU-Glom1) foi amplificada apoacutes desnaturaccedilatildeo
inicial a 94 ordmC por 10 minutos em 40 ciclos de desnaturaccedilatildeo a 94 ordmC por 40 segundos 54 ordmC por
30 segundos 72 ordmC por 40 segundos seguidos de extensatildeo a 72 ordmC por 10 minutos Para todos os
ensaios empregou-se uma reaccedilatildeo controle negativo sem DNA Os amplicons obtidos foram
analisados por eletroforese em gel de agarose 1 (mv) e visualizados apoacutes coloraccedilatildeo com SYBR
Green
O experimento para comparaccedilatildeo dos meacutetodos de extraccedilatildeo de DNA teve um delineamento
inteiramente aleatorizado Para cada meacutetodo as repeticcedilotildees constituiacuteram-se das 6 amostras de
raiacutezes com diferentes espeacutecies de FMAs inoculadas Os dados de concentraccedilatildeo de DNA e da
24
relaccedilatildeo da absorbacircncia a 260 e 280 nm foram analisados por ANOVA e as meacutedias comparadas
pelo teste de Tukey Os dados foram transformados para x05
para normalizaccedilatildeo
222 Amplificaccedilatildeo do gene rRNA 18S de grupos especiacuteficos de FMAs
Esta etapa do trabalho foi desenvolvida no laboratoacuterio do Professor Ari Jumpponnen
(Division of Biology Kansas State University USA)
Com o objetivo de se desenhar iniciadores para amplificar DNA de FMAs sequecircncias do
gene rRNA 18S foram obtidas da base de dados do NCBI Nessa etapa natildeo foram utilizadas
sequecircncias de origem ambiental pois o desenho dos iniciadores deveria se basear em organismos
identificados Para que os iniciadores fossem discriminatoacuterios contra outros grupos de fungos
tambeacutem se utilizou sequecircncias do gene rRNA 18S de fungos dos filos Basidiomycota
Ascomycota Zygomycota e Chytriodiomycota Essas sequecircncias foram utilizadas como natildeo-alvo
na validaccedilatildeo dos iniciadores A entrada para a busca no NCBI foi ldquo(Glomeromycota AND 18S)
NOT (environmental OR uncultured)rdquo para as sequecircncias de FMAs e ldquo(Grupo de Fungo AND
18S AND AFTOL) NOT (internal)rdquo para cada um dos 4 grupos citados acima como
ldquo(Basidiomycota AND 18S AND AFTOL) NOT (internal)rdquo para Basidiomycota O termo
ldquointernalrdquo foi utilizado para se excluir sequecircncias da regiatildeo ITS no banco de dados Foram
coletadas 100 sequecircncias do gene rRNA 18S de FMAs e 59 sequecircncias de fungos natildeo-
micorriacutezicos arbusculares
Todas as sequecircncias foram importadas para o programa Sequencher 46 para o
alinhamento e formaccedilatildeo de contigs A formaccedilatildeo desses contigs permitiu a separaccedilatildeo em grupos
baseados nas diferenccedilas das sequecircncias dos organismos portanto baseado na filogenia
Inicialmente os paracircmetros de alinhamento foram ajustados da seguinte forma o algoritmo de
agrupamento (Assembly Algorithm) utilizou os dados impuros (Dirty Data) para haver mais rigor
na formaccedilatildeo de agrupamentos e para evitar a inserccedilatildeo de grandes ldquogapsrdquo Foi utilizado o
ReAligner (ANSON MYERS 1997) para otimizar ldquogapsrdquo como pequenos insertos A
percentagem miacutenima de coincidecircncia das sequecircncias (Minimum Match Percentage) foi 100
enquanto a cobertura miacutenima (Minimum Overlap) foi 100 A percentagem miacutenima de
similaridade das sequecircncias foi iniciada com o maior valor para se detectar e se eliminar as
sequecircncias idecircnticas visando a formaccedilatildeo de um banco de dados com sequecircncias uacutenicas apenas
25
Depois do primeiro alinhamento com 100 de similaridade seacuteries de alinhamentos foram feitos
com o paracircmetro de percentagem miacutenima de similaridade diminuindo um ponto percentual a cada
alinhamento O valor da cobertura miacutenima permaneceu a 100 para excluir a possibilidade de
alinhamento de regiotildees incorretas Assim os contigs para os grupos de sequecircncias de
Glomeromycota Acaulosporaceae Gigasporaceae Glomus grupo A e Glomus grupo B foram
usados para o desenho dos iniciadores que amplificassem o seu DNA alvo
Para a obtenccedilatildeo das sequecircncias consenso de cada grupo fez-se o alinhamento no
programa Multalin (CORPET 1988) No desenho dos iniciadores empregaram-se as sequecircncias
consenso dos grupos de FMAs nos programas Beacon Designer 702 (Premier Biosoft
International Palo Alto CA EUA) e Primer3 v040 (ROZEN SKALETSKY 2000) aleacutem da
busca manual dos iniciadores Na busca manual procuraram-se as regiotildees consenso para os
grupos de FMAs e que fossem dissimilares agraves sequecircncias natildeo-alvo
Apoacutes se encontrarem os possiacuteveis iniciadores especiacuteficos eles foram validados quanto agrave
especificidade utilizando o BLAST Nessa etapa a especificidade foi considerada quando a
similaridade e a cobertura para sequecircncias alvo foram de 100 e quando esses valores foram
menores para sequecircncias natildeo-alvo Assim a anaacutelise de similaridade foi feita utilizando-se as
seguintes entradas para busca no BLAST Glomeromycota o grupo de espeacutecies de cada iniciador
e Eucariotos sem Glomeromycota Os iniciadores ainda foram alinhados com as sequecircncias alvo
e natildeo-alvo para confirmar a especificidade a similaridade e a posiccedilatildeo de alinhamento no
programa Multialin Depois avaliou-se a temperatura de desnaturaccedilatildeo (melting temperature) o
tamanho do oligonucleotiacutedeo a formaccedilatildeo de grampos e o autopareamento utilizando-se o
programa Oligo Analyzer (Copyright (C) 2000-2002 Teemu Kuulasmaa) Por fim procedeu-se os
ensaios de amplificaccedilatildeo de DNA alvo por meio de PCR utilizando-se os iniciadores grupo-
especiacuteficos como Forward e um iniciador modificado de Borneman e Hartin (2000) como
Reverse (Tabela 1) Apoacutes a verificaccedilatildeo em alinhamentos com sequecircncias de Glomeromycota o
iniciador nu-SSU-1196 (BORNEMAN HARTIN 2000) foi alterado com degeneraccedilatildeo de uma
base ldquoCrdquo por ldquoC ou Trdquo (Y) Essa degeneraccedilatildeo permitiu obter 100 de similaridade entre as
sequecircncias de FMAs testadas
26
Tabela 1 ndash Iniciadores grupo-especiacuteficos para FMAs
Iniciador Sequecircncia (5rsquo 3rsquo) Especificidade Referecircncia
ACAU220 GGG GTT TCC CAT TGG TGR ATC AT Acaulosporaceae Esse estudo
GLOMB652 TAA GGG GTA TGA ACT GGT GTA G Glomus Grupo B Esse estudo
GLOMB673 GTC AAT TTC TCA CCT TCT GGA G Glomus Grupo B Esse estudo
GIGA202 AAA CCA ATA RCC TTC GGG TTT C Gigasporaceae Esse estudo
GIGA615 TAG TTG AAT TTC GGG GTT CTA C Gigasporaceae Esse estudo
GLOMA189 TTA GAT AAA AAA CCA ATA TCG GG Glomus Grupo A Esse estudo
GLOMA690 CGT AAT GCC ATT AAT TTG GTG T Glomus Grupo A Esse estudo
nu-SSU-1196
modificado TCT GGA CCT GGT GAG TTT YC Fungi
Modificado de
Borneman
Hartin (2000)
Para validaccedilatildeo dos iniciadores utilizaram-se amostras de DNA de FMAs provenientes de
vasos de multiplicaccedilatildeo obtidos de culturas do INVAM (West Virginia University) As espeacutecies
de FMAs utilizadas pertencem aos 4 grupos de FMAs Acaulospora lacunosa e A longula
(Acaulosporacea) Glomus claroideum (Glomus grupo B) Glomus caledonium (Glomus grupo
A) Scutellospora castanea e S calospora (Gigasporaceae) O DNA total foi extraiacutedo a partir do
substrato dos vasos de multiplicaccedilatildeo que continham esporos e raiacutezes colonizadas utilizando-se o
Ultra Clean Soil DNA Kit (MoBio Laboratories Carlsbad CA EUA)
Para otimizar as condiccedilotildees da amplificaccedilatildeo do DNA alvo para cada iniciador desenhado
foram testados os gradientes de concentraccedilatildeo de DNA temperatura de pareamento dos
iniciadores concentraccedilatildeo de MgCl2 concentraccedilatildeo de dNTPs concentraccedilatildeo de iniciadores
concentraccedilatildeo da enzima DNA Polimerase Taq aleacutem da presenccedila ou ausecircncia de BSA (Albumina
de Soro Bovino) As condiccedilotildees da PCR otimizadas foram 50 ng de DNA 15 mM de MgCl2
200 microM de cada dNTP 04 microM de cada iniciador 125 U da DNA polimerase Taq 1x tampatildeo
para a DNA polimerase sem o uso de BSA para um volume final de 25 microL O programa de
amplificaccedilatildeo foi 94 ordmC por 2 minutos para a desnaturaccedilatildeo inicial seguido por 30 ciclos de 94 ordmC
por 1 minuto 61 ordmC por 1minuto e 72 ordmC por 2 minutos e um passo de extensatildeo final a 72 ordmC por
8 minutos
Previamente aos ensaios com amostras ambientais a habilidade dos iniciadores em
amplificar o DNA alvo foi testada em amostras de DNA extraiacutedos de raiacutezes de cana-de-accediluacutecar e
27
Brachiaria sp inoculadas com FMAs e cultivadas em casa-de-vegetaccedilatildeo Amostras de DNA de
raiacutezes de uma pradaria dos Estados Unidos tambeacutem foram utilizadas para verificar a eficiecircncia e a
especificidade dos iniciadores em amostras do campo Essas amostras foram coletadas de um
experimento em pradaria conduzido na Konza Prairie Biological Station (estaccedilatildeo de estudos
bioloacutegicos da Kansas State University em Manhattan KS - httpwwwkonzaksuedukonza)
com comunidade vegetal dominada por espeacutecies nativas como Andropogon gerardii Panicum
virgatum e Sorghastum nutans As amostras satildeo de dois tratamentos sem adubaccedilatildeo nitrogenada e
com aplicaccedilatildeo de 10 g de N por m2
(JUMPPONEN et al 2005) O DNA dessas amostras foi
extraiacutedo com o kit MoBio Ultra Clean Soil DNA Kit
Foi necessaacuterio utilizar a nested PCR para a amplificaccedilatildeo do DNA alvo nas amostras
provenientes da pradaria Na primeira PCR foram utilizados os iniciadores NS1 e NS8 (WHITE
1990) A amplificaccedilatildeo foi feita com desnaturaccedilatildeo inicial a 94 ordmC por 2 minutos 25 ciclos de 94
ordmC por 1 minuto 58 ordmC por 1 minuto e 30 segundos e 72 ordmC por 2 minutos e extensatildeo final a 72
ordmC por 8 minutos Na segunda PCR utilizaram-se os iniciadores grupos especiacuteficos desenhados
nesse trabalho com as mesmas condiccedilotildees descritas acima para o DNA de raiacutezes de vasos de
multiplicaccedilatildeo Os produtos de PCR das amostras ambientais amplificados com o uso dos
iniciadores grupo-especiacuteficos foram ligados em vetor TOPO (Invitrogen) e clonados em
Escherichia coli Para o sequenciamento do DNA alvo os insertos foram amplificados a partir
das colocircnias de E coli e foram selecionados a partir do padratildeo de bandas apoacutes a digestatildeo com as
endonucleases AluI e HinfI Os clones que apresentaram os mesmos padrotildees de bandas foram
considerados iguais Escolheram-se apenas 1 a 3 representantes para o sequenciamento
dependendo do nuacutemero de clones com o mesmo padratildeo As sequecircncias foram obtidas utilizando-
se sequenciador capilar de alta capacidade da High-Throughput Sequencing Solutions empresa
administrada pela Universidade de Washington EUA
223 Estrutura da comunidade de FMAs em raiacutezes e solo rizosfeacuterico de cana-de-accediluacutecar sob
diferentes manejos de colheita
As amostras de solos e raiacutezes de cana-de-accediluacutecar foram coletadas para a extraccedilatildeo de
esporos para a determinaccedilatildeo da colonizaccedilatildeo intrarradicular e para a identificaccedilatildeo de sequecircncias
do gene rRNA 18S de FMAs nas raiacutezes Para tanto utilizou-se uma aacuterea experimental do Centro
28
de Tecnologia Canavieira (CTC) localizada na Usina Satildeo Joseacute da Estiva (21ordm30rsquo45rdquoS e
49ordm13rsquo08rdquoW) no municiacutepio de Novo Horizonte SP O experimento foi instalado em 16042004
sobre um latossolo vermelho-amarelo com dois tratamentos de manejo de colheita SEM
QUEIMA e COM QUEIMA preacutevia e trecircs variedades de cana-de-accediluacutecar (1) SP813250 (2)
SP801842 e (3) RB72454 As variedades foram plantadas com espaccedilamento de 15 m entre
linhas com seis repeticcedilotildees em blocos aleatorizados Anteriormente agrave implantaccedilatildeo do experimento
na aacuterea houve o cultivo de cana-de-accediluacutecar variedade SP711406 com 10 cortes e queima
previamente agrave cada colheita seguido de um cultivo de soja A amostragem foi feita aos 84 dias
apoacutes a primeira colheita da cana-de-accediluacutecar em 15122005 na profundidade de 0-10 cm sob as
trecircs variedades de cana-de-accediluacutecar A produtividade em toneladas de colmos por hectare (TCH)
tambeacutem foi calculada para as trecircs variedades
2231 Anaacutelises quiacutemicas do solo
As amostras de solo coletadas foram secas ao ar para a anaacutelise de pH H+Al Al Ca Mg
K P Carbono orgacircnico (CO) soma de bases (SB) capacidade de troca catiocircnica a pH 70 (CTC)
e saturaccedilatildeo da CTC por bases (Quadro 2)
Atributo Meacutetodo ou extrator Referecircncia
pH Medido em CaCl2 001M Raij et al 2001
H+Al pH em SMP Raij et al 2001
Al trocaacutevel KCl 1M e titulaccedilatildeo com NaOH 0025M Raij et al 2001
Ca Mg trocaacuteveis e P Resina trocadora de iacuteons Raij et al 2001
K trocaacutevel Melich 1 Silva 1999
Carbono orgacircnico (CO) Colorimetria Raij et al 2001
Soma de bases (SB) Somatoacuteria de Ca Mg K -
CTC (pH 70) Somatoacuteria de H+Al Ca Mg K -
Saturaccedilatildeopor bases da
CTC (V)
Saturaccedilatildeo = (Ca Mg K)100CTC -
Quadro 2 ndash Metodologias utilizadas para a anaacutelise quiacutemica do solo
A CTC a pH 70 foi calculada somando-se os teores de H + Al Ca Mg e K Depois
29
foram calculadas as porcentagens da saturaccedilatildeo da CTC por Ca Mg K e por Al (m) da seguinte
forma Saturaccedilatildeo do Elemento () = (teor do ElementoCTC)100
2232 Extraccedilatildeo de esporos de FMAs do solo
Os esporos dos FMAs foram extraiacutedos do solo por peneiramento uacutemido (GERDEMANN
NICOLSON 1963) e centrifugaccedilatildeo por duas vezes em soluccedilatildeo de sacarose 70 a 560 g por 2
minutos Os esporos foram identificados conforme descrito no International Culture Collection
of (Vesicular) Arbuscular Mycorrhiza Fungi (INVAM 2007) Para a anaacutelise estatiacutestica o nuacutemero
de esporos foi transformado para (x + 05)05
O iacutendice de diversidade de Shannon o reciacuteproco do
iacutendice de Simpson as estimativas de riqueza de espeacutecies e a estimativa de cobertura de
amostragem foram realizadas com o uso do programa SPADE (CHAO SHEN 2003) O iacutendice
de equitabilidade de Pielou foi calculada de acordo com Magurran (1988)
Para determinar a influecircncia das variaacuteveis ambientais na variabilidade de ocorrecircncia das
espeacutecies de FMAs sob cana-de-accediluacutecar foi realizada uma anaacutelise de redundacircncia canocircnica (RDA)
utilizando-se o programa ldquoCanoco for windows 45rdquo com transformaccedilatildeo dos dados para log x e
avaliaccedilatildeo da anaacutelise por meio do teste de permutaccedilatildeo de Monte-Carlo Na RDA a ordenaccedilatildeo das
amostras eacute condicionada diretamente pelas variaacuteveis ambientais e assim permite medida direta
da relaccedilatildeo entre as variaacuteveis ambientais e as espeacutecies detectadas Para eliminar a colinearidade de
dados e selecionar as variaacuteveis que melhor explicaram de forma significativa a variabilidade dos
dados utilizou-se Forward selection na RDA Dados de presenccedila e ausecircncia de espeacutecies de
FMAs foram utilizados para os caacutelculos
2233 Colonizaccedilatildeo micorriacutezica intrarradicular
Para a avaliaccedilatildeo da colonizaccedilatildeo intrarradicular pelos FMAs as raiacutezes de cana-de-accediluacutecar
foram lavadas e imersas em KOH 10 por uma noite Depois foram aquecidas a 60ordmC em KOH
10 por 10 minutos para clarificaccedilatildeo Apoacutes a clarificaccedilatildeo as estruturas fuacutengicas foram coradas
por 3 minutos a 90ordmC com tinta de caneta comercial Parkerreg 5 diluiacuteda em soluccedilatildeo de aacutecido
aceacutetico 5 e lactoglicerol 10 A colonizaccedilatildeo das raiacutezes foi analisada sob microscoacutepio
estereoscoacutepio pelo meacutetodo da placa reticulada segundo Giovannetti e Mosse (1980) Os dados
30
foram transformados para arcsen(x + 1)05
para as anaacutelises estatiacutesticas
2234 Anaacutelise do gene rRNA 18S fuacutengico em raiacutezes de cana-de-accediluacutecar
O DNA das amostras de raiacutezes do campo foi extraiacutedo com o objetivo de amplificar e
clonar fragmentos do gene rRNA 18S de FMAs O DNA foi extraiacutedo com kit comercial Fast
DNA (Bio101 Vista) apoacutes a lavagem das raiacutezes com aacutegua desionizada e maceraccedilatildeo em
nitrogecircnio liacutequido A clonagem do gene rRNA 18S de FMAs foi realizada usando trecircs
abordagens A primeira abordagem foi com a utilizaccedilatildeo de iniciadores especiacuteficos para um
segmento do gene rRNA 18S conservado em fungos (NS7 e F1Ra) Assim apoacutes o
sequenciamento de clones poderiacuteamos detectar as populaccedilotildees de fungos em geral incluindo as
populaccedilotildees de FMAs A segunda abordagem teve como objetivo amplificar parte do gene rRNA
18S de fungos do filo Glomeromycota utilizando-se o iniciador AM1 descrito como especiacutefico
para FMAs (HELGASON et al 1998) A terceira abordagem foi desenhar iniciadores especiacuteficos
para amplificar fragmentos do gene rRNA 18S de grupos especiacuteficos de FMAs nas amostras de
raiacutezes de cana-de-accediluacutecar do campo Para o desenho dos iniciadores inicialmente procurou-se
obter sequecircncias de FMAs mantidos em vasos de multiplicaccedilatildeo As abordagens e meacutetodos
utilizados estatildeo descritos em detalhes abaixo
22341 Amplificaccedilatildeo do gene rRNA 18S de fungos gerais e FMAs
O gene rRNA 18S fuacutengico foi amplificado por nested PCR com os iniciadores universais
para eucariotos NS1 e NS8 (WHITE et al 1990) na primeira reaccedilatildeo de amplificaccedilatildeo Os
produtos da primeira PCR foram diluiacutedos 50 vezes e utilizados em uma segunda reaccedilatildeo de
amplificaccedilatildeo com o par de iniciadores NS7 e F1Ra (SOUZA et al 2004) para amplificar DNA
de fungos em geral e os iniciadores NS31 e AM1 para amplificar DNA de Glomeromycota A
primeira reaccedilatildeo de amplificaccedilatildeo foi realizada com DNA total extraiacutedo das raiacutezes em soluccedilatildeo
contendo 04 M de cada um dos iniciadores (NS1 e NS8) 200 M de cada um dos nucleotiacutedeos
(dNTPs) 15 mM de MgCl2 1 U da enzima (DNA polimerase Taq) e 1x o tampatildeo de reaccedilatildeo
totalizando um volume de 30 l Apoacutes desnaturaccedilatildeo inicial a 94 ordmC por 2 minutos os fragmentos
de rDNA 18S foram amplificados em 30 ciclos de desnaturaccedilatildeo a 94 ordmC por 30 segundos
31
pareamento do iniciador a 53ordmC por 1 minuto extenccedilatildeo a 72 ordmC por 2 minutos seguidos de um
periacuteodo final de extensatildeo de 10 minutos a 72ordm C
A segunda reaccedilatildeo de amplificaccedilatildeo foi realizada com o produto de amplificaccedilatildeo da
primeira reaccedilatildeo diluiacutedo em soluccedilatildeo contendo 04 M de cada um dos iniciadores (NS7 e F1Ra ou
NS31 e AM1) 200 M de cada um dos nucleotiacutedeos (dNTPs) 10 mM de MgCl2 2 U da enzima
(DNA polimerase Taq) e 1x o tampatildeo de reaccedilatildeo totalizando um volume de 20 l A
amplificaccedilatildeo com os iniciadores NS7 e F1Ra foi feita apoacutes desnaturaccedilatildeo inicial a 94 ordmC por 2
minutos em 30 ciclos de 94 ordmC por 1 minuto 62ordmC por 28 segundos 72 ordmC por 1 minuto
seguidos de 5 minutos a 72ordm C para extensatildeo final A amplificaccedilatildeo com os iniciadores NS31e
AM1 foi feita apoacutes desnaturaccedilatildeo inicial a 94ordm C por 2 minutos em 35 ciclos de 94ordm C por 30
segundos 60ordm C por 30 segundos 72ordm C por 45 segundos (aumentando 1segundo por ciclo) e
seguido de extensatildeo final a 72ordm C por 5 minutos Os amplicons corados com SYBR Green foram
visualizados em gel de agarose 1 apoacutes eletroforese
22342 Amplificaccedilatildeo do gene rRNA 18S de grupos especiacuteficos de FMAs em cana-de-
accediluacutecar
Os iniciadores desenhados foram utilizados para avaliar a estrutura das comunidades de
FMAs em raiacutezes de cana-de-accediluacutecar sob os manejos SEM QUEIMA e COM QUEIMA preacutevia agrave
colheita O DNA total extraiacutedo das raiacutezes usando o meacutetodo 1 (kit Bio101) foi amplificado com os
iniciadores NS31 e AM1 para comparaccedilatildeo da eficiecircncia dos mesmos As condiccedilotildees para a
amplificaccedilatildeo utilizando os iniciadores aqui desenhados foram as mesmas descritas acima para as
raiacutezes da pradaria A ligaccedilatildeo dos amplicons transformaccedilatildeo de E coli clonagem e extraccedilatildeo de
DNA plasmidial foi feita conforme descrito acima para os inciadores NS7 e F1Ra e para NS31 e
AM1 Para as raiacutezes de cana-de-accediluacutecar 20 clones obtidos com cada iniciador e de cada um dos
tratamentos de colheita foram sequenciados O sequecircnciamento de ampliconsobtidos de raiacutezes de
cana-de-accediluacutecar foi feito em sequenciador automaacutetico ABI 3100 utilizando-se o DYEnamic ET
Terminator Cycle Sequencing Kit (ABI Prism 3100 Applied Biossystems) As sequecircncias foram
analisadas para detecccedilatildeo de quimeras no programa Chimera Check utilizando o mesmo meacutetodo
descrito acima
32
Na anaacutelise de BLAST as sequecircncias obtidas de cada iniciador foram avaliadas
separadamente Tanto as sequecircncias obtidas do NCBI para o desenho de iniciadores como as
sequecircncias de cana-de-accediluacutecar do campo foram alinhadas por meio do ClustalW no programa
MEGA 40 (TAMURA et al 2007) e manualmente ajustadas para a anaacutelise filogeneacutetica As
sequecircncias ambientais obtidas com o emprego do iniciador ACAU220 foram alinhadas em 624
posiccedilotildees sendo 304 parsimocircnia-informativas As sequecircncias do iniciador GIGA202 foram
alinhadas em 586 posiccedilotildees sendo 313 parsimocircnia-informativas Alinharam-se as sequecircncias de
GLOMA690 em 298 posiccedilotildees com 115 parsimocircnia-informativas Por fim as sequecircncias do
iniciador GLOMB673 foram alinhadas em 498 posiccedilotildees sendo 239 parsimocircnia-informativas As
relaccedilotildees filogeneacuteticas entre as sequecircncias fuacutengicas foram inferidas por meio da anaacutelise de
neighbor joining (NJ) (SAITOU NEI 1987) no programa MEGA 40 Sequecircncias do gene rRNA
18S de milho (Zea mays) soja (Glycine max) e Homo sapiens foram utilizadas como outgroup
Na anaacutelise de NJ os ldquoGapsrdquo e ldquomissing datardquo sofreram deleccedilatildeo completa o modelo de
substituiccedilatildeo foi o de Jukes-Cantor com taxas uniformes entre sites A robustez da topologia
inferida foi testada com 1000 replicatas de ldquobootstraprdquo
As sequecircncias obtidas com todos os iniciadores em raiacutezes de cana-de-accediluacutecar foram
alinhadas em 256 posiccedilotildees sendo 124 parsimocircnio-informativas Utilizou-se o programa DOTUR
para o agrupamento de sequecircncias em unidades taxonocircmicas operacionais (UTOs) para a anaacutelise
de diversidade e para a obtenccedilatildeo da curva de rarefaccedilatildeo de sequecircncias As sequecircncias com uma
similaridade gt 99 foram consideradas pertencentes agrave mesma UTO Foi feita comparaccedilatildeo entre
as bibliotecas de sequecircncias por meio do programa webLIBSHUFF (SINGLETON et al 2001)
utilizando-se as matrizes de distacircncias evolutivas calculadas
22343 Purificaccedilatildeo dos amplicons
Os amplicons foram purificados dos geacuteis de agarose com o kit GFX PCR DNA and Gel
Band Purification (GE Healthcare) conforme instruccedilotildees do fabricante
As bandas de DNA foram excisadas do gel de agarose e colocadas em microtubo de 15
mL adicionando-se 1 microL de uma soluccedilatildeo tampatildeo de captura (GE Healthcare) por mg de gel O
microtubo foi agitado vigorosamente em vortex e incubado a 60oC ateacute que a agarose estivesse
completamente dissolvida Apoacutes a dissoluccedilatildeo total da agarose a amostra foi centrifugada por 30
33
segundos a 12000 g e incubada agrave temperatura ambiente durante 10 minutos Uma aliacutequota de
aproximadamente 300 microL da amostra foi transferida para a coluna de purificaccedilatildeo incubada
durante 10 minutos a temperatura ambiente e centrifugada por 30 segundos a 12000 g Este
processo foi entatildeo repetido com o volume restante da amostra O liacutequido que passou pela coluna
durante a centrifugaccedilatildeo foi descartado e adicionou-se agrave coluna 500 microL de tampatildeo de lavagem
(GE Healthcare) seguido de uma incubaccedilatildeo durante 10 minutos a temperatura ambiente e
centrifugaccedilatildeo por 30 segundos a 12000 g A coluna foi entatildeo transferida para um microtubo de
15 mL Para eluiccedilatildeo do DNA adicionou-se 50 microL de TE (pH 80) diretamente na matriz da
coluna incubando-se por 10 minutos e em seguida centrifugou-se por 30 segundos a 8000 g O
DNA recuperado no microtubo foi novamente centrifugado por 90 segundos a 8000 g para
remover a resina remanescente A soluccedilatildeo de DNA foi entatildeo transferida para novo microtubo de
15 mL A qualidade do DNA foi determinada apoacutes eletroforese em gel de agarose 1 (TBE 05
X) e coloraccedilatildeo com SYBR-Green I (Moleculat Probes) O marcador de massa Low DNA Mass
Ladder (Invitrogen) foi utilizado como padratildeo de tamanho e quantidade de DNA
22344 Clonagem dos amplicons do gene rRNA 18S
Os amplicons de parte do gene rRNA 18S foram clonados no vetor pGEM-T Easy
(Promega) segundo as instruccedilotildees do fabricante A reaccedilatildeo de ligaccedilatildeo dos amplicons ao plasmiacutedeo
foi feita utilizando-se tampatildeo de ligaccedilatildeo raacutepida 1X (30 mM Tris-HCl pH 78 10 mM DDT 1
mM ATP 5 polietilenoglicol PEG) e 3 U de DNA ligase T4 A soluccedilatildeo foi incubada a 4 ordmC
durante 16 horas Em seguida ceacutelulas competentes de Ecoli DH5α foram transformadas por
meio de choque teacutermico utilizando-se os produtos da reaccedilatildeo de ligaccedilatildeo As ceacutelulas transformadas
foram plaqueadas em meio Luria Bertani (LB-aacutegar) contendo ampicilina (50 microg mL-1
) e X-Gal
(5-bromo-4-cloro-3-indolil--D-galactosideo 20 microg mL-1
) As bacteacuterias contendo plasmiacutedeos
recombinantes foram selecionadas para cultivo em meio LB liacutequido contendo ampicilina (50 microg
mL-1
) durante 22 horas a 38 ordmC sob agitaccedilatildeo horizontal a 300 rpm
22345 Extraccedilatildeo do DNA plasmidial
Apoacutes o cultivo das bacteacuterias contendo o plasmiacutedeo recombinante em microplacas as
34
suspensotildees celulares foram centrifugadas por 6 minutos a 4000 g a 20 oC O sobrenadante foi
descartado e o peacutelete obtido foi lavado com 240 microL de uma soluccedilatildeo tampatildeo contendo 25 mM
Tris-HCl (pH 80) 10 mM EDTA (pH 80) e 50 mM de glicose centrifugado a 20oC por 6
minutos e 4000 g Apoacutes descarte do sobrenadante foi adicionado 80 microL da soluccedilatildeo tampatildeo e em
seguida as ceacutelulas foram ressuspendidas por agitaccedilatildeo Para uma microplaca de fundo ldquoUrdquo
contendo 1 microL de RNAse em cada cavidade (10 mg mL-1
) foram transferidos 60 microL de cada
suspensatildeo de ceacutelulas Em cada poccedilo da placa foram adicionados 60 microL da soluccedilatildeo de lise (NaOH
02 N e SDS 1) a placa foi selada a suspensatildeo homogeneizada por inversatildeo e incubada a
temperatura ambiente por 10 minutos Em seguida foram adicionados 60 microL de soluccedilatildeo
contendo 3M de acetato de potaacutessio 10 de aacutecido aceacutetico glacial misturando por inversatildeo A
placa foi mantida por 10 minutos agrave temperatura ambiente e entatildeo incubada aberta em estufa a
90oC por 30 minutos Apoacutes esse tempo a placa foi resfriada em gelo por 10 minutos e
centrifugada por 4 minutos (4000 g 20oC) O sobrenadante foi transferido para uma placa de 96
poccedilos Millipore (MAGV N22) fixada sobre uma placa de fundo ldquoVrdquo de 250 microL e o conjunto
centrifugado (sem a tampa) por 4 minutos a 4000 g e 4 oC Ao filtrado adicionou-se 110 microL de
isopropanol gelado e em seguida centrifugou-se por 45 minutos a 4000 g a 4 oC O precipitado
de DNA foi entatildeo lavado com 180 microL de etanol 70 Centrifugou-se novamente a 4000 g por 5
minutos a 4 oC Apoacutes o descarte do sobrenadante inverteu-se a placa sobre papel absorvente e
centrifugou-se por 1 minuto a 900 g e 4 oC Apoacutes secar durante 1 hora a temperatura ambiente o
DNA foi ressolubilizado em 80 microL de aacutegua ultrapura esterilizada durante toda a noite e
armazenado a -20 oC O DNA foi quantificado atraveacutes de espectrofotometria a 260 nm e sua
integridade determinada por eletroforese em gel de agarose 1 (TBE 05 X)
22346 Sequenciamento dos clones do gene rRNA 18S
Para o sequenciamento dos clones de fragmentos do gene rRNA 18S utilizou-se 200-500
ng de DNA plasmidial 10 pmol do iniciador M13f (5rsquo GTA AAA CGA CGG CCA G 3rsquo) 2 microL
de DYEnamic ET Terminator (GE Healthcare) 2 microL de soluccedilatildeo tampatildeo Save Money (200 mM
Tris-HCl pH 90 5 mM MgCl26H2O) e aacutegua ultrapura para um volume final de 10 microL A
amplificaccedilatildeo por PCR foi realizada em um termociclador Mastercycler Gradiente (Eppendorf)
com as seguintes condiccedilotildees 25 ciclos de 20 segundos a 95 oC 15 segundos a 50
oC e 1 minuto a
35
60 o
C Os produtos de PCR foram precipitados com 110 de volume de uma soluccedilatildeo de acetato de
soacutedio 15 M e EDTA 250 mM e 6 volumes de etanol 95 gelado As suspensotildees foram
centrifugadas a 4000 g por 45 minutos e o peacutelete lavado com etanol 70 a temperatura
ambiente O peacutelete foi seco no escuro por no miacutenimo 2 horas ressuspendido em formamida e
desnaturado a 96oC por 5 minutos O sequenciamento foi realizado em um sequenciador capilar
automaacutetico ABI 3100 (Applied Biosystems) de acordo com as recomendaccedilotildees do fabricante
22347 Anaacutelise de sequecircncias do gene rRNA 18S
A similaridade com sequecircncias de DNA existentes no banco de dados do GenBank foi
determinada pelo Basic Local Alignment Search Tool (BLAST) no NCBI (ALTSCHUL et al
1990) A existecircncia de quimeras foi determinada usando o Chimera Check version 27 do
Ribosomal Database Project (RDP) (MAIDAK et al 1999) Foi considerado que as sequecircncias
satildeo potencialmente quimeacutericas se elas tecircm um ponto de quebra de quimera distinto gt20 no
Chimera Check Para se confirmar a indicaccedilatildeo do programa Chimera Check as sequecircncias foram
re-analisadas usando-se o BLAST depois da exclusatildeo dos nucleotiacutedeos anteriores e posteriores ao
ponto de quebra da quimera Se um dos dois seguimentos isto eacute o anterior ou o posterior ao
ponto de quebra foi mais similar a outro organismo do que o organismo mais similar agrave sequecircncia
original completa entatildeo a sequecircncia foi considerada como quimera
Para a anaacutelise filogeneacutetica as sequecircncias foram agrupadas por UPGMA com distacircncia-p
Cada grupo foi formado com valor de corte de 04 de distacircncia entre as sequecircncias Uma
sequecircncia representativa de cada grupo formado foi utilizada para construccedilatildeo da aacutervore
filogeneacutetica por neighbor-joining (NJ) utilizando-se o programa MEGA versatildeo 31(KUMAR
TAMURA NEI 2004) apoacutes alinhamento das sequecircncias no programa ClustalW e ajuste manual
O alinhamento das sequecircncias foi feito com deleccedilatildeo completa dos ldquogapsrdquo e a matriz de distacircncia
foi calculada utilizando-se o paracircmetro Jukes-Cantor como modelo de substituiccedilatildeo assumindo
taxa uniforme de substituiccedilatildeo para siacutetios variaacuteveis A robustez da topologia inferida por NJ foi
testada por 1000 repeticcedilotildees de bootstrap (PEER WACHTER 1994)
Para o agrupamento de sequecircncias em unidades taxonocircmicas operacionais (UTOs)
empregou-se o programa DOTUR (SCHLOSS HANDELSMAN 2005) Para isso foi utilizada
uma matriz de distacircncia evolutiva calculada com o programa DNADIST com algoritmo de
36
Jukes-Cantor apoacutes alinhamento das sequecircncias dos clones das bibliotecas da amostra de raiacutezes de
cana-de-accediluacutecar SEM QUEIMA e da amostra COM QUEIMA preacutevia agrave colheita As sequecircncias
com uma similaridade gt 99 foram consideradas pertencentes agrave mesma UTO A estimativa de
riqueza de UTOs pelos meacutetodos natildeo-parameacutetricos ACE-1 (CHAO LEE 1992) e e Chao1
(CHAO 1984) dos iacutendices de diversidade de Shannon reciacuteproco do iacutendice de Simpson e a
cobertura de amostragem foram realizadas com o programa SPADE (CHAO SHEN 2003) A
comparaccedilatildeo estatiacutestica das bibliotecas de clones foi feita por meio do programa webLIBSHUFF
(SINGLETON et al 2001) utilizando as matrizes de distacircncias evolutivas calculadas
anterormente
23 Resultados e Discussatildeo
231 Comparaccedilatildeo dos meacutetodos de extraccedilatildeo de DNA das raiacutezes
O DNA total extraiacutedo das raiacutezes de braquiaacuteria inoculadas com FMAs apoacutes a eletroforese
pode ser visto na Figura 2 As amostras extraiacutedas com o meacutetodo adaptado de Redecker (2000)
foram as uacutenicas a natildeo apresentar bandas no gel As concentraccedilotildees de DNA obtidas com cada
meacutetodo satildeo apresentadas na Figura 3 Pode-se observar com base no desvio padratildeo que o meacutetodo
que apresenta menor variaccedilatildeo na quantidade de DNA extraiacuteda entre amostras eacute o kit MoBio
seguido pelo kit Bio101 Os meacutetodos adaptados de Edwards et al (1997) de Doyle e Doyle
(1990) e de Redecker (2000) apresentaram maior variabilidade entre as amostras Poreacutem a
concentraccedilatildeo dada pela comparaccedilatildeo com marcador molecular diferiu em ordem e em magnitude
da concentraccedilatildeo determinada com base na absorbacircncia
37
Figura 2 ndash Eletroforese em gel de agarose (2) do DNA total extraiacutedo de raiacutezes de braquiaacuteria colonizadas com
FMAs usando 5 diferentes meacutetodos de extraccedilatildeo A espeacutecie de FMA inoculada nas raiacutezes de braquiaacuteria
estaacute descrita acima do grupo de amostras LM - marcador de massa Low DNA Mass Ladder 1 ndash
extraccedilatildeo de DNA com kit FastDNA Spin (Bio 101 Vista Califoacuternia) 2 ndash extraccedilatildeo de DNA com kit
UltraClean Soil DNA Isolation (Mo Bio Laboratories Carlsbad CA USA) 3 ndash extraccedilatildeo de DNA com
meacutetodo adaptado de Edwards et al (1997) 4 ndash extraccedilatildeo de DNA com meacutetodo adaptado de Doyle amp
Doyle (1990) 5 ndash extraccedilatildeo de DNA com meacutetodo Adaptado de Redecker (2000)
As amostras extraiacutedas pelos meacutetodos do kit Bio101 adaptado de Edwards et al (1997) e
adaptado de Doyle e Doyle (1990) apresentaram DNA de melhor qualidade com base na relaccedilatildeo
A260A280 (Figura 4) Na Figura 4 eacute possiacutevel observar maior variabilidade na relaccedilatildeo A260A280
para as amostras do kit MoBio seguidas do kit Bio101 protocolo adaptado de Edwards (1997)
Doyle e Doyle (1990) e de Redecker (2000) Apesar disso as amostras do kit Bio101 foram as
que apresentaram maior eficiecircncia na amplificaccedilatildeo do gene rRNA 18S por PCR (Tabelas 2 e 3)
A eficiecircncia na amplificaccedilatildeo natildeo seguiu a ordem de concentraccedilatildeo de DNA inicial de qualquer um
dos meios de quantificaccedilatildeo tampouco apresentou maior frequecircncia de amplificaccedilatildeo as amostras
com valores de A260A280 mais proacuteximos a 18 Apesar de menor quantidade de DNA em relaccedilatildeo
ao extraiacutedo pelos meacutetodos adaptados de Edwards et al (1997) e de Doyle e Doyle (1990) a
eficiecircncia de amplificaccedilatildeo foi maior para as amostras obtidas com o Kit Bio101 Utilizando-se o
par de iniciadores NS1 e NS8 natildeo foi possiacutevel amplificar o DNA das amostras extraiacutedas com o
meacutetodo adaptado de Redecker (2000) ou com o adaptado de Edwards et al (1997) (Tabela 2) A
Massa (ng)
100 60 40
20
10
5
Massa (ng)
100 60 40
20
10
5
38
maior frequumlecircncia de amplificaccedilatildeo foi obtida com o DNA extraiacutedo com kit Bio101 (83 )
seguida pelo DNA extraiacutedo com o meacutetodo adaptado de Doyle e Doyle (1990) (67 ) e
finalmente pelo DNA extraiacutedo com o kit MoBio (50 ) A avaliaccedilatildeo do gel de agarose apoacutes
eletroforese do DNA extraiacutedo sugere que esses resultados podem estar relacionados a impurezas
presentes na amostra Apoacutes a eletroforese nota-se um efeito de arraste nas amostras mais
concentradas sendo mais intenso nas amostras de DNA obtidas com os meacutetodos adaptados de
Edwards et al (1997) e de Doyle e Doyle (1990)
Quando se utilizou o par de iniciadores SSU Glom1 e LSU Glom1 o miacutenimo de 3
amostras de DNA de um total de 5 de cada meacutetodo apresentou amplificaccedilatildeo positiva (Tabela 3)
Novamente a maior frequecircncia de amplificaccedilatildeo foi observada com as amostras de DNA extraiacutedo
pelo kit Bio101 (100 ) seguidas do meacutetodo adaptado de Edwards et al (1997) e de Doyle e
Doyle (1990) (83 ) e pelo kit MoBio e o meacutetodo adaptado de Redecker (2000) (67 ) Sendo
assim o meacutetodo usando o kit Bio101 foi o escolhido para as extraccedilotildees de DNA das raiacutezes de
cana-de-accediluacutecar em condiccedilotildees do campo
Figura 3 ndash Concentraccedilatildeo de DNA de raiacutezes de braquiaacuteria extraiacutedo com os 5 meacutetodos A - concentraccedilatildeo determinada
por comparaccedilatildeo com marcador de massa B - concentraccedilatildeo medida a partir da absorbacircncia a 260 nm As
barras verticais indicam o desvio padratildeo Meacutedias seguidas de letras iguais natildeo diferem estatisticamente
pelo Tukey (p lt 005) O DNA extraiacutedo com o meacutetodo adaptado adaptado de Redecker (2000) natildeo foi
visualizado no gel apoacutes a eletroforese
A B
a a
b b
c
a
b bc
c
39
Figura 4 ndash Valores da relaccedilatildeo entre as absorbacircncias a 260 e 280 nm (A260A280) do DNA extraiacutedo de raiacutezes de
Brachiaria sp As barras representam o desvio padratildeo
Pode-se concluir que as quantificaccedilotildees de DNA por comparaccedilatildeo com marcador de massa
e por espectrofotometria nem sempre refletem a quantidade e a viabilidade de amplificaccedilatildeo do
DNA em amostras ambientais com uma comunidade microbiana diversa Sendo assim em
estudos de amostras ambientais natildeo eacute adequado se fazer generalizaccedilotildees sobre a metodologia mais
eficiente para a quantificaccedilatildeo do DNA ou para a avaliaccedilatildeo de sua qualidade O ideal seria um
estudo preacutevio para determinar as melhores condiccedilotildees de extraccedilatildeo e quantificaccedilatildeo para a
investigaccedilatildeo pretendida
A260A
280
40
Tabela 2 - Amplificaccedilatildeo do fragmento do gene rRNA 18S de amostras de DNA extraiacutedo de raiacutezes de braquiaacuteria utilizando
os iniciadores NS1 e NS8
FMA inoculado
Meacutetodo
A
scrobiculata
G
rosea
G
clarum
G
etunicatum
P
brasilianum
G rosea e S
heterogama FA ()
Kit Bio101 + + + + - + 83
Kit MoBio - + + - - + 50
Adaptado de Edwards et al (1997) - - - - - - -
Adaptado de Doyle amp Doyle (1990) + + - + - + 67
Adaptado de Redecker (2000) - - - - - - -
FA ()
40 60 40 40 - 60
FA - Frequecircncia de amplificaccedilatildeo
Tabela 3 - Amplificaccedilatildeo do fragmento do gene rRNA 18S de amostras de DNA extraiacutedo de raiacutezes de braquiaacuteria utilizando os
iniciadores SSU Glom1 e LSU Glom1
FMA inoculado
Meacutetodo
A
scrobiculata
G
rosea
G
clarum
G
etunicatum
P
brasilianum
G rosea e S
heterogama FA ()
Kit Bio101 + + + + + + 100
Kit MoBio - + + - + + 67
Adaptado de Edwards et al (1997) + + + + - + 83
Adaptado de Doyle amp Doyle (1990) - + + + + + 83
Adaptado de Redecker (2000) + - + + - + 67
Freq () 60 80 100 80 60 100
FA - Frequecircncia de amplificaccedilatildeo
41
232 Desenho e validaccedilatildeo de iniciadores especiacuteficos para grupos de FMAs
Para a obtenccedilatildeo de sequecircncias do gene rRNA 18S de FMAs comuns a ecossistemas
brasileiros inicialmente foram utilizadas espeacutecies isoladas da coleccedilatildeo de FMAs do Departamento
de Ciecircncia do Solo da ESALQ mantidas em plantas multiplicadoras em casa-de-vegetaccedilatildeo A
amplificaccedilatildeo com os pares de iniciadores NSF4 e NSR1787 ou NS1 e NS8 do DNA extraiacutedo de
esporos das espeacutecies Gigaspora margarita Gigaspora rosea Scutellospora heterogama Glomus
intraradices Glomus formasanum Acaulospora scrobiculata e Paraglomus brasilianum
apresentou aproximadamente 30 de eficiecircncia No entanto a clonagem desses fragmentos em
E coli natildeo foi possiacutevel Considerando-se que existe um bom nuacutemero de sequecircncias do gene
rRNA 18S de espeacutecies de FMAs comuns em ecossistemas brasileiros depositadas nos bancos de
dados puacuteblicos e que o dispecircndio de recursos e tempo para otimizaccedilatildeo da teacutecnica natildeo eacute
compensador decidiu-se usar tais sequecircncias depositadas para desenho de iniciadores especiacuteficos
para grupos de FMAs Desse modo nesse trabalho foram desenhados iniciadores especiacuteficos
para os grupos de FMAs mais frequentes em amostras ambientais Acaulosporaceae
Gigasporaceae Glomus Grupo A e Glomus Grupo B
As sequecircncias utilizadas para o desenho dos iniciadores satildeo apresentadas na Tabela 4
Essas foram alinhadas e agrupadas em funccedilatildeo de sua similaridade usando-se o programa
Sequencher 46 A famiacutelia Acaulosporaceae formou um agrupamento a 96 de similaridade o
Glomus Grupo B formou um agrupamento a 95 Gigasporaceae a 94 e Glomus Grupo A a
93 de similaridade
A formaccedilatildeo de um agrupamento somente com as sequecircncias de Glomeromycota natildeo foi
possiacutevel porque a diversidade de sequecircncias entre os FMAs eacute alta ao ponto de o agrupamento
apresentar sequecircncias de outros fungos Isto eacute uma das limitaccedilotildees para se desenhar um iniciador
que seja especiacutefico para todos os fungos de Glomeromycota A razatildeo para isso eacute a divergecircncia
dos grupos basais de Archaeosporaceae e Paraglomeraceae A Figura 5 apresenta a anaacutelise
filogeneacutetica das sequecircncias do gene rRNA 18S representativas dos gupos e que foram utilizadas
para o desenho de iniciadores
42
Tabela 4 ndash Sequecircncias de fungos alvo e natildeo-alvo obtidas do banco de dados do NCBI para o desenho de iniciadores
especiacuteficos para amplificarem o gene rRNA 18S de Glomeromycota
(continua)
Organismo Grupo Filo Acesso
Acaulospora laevis Acaulosporaceae Glomeromycota [AJ2508471]
Acaulospora laevis Acaulosporaceae Glomeromycota [Y176332]
Acaulospora longula Acaulosporaceae Glomeromycota [AJ3064391]
Acaulospora scrobiculata Acaulosporaceae Glomeromycota [AJ3064421]
Entrophospora colombiana Acaulosporaceae Glomeromycota [AB2201701]
Gigaspora albida Gigasporaceae Glomeromycota [AJ8526001]
Gigaspora albida Gigasporaceae Glomeromycota [AJ8525991]
Gigaspora decipiens Gigasporaceae Glomeromycota [U961461]
Gigaspora gigantea Gigasporaceae Glomeromycota [AJ8526021]
Gigaspora gigantea Gigasporaceae Glomeromycota [AJ8526011]
Gigaspora gigantea Gigasporaceae Glomeromycota [EF0143621]
Gigaspora margarita Gigasporaceae Glomeromycota [AJ8526051]
Gigaspora margarita Gigasporaceae Glomeromycota [AJ8526041]
Gigaspora margarita Gigasporaceae Glomeromycota [AJ8526031]
Gigaspora margarita Gigasporaceae Glomeromycota [AM1811441]
Gigaspora margarita Gigasporaceae Glomeromycota [AM1811431]
Gigaspora rosea Gigasporaceae Glomeromycota [AJ8526081]
Gigaspora rosea Gigasporaceae Glomeromycota [AJ8526071]
Gigaspora rosea Gigasporaceae Glomeromycota [AJ8526061]
Gigaspora rosea Gigasporaceae Glomeromycota [X587261]
Scutellospora aurigloba Gigasporaceae Glomeromycota [AJ2760932]
Scutellospora aurigloba Gigasporaceae Glomeromycota [AJ2760922]
Scutellospora calospora Gigasporaceae Glomeromycota [AJ3064461]
Scutellospora calospora Gigasporaceae Glomeromycota [AJ3064451]
Scutellospora calospora Gigasporaceae Glomeromycota [AJ3064431]
Scutellospora castanea Gigasporaceae Glomeromycota [AF0385901]
Scutellospora cerradensis Gigasporaceae Glomeromycota [AB0413451]
Scutellospora cerradensis Gigasporaceae Glomeromycota [AB0413441]
Scutellospora fulgida Gigasporaceae Glomeromycota [AJ3064351]
Scutellospora gilmorei Gigasporaceae Glomeromycota [AJ2760942]
Scutellospora gregaria Gigasporaceae Glomeromycota [AJ8712751]
Scutellospora gregaria Gigasporaceae Glomeromycota [AJ8712741]
Scutellospora heterogama Gigasporaceae Glomeromycota [AJ3064341]
Scutellospora heterogama Gigasporaceae Glomeromycota [AY6358321]
Scutellospora heterogama Gigasporaceae Glomeromycota [U365931]
Scutellospora heterogama Gigasporaceae Glomeromycota [AJ8526091]
Scutellospora nodosa Gigasporaceae Glomeromycota [AJ3064371]
Scutellospora projecturata Gigasporaceae Glomeromycota [AJ2427291]
Scutellospora reticulata Gigasporaceae Glomeromycota [AJ8712731]
Scutellospora spinosissima Gigasporaceae Glomeromycota [AJ3064361]
Scutellospora weresubiae Gigasporaceae Glomeromycota [AJ3064441]
Glomus caledonium Glomus grupo A Glomeromycota [Y176532]
Glomus caledonium Glomus grupo A Glomeromycota [Y176353]
Glomus clarum Glomus grupo A Glomeromycota [AJ2760842]
Glomus clarum Glomus grupo A Glomeromycota [AJ8525971]
Glomus coremioides Glomus grupo A Glomeromycota [AJ2497151]
Glomus coronatum Glomus grupo A Glomeromycota [AJ2760862]
Glomus fasciculatum Glomus grupo A Glomeromycota [Y176402]
Glomus fragilistratum Glomus grupo A Glomeromycota [AJ2760852]
Glomus geosporum Glomus grupo A Glomeromycota [AJ2456372]
Glomus intraradices Glomus grupo A Glomeromycota [AJ3018591]
43
Tabela 4 ndash Sequecircncias de fungos alvo e natildeo-alvo obtidas do banco de dados do NCBI para o desenho de iniciadores
especiacuteficos para amplificarem o gene rRNA 18S de Glomeromycota
(continuaccedilatildeo)
Organismo Grupo Filo Acesso
Glomus intraradices Glomus grupo A Glomeromycota [AJ8525261]
Glomus intraradices Glomus grupo A Glomeromycota [AY6358311]
Glomus intraradices Glomus grupo A Glomeromycota [DQ3226301]
Glomus intraradices Glomus grupo A Glomeromycota [X587251]
Glomus manihotis Glomus grupo A Glomeromycota [U365901]
Glomus manihotis Glomus grupo A Glomeromycota [Y176483]
Glomus mosseae Glomus grupo A Glomeromycota [AJ3064381]
Glomus mosseae Glomus grupo A Glomeromycota [AY6358331]
Glomus mosseae Glomus grupo A Glomeromycota [U961431]
Glomus mosseae Glomus grupo A Glomeromycota [U961441]
Glomus mosseae Glomus grupo A Glomeromycota [U961451]
Glomus sinuosum Glomus grupo A Glomeromycota [AJ1337061]
Glomus verruculosum Glomus grupo A Glomeromycota [AJ3018581]
Glomus etunicatum Glomus grupo B Glomeromycota [AJ8525981]
Glomus cf etunicatum Glomus grupo B Glomeromycota [Y176442]
Glomus luteum Glomus grupo B Glomeromycota [U365911]
Glomus claroideum Glomus grupo B Glomeromycota [AF1397321]
Glomus viscosum Glomus grupo B Glomeromycota [Y176522]
Glomus etunicatum Glomus grupo B Glomeromycota [Y176392]
Glomus luteum Glomus grupo B Glomeromycota [AJ2760893]
Glomus lamellosum Glomus grupo B Glomeromycota [AJ2760872]
Glomus claroideum Glomus grupo B Glomeromycota [AJ2760802]
Glomus claroideum Glomus grupo B Glomeromycota [AJ2760792]
Glomus claroideum Glomus grupo B Glomeromycota [AJ2760752]
Glomus lamellosum Glomus grupo B Glomeromycota [AJ2760833]
Archaeospora leptoticha Ambisporaceae Glomeromycota [AB0150521]
Archaeospora leptoticha Ambisporaceae Glomeromycota [AB2201721]
Archaeospora leptoticha Ambisporaceae Glomeromycota [AJ0064661]
Archaeospora leptoticha Ambisporaceae Glomeromycota [AJ3018611]
Acaulospora trappei Archaeosporaceae Glomeromycota [AJ0068001]
Acaulospora trappei Archaeosporaceae Glomeromycota [AJ0068011]
Archaeospora trappei Archaeosporaceae Glomeromycota [AM1142741]
Archaeospora trappei Archaeosporaceae Glomeromycota [Y176343]
Diversispora spurca Diversisporaceae Glomeromycota [AJ2760772]
Diversispora spurca Divesisporaceae Glomeromycota [Y176502]
Glomus versiforme Diversisporaceae Glomeromycota [AJ2760883]
Glomus versiforme Diversisporaceae Glomeromycota [X866873]
Glomus fulvum Glomeraceae Glomeromycota [AM4185431]
Pacispora scintillans Pacisporaceae Glomeromycota [AJ6199551]
Pacispora scintillans Pacisporaceae Glomeromycota [AJ6199541]
Pacispora scintillans Pacisporaceae Glomeromycota [AJ6199531]
Glomus occultum Paraglomeraceae Glomeromycota [AJ0067981]
Glomus occultum Paraglomeraceae Glomeromycota [AJ0067991]
Paraglomus brasilianum Paraglomeraceae Glomeromycota [AJ3018621]
Paraglomus occultum Paraglomeraceae Glomeromycota [AJ2760813]
Paraglomus occultum Paraglomeraceae Glomeromycota [AJ2760822]
Paraglomus occultum Paraglomeraceae Glomeromycota [DQ3226291]
Geosiphon pyriformis natildeo-alvo Glomeromycota [AJ2760742]
Geosiphon pyriformis natildeo-alvo Glomeromycota [AM1839231]
Geosiphon pyriformis natildeo-alvo Glomeromycota [X866862]
Geosiphon pyriformis natildeo-alvo Glomeromycota [Y159043]
44
Tabela 4 ndash Sequecircncias de fungos alvo e natildeo-alvo obtidas do banco de dados do NCBI para o desenho de iniciadores
especiacuteficos para amplificarem o gene rRNA 18S de Glomeromycota
(continuaccedilatildeo)
Organismo Grupo Filo Acesso
Geosiphon pyriformis natildeo-alvo Glomeromycota [Y159053]
Buellia dialyta natildeo-alvo Ascomycota [DQ9730091]
Capnodium coffeae natildeo-alvo Ascomycota [DQ2478081]
Capnodium salicinum natildeo-alvo Ascomycota [DQ6779971]
Capronia munkii natildeo-alvo Ascomycota [EF4136031]
Capronia pilosella natildeo-alvo Ascomycota [DQ8231061]
Cladonia caroliniana natildeo-alvo Ascomycota [AY5846641]
Diaporthe eres natildeo-alvo Ascomycota [DQ4710151]
Geoglossum nigritum natildeo-alvo Ascomycota [AY5446941]
Ophioparma lapponica natildeo-alvo Ascomycota [DQ9730051]
Orbilia auricolor natildeo-alvo Ascomycota [DQ4710011]
Orbilia vinosa natildeo-alvo Ascomycota [DQ4710001]
Peziza proteana f sparassoides natildeo-alvo Ascomycota [AY5447031]
Peltula umbilicata natildeo-alvo Ascomycota [DQ7828871]
Peziza vesiculosa natildeo-alvo Ascomycota [DQ4709951]
Taphrina wiesneri natildeo-alvo Ascomycota [AY5482931]
Xylaria acuta natildeo-alvo Ascomycota [AY5447191]
Xylaria hypoxylon natildeo-alvo Ascomycota [AY5446921]
Amanita brunnescens natildeo-alvo Basidiomycota [AY7070961]
Lactarius lignyotus natildeo-alvo Basidiomycota [DQ4576261]
Pleurotus ostreatus natildeo-alvo Basidiomycota [AY6570151]
Puccinia poarum natildeo-alvo Basidiomycota [DQ8310292]
Rhodotorula glutinis natildeo-alvo Basidiomycota [DQ8321941]
Rhodotorula hordea natildeo-alvo Basidiomycota [AY6570131]
Rhodotorula mucilaginosa natildeo-alvo Basidiomycota [DQ8321991]
Sphenospora kevorkianii natildeo-alvo Basidiomycota [DQ3545201]
Tilletiaria anomala natildeo-alvo Basidiomycota [AY8037521]
Trechispora sp natildeo-alvo Basidiomycota [AY8037531]
Tremella aurantia natildeo-alvo Basidiomycota [DQ8360001]
Udeniomyces puniceus natildeo-alvo Basidiomycota [DQ8360061]
Uromyces appendiculatus natildeo-alvo Basidiomycota [DQ3545101]
Ustilago tritici natildeo-alvo Basidiomycota [DQ8468951]
Chytriomyces hyalinus natildeo-alvo Chytridiomycota [DQ5364871]
Cladochytrium replicatum natildeo-alvo Chytridiomycota [AY5466831]
Cyllamyces aberensis natildeo-alvo Chytridiomycota [DQ5364811]
Gaertneriomyces semiglobiferus natildeo-alvo Chytridiomycota [AF1642472]
Olpidium brassicae natildeo-alvo Chytridiomycota [DQ3226241]
Physoderma maculare natildeo-alvo Chytridiomycota [DQ5364891]
Polychytrium aggregatum natildeo-alvo Chytridiomycota [AY6017111]
Rhizidium endosporangiatum natildeo-alvo Chytridiomycota [DQ5364841]
Rhizophlyctis harderi natildeo-alvo Chytridiomycota [AF1642722]
Rhizophlyctis rosea natildeo-alvo Chytridiomycota [AY6358291]
Rhizophydium elyensis natildeo-alvo Chytridiomycota [DQ5364791]
Rozella allomycis natildeo-alvo Chytridiomycota [AY6358381]
Spizellomyces punctatus natildeo-alvo Chytridiomycota [AY5466841]
Basidiobolus ranarum natildeo-alvo Zygomycota [AY6358411]
Coemansia reversa natildeo-alvo Zygomycota [AY5466851]
Cokeromyces recurvatus natildeo-alvo Zygomycota [AY6358431]
Endogone lactiflua natildeo-alvo Zygomycota [DQ5364711]
Endogone pisiformis natildeo-alvo Zygomycota [DQ3226281]
Entomophthora muscae natildeo-alvo Zygomycota [AY6358201]
45
Tabela 4 ndash Sequecircncias de fungos alvo e natildeo-alvo obtidas do banco de dados do NCBI para o desenho de iniciadores
especiacuteficos para amplificarem o gene rRNA 18S de Glomeromycota
(conclusatildeo)
Organismo Grupo Filo Acesso
Mortierella sp natildeo-alvo Zygomycota [AY6358281]
Orphella haysii natildeo-alvo Zygomycota [DQ3226261]
Phycomyces blakesleeanus natildeo-alvo Zygomycota [AY6358371]
Rhizopus stolonifer natildeo-alvo Zygomycota [DQ5364741]
Rhopalomyces elegans natildeo-alvo Zygomycota [AY6358341]
Umbelopsis ramanniana natildeo-alvo Zygomycota [DQ3226271]
Nessa anaacutelise verifica-se que membros das classes Archaeoporales e Paraglomerales
formam clades mais distantes filogeneticamente dos demais Glomeromycota o que estaacute de
acordo com outros estudos filogeneacuteticos com base no gene rRNA 18S desses fungos
(REDECKER MORTON BRUNS 2000) Aleacutem disso com as sequecircncias desse estudo e
utilizando o programa Sequencher 46 foi observado que esses dois grupos basais de FMAs estatildeo
associados com outros fungos em um agrupamento a 90 de similaridade enquanto as
sequecircncias restantes de FMAs formam um agrupamento distinto Haacute formaccedilatildeo de um
agrupamento com todos as sequecircncias de FMAs a 89 de similaridade mas esse tambeacutem inclui
sequecircncias de vaacuterios outros fungos Ainda assim uma sequecircncia consenso formada somente por
Glomeromycota foi obtida apoacutes alinhamento das sequecircncias com o programa Multalin e utilizada
para o desenho de iniciadores No entanto natildeo haacute uma regiatildeo conservada no gene rRNA 18S de
Glomeromycota que exclua outros fungos Portanto a divergecircncia de sequecircncias do gene rRNA
18S dentro do grupo de Glomeromycota impossibilita o desenho de iniciadores especiacuteficos para
amplificar uma regiatildeo do gene rRNA 18S comum a todos os FMAs
Ao contraacuterio do presente trabalho Lee Lee e Young (2008) desenharam os iniciadores
AML1 e AML2 especiacuteficos para todos os fungos de Glomeromycota inclusive os grupos basais
Archaeosporales e Paraglomerales No entanto verifica-se 100 de similaridade quando alinha-
se o iniciador AML1 com sequecircncias de fungos natildeo-alvo do banco Genbank tais como as
sequecircncias do gene rRNA 18S de Taphrina wiesneri (Ascomycota acesso AY5482931)
Amanita brunnescens (Basidiomycota acesso AY7070961) Rhizidium endosporangiatum
(Chytridiomycota acesso DQ5364841) e Endogone pisiformis (Zygomycota acesso
DQ3226281) (dados natildeo mostrados) O AML2 pode ser usado alternativamente como o segundo
iniciador (reverso) na reaccedilatildeo de amplificaccedilatildeo apesar de ele apresentar as 7 primeiras bases na
extremidade 3rsquo similar a alguns fungos natildeo-alvo (dados natildeo mostrados)
46
Figura 5 ndash Relaccedilotildees filogeneacuteticas entre os diferentes fungos micorriacutezicos arbusculares determinadas por neighbor-
joining com base nas sequecircncias dos genes rRNA 18S Essas satildeo sequecircncias representativas dos grupos
utilizados para o desenho de iniciadores Os nuacutemeros sobre os ramos indicam a percentagem de 1000
repeticcedilotildees da anaacutelise de bootstrap A barra representa duas substituiccedilotildees a cada 100 nucleotiacutedeos Os
nomes dos iniciadores desenhados nesse trabalho estatildeo grafados em itaacutelico e negrito abaixo do nome dos
seus grupos ndash Gigasporaceae Acaulosporaceae Glomus grupo A e Glomus grupo B As linhas
transversais tracejadas indicam famiacutelias ou grupos e as linhas cheias indicam os filos
47
O baixo nuacutemero de sequecircncias e espeacutecies de Diversisporaceae e Pacisporaceae
disponiacuteveis nos bancos de dados puacuteblicos eacute insuficiente para o desenho de iniciadores
especiacuteficos por essa razatildeo esses dois grupos de FMAs natildeo foram considerados para o desenho
dos iniciadores grupo-especiacuteficos
Desenho de iniciadores grupo-especiacuteficos Utilizando os programas Beacon Designer
702 Primer3 e a busca manual foram encontradas por volta de 150 sequecircncias de
oligonucleotiacutedeos com potencial para serem usadas como iniciadores Para os ensaios de PCR
sete desses oligonucleotiacutedeos foram selecionados com base na avaliaccedilatildeo de especificidade
utilizando o BLAST e o alinhamento com sequecircncias alvo e natildeo-alvo e segundo as propriedades
dos iniciadores avaliadas no programa Oligo Analyzer O programa Beacon Designer 702 natildeo
possibilitou o desenho de iniciadores especiacuteficos As sequecircncias dos sete iniciadores selecionados
satildeo apresentadas na Tabela 5 juntamente com suas respectivas temperaturas de desnaturaccedilatildeo
(Tm) calculada com o programa Oligo Analyzer e tamanho esperado dos amplicons quando
utilizados com o iniciador nu-SSU-1196 modificado
Nas Figuras 6 a 11 satildeo mostrados os alinhamentos dos iniciadores com as sequecircncias alvo
e diversas sequecircncias natildeo-alvo representadas pelos grupos filogeneacuteticos Glomeromycota
Ascomycota Basidiomycota Chytridiomycota Zygomycota Faneroacutegamas e Homo sapiens
Tabela 5 ndash Iniciadores selecionados e suas respectivas temperaturas de desnaturaccedilatildeo (Tm) e
tamanho de amplicons esperados quando utilizados com o iniciador nu-SSU-1196
modificado
Iniciador Sequecircncia (5 rarr 3) Especificidade Tm (ordmC)
Tamanho
esperado do
amplicon (pb)
ACAU220 GGG GTT TCC CAT TGG TGR ATC AT Acaulosporaceae 646 995
GLOMB652 TAA GGG GTA TGA ACT GGT GTA G Glomus Grupo B 603 565
GLOMB673 GTC AAT TTC TCA CCT TCT GGA G Glomus Grupo B 603 544
GIGA202 AAA CCA ATA RCC TTC GGG TTT C Gigasporaceae 603 987
GIGA615 TAG TTG AAT TTC GGG GTT CTA C Gigasporaceae 584 574
GLOMA189 TTA GAT AAA AAA CCA ATA TCG GG Glomus Grupo A 557 1018
GLOMA690 CGT AAT GCC ATT AAT TTG GTG T Glomus Grupo A 565 517
48
ACAU220 GGGGTTTCCCATTGGTGRATCAT
Acaulospora longula TTTTGGGGTTTCCCATTGGTGGATCATAATAACTTT
Acaulospora scrobiculata GCAAGGGGTTTCCCATTGGTGAATCATAATAACTTT
Acaulospora laevis GCAAGGGGTTTCCCATTGGTGAATCATAATAACTTT
Entrophospora colombiana GCAAGGGGTTTCCCATTGGTGAATCATAATAACTTT
Scutellospora heterogama -CTTCGGGTTTCAC-TTGGTGATTCATGATAACTTT
Pacispora scintilans TTCG-GGGTTTC-CTTTGGTGATTCATGATAACTTT
Glomus intraradices GCAACCGA-TTC-CCTTGGTGATTCATAATAACTTT
Glomus etunicatum GCAACCAACTAAACCTTGGTGATTCATGATAACTTT
Paraglomus brasilianum TATGCCGG--AA-CTGTGGTGAATCATGATAACTTG
Archaeospora leptoticha TTCGGGCGAGTCCC-TTGGTGATTCATGGTAACTTT
Pleurotus ostreatus -CTCGCCGCTCCC--TTGGTGATTCATAATAACTTC
Rhizidium endosporangiatum -GCAACCGGTTCT--TTGGTGATTCATGGTAACTTT
Chytriomyces hyalinus ---AAACGGTTCT--TTGGTGATTCATAGTAACTTT
Capnodium coffeae -CCCTTCGGGGCTCAATGGTGAATCATAATAACTTA
Ustilago tritici -CTCCTCGGAGTT---TGGCGATTCATAATAACTTC
Rhizopus stolonifer TAAAACCTGTTTC--TTGGTGAATCATAATAATTAA
Endogone pisiformis -AACCACTCATC----TGGTGATTCATAATAACTTT
Cladonia caroliniana -CCCTTCGGGGCTCCTTGGTGATTCATAATAACTTC
Zea mays TCTGCCCGCCGAT--CCGATGATTCATGATAACTTG
Glycine max TCTGCCTGTTGCT--TTGATGATTCATGATAACTCG
Figura 6 ndash Local de ancoramento do iniciador ACAU220 (5rsquorarr 3rsquo) nas sequecircncias do gene rRNA 18S de FMAs e
outros organismos O iniciador e o local de iniciaccedilatildeo nas sequecircncias alvo satildeo mostrados em negrito
Similaridades das sequecircncias dos organismos e do iniciador estatildeo marcadas em cinza
GIGA202 AAACCAATARCCTTCGGGTTTC
Scutellospora heterogama AGAT-AAAAACCAATAACCTTCGGGTTTC-AC----TTGGTG
Scutellospora calospora AGAT-GAAAACCAATAGCCTTCGGGTTTCCAC----TTGGTG
Scutellospora projecturata AGAT-AAAAACCAATAACCTTCGGGTTTCCAC----TTGGTG
Gigaspora gigantea AGAT-AAAAACCAATAACCTTCGGGTTTCC-C----TTGGTG
Gigaspora margarita AGAT-AAAAACCAATAACCTTCGGGTTTCC-C----TTGGTG
Gigaspora rosea AGAT-AAAAACCAATAACCTTCGGGTTTCC-C----TTGGTG
Scutellospora gilmorei AGAT-AAAAACCAATAACCTTCGGGTTTC-AC----TTGGTG
Scutellospora fulgida AGAT-AAAAACCAATAACCTTCGGGTTTC-AC----TTGGTG
Scutellospora spinosissima AGAT-AAAAACCAATAACCTTCGGGTTTC-AC----TTGGTG
Scutellospora gregaria AGAT-AAAAACCAATAACCTTCGGGTTTC-AC----TTGGTG
Scutellospora weresubiae AGAT-AAAAACCAATAACCTTCGGGTTTC-AT----ATGGTG
Scutellospora cerradensis AGAT-AAAAACCAATAACCTTCGGGTTTC-AC----TTGGTG
Gigaspora albida AGAT-AAAAACCAATAACCTTCGGGTTTCC-C----TTGGTG
Scutellospora nodosa AGGT-AAAAACCAATAACCTTCGGGTTTCCAG----TTGGTG
Scutellospora castanea AGAT-AAAAACCAATAACCTTCGGGTTTC-AC----TTGGTG
Scutellospora aurigloba AGAT-AAAAACCAATAGCCTTCGGGTTTCAAC----TTGGTG
Pacispora scintillans AGATAAAAAACCAATAGCCCTTCGGGGTT--TCCT-TTGGTG
Glomus intraradices AGATAAAAAACCAATATCGGGCAACCGAT--TCCC-TTGGTG
Acaulospora longula AGATAAAAAACCAATAACTCCTTTTGGGGTTTCCCATTGGTG
Glomus etunicatum AGATAAAAAACCAACAGTTGGGCAACCAACTAAACCTTGGTG
Paraglomus brasilianum AGATAAAAAGCCAACCCGGCTTATGCCGGAACT---GTGGTG
Archaeospora leptoticha AGATACAAAACCAATCTCGTCTTCGGGCGAGTCCC-TTGGTG
Capnodium coffeae AGATAAAAAACCAATGCCCTTCGGGGCTCAA-----T-GGTG
Cladonia caroliniana AGATAAAAAACCAATGCCCTTCGGGGCTCC------TTGGTG
Pleurotus ostreatus AGATAAAAAACCGACGCGGCTCGCCGCTCCC-----TTGGTG
Endogone pisiformis AGATAAAAAACCAACGTGGGCAACCACTCAT-----CTGGTG
Ustilago tritici AGAT-AAAAACC-ATCCTCCTCGGAGT---------TTGGCG
Chytriomyces hyalinus AGATAAAAAACCAACCCGGAAACGGTT-C-T-----TTGGTG
Rhizidium endosporangiatum AGATAAAAAACCAACCCGGGCAACCGGTTCT-----TTGGTG
Rhizopus stolonifer AGAT--AAAACCAACGCGGGGTAAAACCTGTTTC--TTGGTG
Zea mays AGATAAAAGGCTGACGCGGGCTCTGCCCGCCGAT--CCGATG
Glycine max AGATAAAAGGTCAACACAGGCTCTGCCTG-TTGCT-TTGATG
Homo sapiens AGAT-CAAAACCAACCCGGTCAGCCCCTCTCCGGCCCCGGCC
Figura 7 ndash Local de ancoramento do iniciador GIGA202 (5rsquorarr 3rsquo) nas sequecircncias do gene rRNA 18S de FMAs e
outros organismos O iniciador e o local de iniciaccedilatildeo nas sequecircncias alvo satildeo mostrados em negrito
Similaridades das sequecircncias dos organismos e do iniciador estatildeo marcadas em cinza
49
GIGA615 TAGTTGAATTTCGGGGTTCTAC
Scutellospora heterogama GCTCGTAGTTGAATTTCGGGGTTCCACCGTTG
Scutellospora calospora GCTCGTAGTTGAATTTCGGGGTTCTACCGTTG
Scutellospora projecturata GCTCGTAGTTGAATTTCGGGGTTCTACCATTG
Gigaspora gigantea GCTCGTAGTTGAATTTCGGGGTTCTACCGTTG
Gigaspora margarita GCTCGTAGTTGAATTTCGGGGTTCTACCGTTG
Gigaspora rosea GCTCGTAGTTGAATTTCGGGGTTCTACCGTTG
Scutellospora gilmorei GCTCGTAGTTGAATTTCGGGGTTCTACCGTTG
Scutellospora fulgida GCTCGTAGTTGAATTTCGGGGTTCTACCGTTG
Scutellospora spinosissima GCTCGTAGTTGAATTTCGGGGTTCTACCGTTG
Scutellospora gregaria GCTCGTAGTTGAATTTCGGGGTTCTACCGTTG
Scutellospora weresubiae GCTCGTAGTTGAATTTCGGGGTTCTACCGTTG
Scutellospora cerradensis GCTCGTAGTTGAATTTCGGGGTTCTACCGTTG
Gigaspora albida GCTCGTAGTTGAATTTCGGGGTTCTACCGTTG
Scutellospora nodosa GCTCGTAGTTGAATTTCGGAATTTTACCGTTG
Scutellospora castanea GCTCGTAGTTGAATTTCGGGGTTTTACCGTTG
Scutellospora aurigloba GCTCGTAGTTGAATTTCGGGATTCTACCGTCG
Pacispora scintillans GCTCGTAGTTGAATTTCGAAATTTTTTTATCG
Glomus intraradices GCTCGTAGTTGAATTTCGGGGTTAGTAGGTTG
Acaulospora longula GCTCGTAGTTGAATTTCGGGATTTGTCAGTTG
Glomus etunicatum GCTCGTAGTTGAATTTCGGGATTGACACATCG
Paraglomus brasilianum GCTCGTAGTTGAACTTCAGGCCTGGCTGGACG
Archaeospora leptoticha GCTCGTAGTTGAATTTTGGGTCTGGCCGGGCG
Capnodium coffeae GCTCGTAGTTGAACCTTGGGCCTGGCTGGCCG
Cladonia caroliniana GCTCGTAGTTGAAACTTGGGCCTGGCTGACCG
Pleurotus ostreatus GCTCGTAGTTGAACTTCAGACCTGGCTGGGCG
Endogone pisiformis GCTCGTAGTTGAATTTTAGCTCTGGCTGGGCG
Ustilago tritici GCTCGTAGTTGAAGTTTGGTCTCGGACGCTGG
Chytriomyces hyalinus GCTCGTAGTTGAATTTTGGGCCGGGTTTGAAG
Rhizidium endosporangiatum GCTCGTAGTTGAATTTTGGGCTGGGCTGGGCG
Rhizopus stolonifer GTCCGTAGTCAAACTTTAGTCTT--ACTGGCG
Zea mays GCTCGTAGTTGGACCTTGGGCCGGGCCGGGTG
Glycine max GCTCGTAGTTGGACCTTGGGTTGGGTCGATCG
Homo sapiens GCTCGTAGTTGGATCTTGGGAGCGGGCGGGCG
Figura 8 ndash Local de ancoramento do iniciador GIGA615 (5rsquorarr 3rsquo) nas sequecircncias do gene rRNA 18S de FMAs e
outros organismos O iniciador e o local de iniciaccedilatildeo nas sequecircncias alvo satildeo mostrados em negrito
Similaridades das sequecircncias dos organismos e do iniciador estatildeo marcadas em cinza
GLOMB652 TAAGGGGTATGAACTGGTGTAG
Glomus luteum TGCCTTAAGGGGTATGAACTGGTGTAGTCAATTTCTCACCTTCTGGAG-AACG
Glomus lamellosum TGCCTTAAGGGGTATGAACTGNTGTAGTCAATTTCTCACCTTCTGGAG-AACC
Glomus etunicatum TGCCTTAAGGGGTATGAACTGGTGTAGTCAATTTCTCACCTTCTGGAG-AACC
Glomus viscosum TGCCTTAAGGGGTATGAACTGGTGTAGTGAATTTCTCACCTTCTGGAG-AACC
GLOMB673 GTCAATTTCTCACCTTCTGGAG
Pacispora scintilans AATCAACAGG--TTCGTACTGATTTTAAGAATTTCT-ACCTTCTGGAG-AACC
Glomus intraradices ATGCCTCTGG--TATGTACTGGTCTCACTGATTCCT--CCTTCCTTATGAACC
Acaulospora longula GGCTTAACTG--TCCGTATTGACTTGATGGATTCTT-ACCTTC-TGAGTAACC
Scutellospora heterogama GGG-CTATTG--TCTGTACTGGTGTGTGGAATTTCT-ACCTTCTGGGG-AACT
Paraglomus brasilianum GCCTTCCGGG--TGAGTACTGTCTGTGGTCGGGTCCTACCTTCTGGCG-AAGC
Archaeospora leptoticha ACCT-TCTGG--TGAGCACTGTTCCGACGCCGGGCCTATCCTTCTGGTGAGAC
Pleurotus ostreatus_ CG-CTTAACGG-CGTGTACTGT-CT-GGCTGGGCCTTACCTCTTGGTG-AGCC
Rhizidium endosporangiatum CGCCGCAA-GG-TGAGCACTGCT-C-CGGTCTGG-TCTTTCCTTCTGGGGATC
Chytriomyces hyalinus TGCC--AATGG-CATGTACT--T-TCGGCC-TGG-TCTTTCCTTGTGGGGAAC
Endogone pisiformis TGCCTTTACGG-TGGGTACTACT-TTGGCTGGGGTTCACCTTCTGGTG-AGCT
Rhizopus stolonifer GGTCTTCATTGACC-AAGCTCATTGC-TGCCGGAGACTCCATGTTCATTA-GG
Cladonia caroliniana CGCCTCACCGCGT--GCACTGGC-TCGGCCGGGCCTTTCCTTCTGGGG-AACC
Ustilago tritici TGCTTCATTG--CATGTACTTG-GC-GGTCCGAGACTTCCTTCCTGGTGAACG
Capnodium coffeae CGCCTCACCGCGT--GTACTGGT-CCGGCCGGGCCTTTCCTTCTGGGG-AACC
Zea mays CGCCGTACGGG-CA-GAACCGA--CCGGCTCGA---C--CCTTCTGCCGGCGA
Glycine max CGCC-TCCGGTGT--GCACCGGT-CGGCTCGTCCCTTCTGCCGGCGAT-GCGC
Homo sapiens CGCCGCGAGGCGAGCCACCGCCCGT-CCCCGCCCCTTGCCT-CTCGGCGCCCC
Figura 9 ndash Locais de ancoramento dos iniciadores GLOMB652 e GLOMB673 (5rsquorarr 3rsquo) nas sequecircncias do gene
rRNA 18S de FMAs e outros organismos Os iniciadores e os locais de de iniciaccedilatildeo nas sequecircncias alvo
satildeo grafados em negrito Similaridades das sequecircncias dos organismos e do iniciador GLOMB652 estatildeo
marcadas em cinza e marcadas em preto para o iniciador GLOMB673
50
GLOMA189 TTAGATAAAAAACCAATATCGGG
Glomus manihotis TATTTATTAGATAAAAAACCAATATCGGG-AAACCGA
Glomus clarum TATTTATTAGATAAAAAACCAATATCGGG-AAACCGA
Glomus intraradices TATTTATTAGATAAAAAACCAATATCGGG-CAACCGA
Glomus verruculosum TATTTATTAGATAAAAAACCAATATCGGG-CAACCGA
Glomus caledonium TATTTATTAGATAAAAAACCAATATCGGG-CAACCGA
Glomus fragislistratum TATTTATTAGATAAAAAACCAATATCGGG-CAACCGA
Glomus mosseae TATTTATTAGATAAAAAACCAATATCGGG-CAACCGA
Glomus coronatum TATTTATTAGATAAAAAACCAATATCGGG-CAACCGA
Glomus geosporum TATTTATTAGATAAAAAACCAATATCGGG-CAACCGA
Glomus sinuosum TATTTATTAGATAAAAAACCAATATCGGGGCAACCTG
Glomus coremioides TATTTATTAGATAAAAAACCAATATCGGG-CAACCGA
Acaulospora longula TATTTATTAGATAAAAAACCAATAACTCC-TTTTGGG
Glomus etunicatum TATTTATTAGATAAAAAACCAACAGTTGGGCAACCAA
Paraglomus brasilianum TATTTATTAGATAAAAAGCCAACC-C-GG-CTTA-TG
Archaeospora leptoticha TATTTATTAGATACAAAACCAATCTCGT--CTTCGGG
Scutellospora heterogama TATTTATTAGATAAAAA-CCAATAAC----CTTCGGG
Pacispora scintilans TATTTATTAGATAAAAAACCAATA--GCC-CTTCGGG
Pleurotus ostreatus TATTTATTAGATAAAAAACCGACGC--GG-CT-CGCC
Rhizidium endosporangiatum TATTTATTAGATAAAAAACCAACC-CGGG-CAACCGG
Chytriomyces hyalinus TATTTATTAGATAAAAAACCAACC-CGG---AAACGG
Endogone pisiformis TATTTATTAGATAAAAAACCAACGT-GGGC-AACCAC
Zea mays CATTTATTAGATAAAAGGCTGACG-CGGG-CTCTGCC
Glycine max CATTTATTAGATAAAAGGTCAACA-CAGG-CTCTGCC
Rhizopus stolonifer CACTTATTAGATAAAA--CCAACG-CGGG-GTAAAAC
Cladonia caroliniana TATTTATTAGATAAAAAACCAAT---GCC-CTTCGGG
Ustilago tritici TATTTATTAGATAAAAA-CCA-TC-CTC--CTCGGAG
Capnodium coffeae TATTTATTAGATAAAAAACCAAT---GCC-CTTCGGG
Figura 10 ndash Local de ancoramento do iniciador GLOMA189 (5rsquorarr 3rsquo) nas sequecircncias do gene rRNA 18S de FMAs e
outros organismos O iniciador e o local de iniciaccedilatildeo nas sequecircncias alvo satildeo mostrados em negrito
Similaridades das sequecircncias dos organismos e do iniciador estatildeo marcadas em cinza
51
GLOMA690 CGTAATGCCATTAATTTGGTGT
Glomus manihots GAACCGTAATGCCATTAATTTGGTGTTGCGGGG
Glomus clarum (1) GAACCGTAATGCCATTAATTTGGTGTTGCGGGG
Glomus clarum (2) GAACTGTAATGTCATTAATTTGGTGTTGCGGGG
Glomus intraradices GAACCGTAATGCCATTAATTTGGTGTTGCGGGG
Glomus verruculosum AAACCGTAATGCCATTAATTTGGTGTCACGGGG
Glomus caledonium GAACCGTAATGCCATTAATTTGGTGTCACGGGG
Glomus fragilistratum GAACCGTAATGCCATTAATTTGGTGTCACCGGG
Glomus mosseae GAACCGTAATGCCATTAATTTGGTGTTACGGGG
Glomus coronatum GAACCGTAATGCCATTAATTTGGTGTCACGGGG
Glomus geosporum GAACCGTAATGCCATTAATTTGGTGTCACGGGG
Glomus sinuosum GAGCCGTAATGCCATTAATTTGGTGTTGCGGGG
Glomus coremioides GAGCCGTAATGTCATTAATTTGGTGTTGCGGGG
Acaulospora longula TAACCAGCATGCTATTAAGTTAGTGCGTTGGGG
Pacispora scintilans GAACCTTAATGTCATTTATTTGATGTTTTGGGA
Glomus etunicatum GAACCGCGATGCCCTTAATTGGGTGTCACGGGG
Paraglomus brasilianum GAAGCGTCATGGCCTTAACCGGCCGTGGCGGGG
Archaeospora leptoticha GAGACGGCATGCCCTTCGCTGGGTGTGTCGGGG
Scutellospora heterogama GAACTATCATGTTATTAATTTAGCGTGGTAGGA
Pleurotus ostreatus GAGCCGGCGTGCCCTTTATT-GGTGTGCGTTGG
Rhizidium endosporangiatum GATCTAGCGTGCGCTTCACT--GTGTGCGTTAG
Chytriomyces hyalinus GAACACGTGTGCACTTTACTGTGTGTGCGTGGG
Endogone pisiformis GAGCTGGCATGTTCTTAACTGGATGTGTCAGGG
Ustilago tritici -GAACGGCCG--CCTTCG---GGTGGTCC---G
Capnodium coffeae GAACCG-CATGCCCTTCACTGGGCGTGTGTGGG
Cladonia caroliniana -AACCG-CATGGCCTTCATT-GGTCGTGTTGGG
Rhizopus stolonifer GTTCATTAGGGGAAAATCTCTAGGGGTTTTTTT
Zea mays ATGCGCTCCTGGCCTTAACTGGCCGGGTCGTGC
Glycine max ATGCGCTCCTGTCCTTAACTGGCCGGGTCGTGC
Homo sapiens GCCCCCTCGATGCTCTTAGCTGAGTGTCCCGCG
Figura 11 ndash Local de ancoramento do iniciador GLOMA690 (5rsquorarr 3rsquo) nas sequecircncias do gene rRNA 18S de FMAs e
outros organismos O iniciador e o local de iniciaccedilatildeo nas sequecircncias alvo satildeo mostrados em negrito
Similaridades das sequecircncias dos organismos e do iniciador estatildeo marcadas em cinza
Utilizando-se as amostras de DNA de FMAs provenientes de vasos de multiplicaccedilatildeo em
casa-de-vegetaccedilatildeo verificou-se que a temperatura de 61 ordmC foi adequada para o pareamento dos
iniciadores desenhados e para a eficiente amplificaccedilatildeo do gene rRNA 18S (Figura 12) Quando
testados com amostras de DNA de FMAs natildeo-alvo os iniciadores utilizados natildeo permitem a
amplificaccedilatildeo do DNA (Figura 13) O iniciador ACAU469 mostrou-se inespeciacutefico (Figura 13) e
o iniciador GLOMA348 apresentou pouca repetibilidade nas reaccedilotildees de amplificaccedilatildeo Em razatildeo
disso esses dois iniciadores foram excluiacutedos das anaacutelises posteriores Foram feitas tentativas para
a amplificaccedilatildeo por meio de PCR multiplex onde todos os 4 iniciadores foram usados ao mesmo
tempo Entretanto natildeo foi possiacutevel a amplificaccedilatildeo
Nas amostras de raiacutezes de Brachiaria sp e de cana-de-accediluacutecar inoculadas com FMAs em
casa-de-vegetaccedilatildeo os iniciadores tambeacutem amplificaram especificamente o DNA alvo (Figura
12) No entanto em amostras de raiacutezes ambientais do experimento com gramiacuteneas em pradaria
dos EUA foi necessaacuteria a utilizaccedilatildeo de nested PCR para a amplificaccedilatildeo do gene rRNA 18S
usando os iniciadores grupo-especiacuteficos Sugere-se que esse fato seja decorrente da baixa
52
concentraccedilatildeo do DNA alvo em relaccedilatildeo ao DNA total das amostras Com exceccedilatildeo dos iniciadores
para Gigasporaceae todos os outros iniciadores amplificaram DNA de amostras de raiacutezes da
pradaria No entanto a concentraccedilatildeo de amplicons obtida com o iniciador ACAU220 foi baixa e
natildeo foi possiacutevel sua clonagem e sequenciamento Os produtos de PCR usando DNA das amostras
de raiacutezes de pradaria foram clonados e sequenciados para verificar a especificidade dos
iniciadores e determinar a estrutura da comunidade de FMAs Pela anaacutelise de similaridade e
filogeneacutetica os iniciadores GLOMA189 e GLOMA690 amplificaram especificamente o DNA de
Glomus grupo A em raiacutezes de pradaria (Figuras 14 e 15)
Figura 12 ndash Amplificaccedilatildeo por PCR do DNA de raiacutezes de plantas cultivadas em casa-de-vegetaccedilatildeo e inoculadas com
FMAs 1 Brachiaria sp inoculada com Acaulospora scrobiculata (Acaulosporaceae) 2 Brachiaria sp
inoculada com Gigaspora rosea (Gigasporaceae) 3 Brachiaria sp inoculada com Glomus clarum
(Glomus grupo A) 4 Brachiaria sp inoculada com Glomus etunicatum (Glomus grupo B) 5
Brachiaria sp inoculada com G rosea e Scutellospora heterogama 6 cana-de-accediluacutecar inoculada com
mistura de FMAs (G clarum Glomus intraradices G rosea Paraglomus sp Acaulospora sp) 7
cana-de-accediluacutecar natildeo-inoculada 8 Controle negativo da primeira reaccedilatildeo de PCR 9 Controle negativo da
segunda reaccedilatildeo de PCR 10 DNA de Glomus caledonium (Glomus grupo A) de vaso de multiplicaccedilatildeo
11 DNA de Acaulospora longula (Acaulosporaceae) de vaso de multiplicaccedilatildeo 12 DNA de
Scutellospora calospora (Gigasporaceae) de vaso de multiplicaccedilatildeo 13 DNA de Glomus claroideum
(Glomus grupo B) de vaso de multiplicaccedilatildeo M marcador molecular PCR markers (Promega) pb
tamanho em pares de base dos fragmentos do marcador molecular
Iniciador
Iniciador
Iniciador
Amostra
Amostra
1000 750 500 300 150 50
pb
1000 750 500 300 150 50
pb
53
Figura 13 ndash Amplificaccedilatildeo do gene rRNA 18S por PCR em soluccedilotildees contendo mistura de DNA natildeo-alvo para cada
iniciador Canaletas 1 ndash Iniciador ACAU220 e 2 ndash Iniciador ACAU469 especiacuteficos para
Acaulosporaceae em DNA de Glomus claroideum G caledonium Scutellospora calospora Agaricus
sp Saccharomyces sp Canaletas 3 ndash Iniciador GLOMB652 e 4 ndash Iniciador GLOMB673 especiacuteficos
para Glomus grupo B em DNA de Acaulospora longula G caledonium S calospora Agaricus sp
Saccharomyces sp Canaletas 5 ndash Iniciador GLOMA189 6 ndash Iniciador GLOMA348 e 7 ndash Iniciador
GLOMA690 especiacuteficos para Glomus grupo A em DNA de A longula G claroideum S calospora
Agaricus sp Saccharomyces sp Canaletas 8 ndash Iniciador GIGA202 e 9 - Iniciador GIGA615
especiacuteficos para Gigasporaceae em DNA de A longula G claroideum G caledonium Agaricus sp
Saccharomyces sp M ndash Marcador molecular PCR Markers (Promega) pb tamanho em pares de base
dos fragmentos do marcador molecular
pb
1000 750
500
300 150
50
54
Figura 14 ndash Relaccedilotildees filogeneacuteticas entre as sequecircncias do rDNA 18S obtidas de raiacutezes de raiacutezes de pradaria
utilizando o iniciador GLOMA189 e sequecircncias de FMAs determinadas usando neighbor joining
Nuacutemeros sobre os ramos indicam a porcentagem de 1000 repeticcedilotildees da anaacutelise de bootstrap A barra
representa uma substituiccedilatildeo a cada 100 nucleotiacutedeos As sequecircncias de raiacutezes com adubaccedilatildeo
nitrogenada estatildeo grafadas em preto e negrito e das raiacutezes sem adubaccedilatildeo estatildeo grafadas em vermelho e
negrito
55
Figura 15 ndash Relaccedilotildees filogeneacuteticas entre as sequecircncias do rDNA 18S obtidas de raiacutezes de raiacutezes de pradaria
utilizando o iniciador GLOMA690 e sequecircncias de FMAs determinadas usando neighbor joining
Nuacutemeros sobre os ramos indicam a porcentagem de 1000 repeticcedilotildees da anaacutelise de bootstrap A barra
representa uma substituiccedilatildeo a cada 100 nucleotiacutedeos As sequecircncias de raiacutezes com adubaccedilatildeo
nitrogenada estatildeo grafadas em preto e negrito e das raiacutezes sem adubaccedilatildeo estatildeo grafadas em vermelho e
negrito
Dessa forma confirma-se a especificidade dos iniciadores GLOMA189 e GLOMA690
para amplificaccedilatildeo do grupo alvo Glomus grupo A No entanto os iniciadores GLOMB652
GLOMB673 e AM1 apresentaram vieacutes de especificidade amplificando apenas sequecircncias
relacionadas a Ascomycota segundo as anaacutelises por BLAST (dados natildeo mostrados) Esses
resultados corroboram os resultados obtidos por Jumpponen et al (2005) os quais amplificaram
as mesmas amostras de DNA utilizando os iniciadores NS31 e AM1 Nesse primeiro trabalho
verificou-se que todas as sequecircncias obtidas do referido gene eram relacionadas a Glomus grupo
56
A
Portanto na anaacutelise final apoacutes o sequecircnciamento dos amplicons de raiacutezes da pradaria os
iniciadores GLOMA189 e GLOM1690 foram confirmados como especiacuteficos e funcionais em
amostras ambientais Os iniciadores GLOMB652 GLOMB673 GIGA202 e GIGA615 foram
funcionais com amostras de raiacutezes inoculadas com um uacutenico FMA em condiccedilotildees de casa-de-
vegetaccedilatildeo mas em amostras ambientais os iniciadores GLOMB652 e GLOMB673 foram
inespeciacuteficos e os iniciadores GIGA202 e GIGA615 natildeo amplificaram o DNA Como natildeo foi
possiacutevel a clonagem e sequenciamento do fragmento amplificado com o iniciador ACAU220 natildeo
se pode afirmar se esse iniciador eacute funcional ou natildeo
233 Estrutura da comunidade de FMAs em raiacutezes e solo rizosfeacuterico de cana-de-accediluacutecar sob
diferentes manejos de colheita
2331 Atributos quiacutemicos do solo
Dos atributos quiacutemicos do solo avaliados os valores de pH foram os que apresentaram
diferenccedilas significativas entre os manejos de colheita avaliados enquanto a soma de bases (SB) e
saturaccedilatildeo por Mg foram afetados pela interaccedilatildeo dos fatores manejo e variedade de cana-de-accediluacutecar
(Tabela 6) O solo sob o manejo SEM QUEIMA apresentou valor de pH ligeiramente maior (59
versus 58) (Tabela 7) Com relaccedilatildeo agrave SB o solo sob a variedade RB72454 SEM QUEIMA e sob
a variedade SP801842 COM QUEIMA apresentaram valores 113 e 111 vezes maiores
respectivamente em relaccedilatildeo ao solo sob RB72454 COM QUEIMA (Tabela 8) O solo sob a
variedade SP801842 SEM QUEIMA apresentou valor de Mg 113 vezes maior em relaccedilatildeo ao
solo sob SP813250 SEM QUEIMA
Apesar de maior aporte de material vegetal ao solo os teores de carbono orgacircnico no solo
natildeo diferiram entre os tratamentos sob os dois manejos de colheita Tal resultado pode ser devido
ao pouco tempo decorrido apoacutes a colheita sendo que a palhada ainda estava sobre o solo na
eacutepoca de amostragem Provavelmente parte do carbono natildeo foi incorporado agrave mateacuteria orgacircnica
do solo mesmo 84 dias apoacutes a colheita Nenhuma das 36 amostras apresentou Al trocaacutevel Isso se
deve ao fato de o pH estar proacuteximo de 60 onde todo o Al se precipita e tambeacutem aos altos teores
das bases Ca Mg e K sendo que a saturaccedilatildeo da CTC por esses elementos variou de 68 a 72
57
Tabela 6 - Teste de F na anaacutelise da variacircncia dos atributos quiacutemicos do solo para os
fatores Manejo Variedade e Interaccedilatildeo Manejo x Variedade
Variaacuteveis Manejo Variedade ManejoVariedade
Solo
pH ns ns
H+Al (mmolckg-1
) ns ns ns
Ca (mmolckg-1
) ns ns ns
Mg (mmolckg-1
) ns ns ns
K (mmolckg-1
) ns ns ns
P (mgkg-1
) ns ns ns
C orgacircnico (gkg-1
) ns ns ns
CTC (mmolckg-1
) ns ns ns
Soma de Bases ns ns
Saturaccedilatildeo por bases (V) ns ns ns
Saturaccedilatildeo por Ca () ns ns ns
Saturaccedilatildeo por Mg () ns ns
Saturaccedilatildeo por K () ns ns ns
Saturaccedilatildeo por Na () ns ns ns
ns ndash natildeo significativo - p lt 005 - p lt 001
Tabela 7 - Valores meacutedios das variaacuteveis analisadas sob os manejos SEM
QUEIMA (SQ) e COM QUEIMA (CQ) preacutevia agrave colheita
Variaacuteveis SQ CQ
Solo
pH 59 plusmn 022 A 58 plusmn 021 B
H+Al (mmolckg-1
) 122 plusmn 10 A 128 plusmn 100 A
Ca (mmolckg-1
) 185 plusmn 18 A 183 plusmn 297 A
Mg (mmolckg-1
) 76 plusmn 086 A 75 plusmn 092 A
K (mmolckg-1
) 41 plusmn 086 A 38 plusmn 075 A
P (mgkg-1
) 121 plusmn 456 A 137 plusmn 409 A
C orgacircnico (gkg-1
) 86 plusmn 199 A 91 plusmn 116 A
SB (mmolckg-1
) 302 plusmn 253 A 297 plusmn 389 A
CTC (mmolckg-1
) 424 plusmn 255 A 425 plusmn 388 A
Saturaccedilatildeo por bases (V) 710 plusmn 276 A 694 plusmn 328 A
Saturaccedilatildeo por Ca () 436 plusmn 187 A 428 plusmn 183 A
Saturaccedilatildeo por Mg () 178 plusmn 239 A 176 plusmn 355 A
Saturaccedilatildeo por K () 96 plusmn 158 A 90 plusmn 116 A
Os valores correspondem agrave Meacutedia plusmn Desvio Padratildeo (seis repeticcedilotildees)
Letras iguais dentro da linha natildeo diferem significativamente pelo teste de Tukey-Krumer (Ple005)
SB - Soma das bases Ca+ Mg
+ e K
+
58
Tabela 8 - Valores meacutedios dos atributos quiacutemicos do solo na interaccedilatildeo dos fatores Manejo de Colheita e Variedade
Atributo SQ CQ
SP813250 SP801842 RB72454 SP813258 SP801842 RB72454
pH 59 plusmn 0 23 a 60 plusmn 017 a 60 plusmn 025 a 58 plusmn 015 a 57 plusmn 023 a 58 plusmn 026 a
H+Al (mmolckg-1
) 128 plusmn 117 a 117plusmn 082 a 122 plusmn 075 a 125 plusmn 055 a 130 plusmn 126 a 128 plusmn 117 a
Ca (mmolckg-1
) 182 plusmn 098 a 180plusmn 110 a 193 plusmn 273 a 183 plusmn 314 a 197 plusmn 207 a 168 plusmn 331 a
Mg (mmolckg-1
) 70 plusmn 063 a 78plusmn 041 a 78 plusmn 117 a 77 plusmn 082 a 75 plusmn 055 a 73 plusmn 137 a
K (mmolckg-1
) 40 plusmn 090 a 37plusmn 072 a 45 plusmn 088 a 38 plusmn 084 a 38 plusmn 085 a 38 plusmn 068 a
P (mgkg-1
) 112 plusmn 098 a 117plusmn 668 a 133 plusmn 468 a 133 plusmn 361 a 132 plusmn 376 a 145 plusmn 532 a
C orgacircnico (gkg-1
) 91 plusmn 060 a 74plusmn 240 a 94 plusmn 212 a 83 plusmn 070 a 99 plusmn 100 a 89 plusmn 120 a
SB (mmolckg-1
) 292 plusmn 147ab 297plusmn 121ab 317 plusmn 372 a 300 plusmn 415ab 312 plusmn 232 a 280 plusmn 477 b
CTC (mmolckg-1
) 420 plusmn 141 a 413plusmn 163 a 438 plusmn 366 a 425 plusmn 414 a 442 plusmn 232 a 408 plusmn 471 a
Saturaccedilatildeo por bases (V) 694 plusmn 326 a 715plusmn 127 a 722 plusmn 291 a 700 plusmn 320 a 701 plusmn 323 a 681 plusmn 360 a
Saturaccedilatildeo por Ca () 433 plusmn 185 a 435 plusmn 179 a 440 plusmn 202 a 429 plusmn 183 a 445 plusmn 199 a 410 plusmn 195 a
Saturaccedilatildeo por Mg () 167 plusmn 237 b 189 plusmn 172 a 178 plusmn 325ab 180 plusmn 308ab 170 plusmn 353ab 179 plusmn 368ab
Saturaccedilatildeo por K () 94 plusmn 161 a 89 plusmn 101 a 104 plusmn 131 a 91 plusmn 063 a 87 plusmn 103 a 93 plusmn 153 a
Os valores correspondem agrave Meacutedia plusmn Desvio Padratildeo (seis repeticcedilotildees)
Letras iguais dentro da linha natildeo diferem significativamente pelo teste de Tukey-Krumer (Ple005)
SB - Soma das bases Ca+ Mg
+ e K
+
59
A palhada deixada sobre o solo em manejo de colheita de cana-de-accediluacutecar sem queima
preacutevia pode influenciar os atributos fiacutesicos quiacutemicos e bioloacutegicos do solo No entanto os
trabalhos sobre alteraccedilatildeo dos atributos quiacutemicos em funccedilatildeo apenas da palhada aplicada no solo
satildeo escarccedilos na literatura Por isso essa aacuterea de pesquisa carece de estudos mais aprofundados
para se conhecer os esfeitos da aplicaccedilatildeo de palhada sobre os processos bioquiacutemicos e fiacutesicos no
solo
2332 Produtividade da cana-de-accediluacutecar
O uso ou natildeo da praacutetica da queima previamente agrave colheita da cana-de-accediluacutecar pode mudar
o equiliacutebrio do agrossistema por afetar entre outras coisas a estrutura da comunidade
microbiana afetando alguns processos bioquiacutemicos importantes O depoacutesito de palha sobre o solo
pode tambeacutem interferir na produtividade da cana-de-accediluacutecar (RESENDE et al 2006) No entanto
no presente estudo a produtividade da cana-de-accediluacutecar natildeo diferiu entre os dois manejos de
colheita entre as variedades ou entre as interaccedilotildees dos fatores manejo e variedade (pgt005) No
primeiro corte a cana-de-accediluacutecar colhida com manejo SEM QUEIMA apresentou uma
produtividade de 1274 Mgha-1
enquanto que a colhida COM QUEIMA preacutevia apresentou uma
produtividade de 1386 Mgha-1
(Tabela 9)
Tabela 9 - Produtividade em Mgha-1
das trecircs variedades de cana-de-accediluacutecar sob
os dois manejos de colheita
Variedade Manejo
Meacutedia SEM QUEIMA COM QUEIMA
SP813250 1350 73 1341 142 1346 101
SP801842 1226 95 1435 141 1330 157
RB72454 1247 17 1384 138 1315 115
Meacutedia 1274 83 1386 128 1330 120
Os dados representam meacutedia de trecircs repeticcedilotildees desvio padratildeo da meacutedia
Apesar de maior aporte de material orgacircnico na forma de palhada o qual pode variar de 7
a 15 Mgha-1
ano-1
na colheita mecanizada (CAMPOS 2003) isso natildeo foi suficiente para causar
60
mudanccedilas no sistema de modo a aumentar a produccedilatildeo pelo menos no periacuteodo avaliado Tal
resultado pode ser devido ao pouco tempo com manejo SEM QUEIMA tendo havido apenas
uma colheita apoacutes implantaccedilatildeo do experimento e desse modo havendo pouca influecircncia da
palhada que foi depositada sobre o solo Isso eacute demonstrado pela ausecircncia de diferenccedila no teor de
carbono orgacircnico do solo entre o cultivo COM QUEIMA e o SEM QUEIMA preacutevia da cana-de-
accediluacutecar (Tabela7) Aleacutem do teor de carbono a maioria dos atributos quiacutemicos tambeacutem natildeo
respondeu com os tratamentos de manejo de colheita Mudanccedilas de produtividade tambeacutem natildeo
foram encontradas no primeiro corte da cana-de-accediluacutecar em um ensaio de longa duraccedilatildeo em que
Resende et al (2006) mostram que aumentos na produtividade de cana-de-accediluacutecar COM
QUEIMA em relaccedilatildeo agrave SEM QUEIMA apareceram somente na terceira colheita de um ciclo de
produccedilatildeo de sete cortes e a partir da segunda colheita no segundo ciclo de seis cortes Segundo os
autores as diferenccedilas de produtividade dos dois manejos foram mais fortes no segundo ciclo
indicando que essas diferenccedilas devem-se ao efeito cumulativo do aporte de material orgacircnico no
solo ao longo dos anos a partir do primeiro ciclo
2333 Fungos micorriacutezicos arbusculares no solo
O nuacutemero de esporos no solo rizosfeacuterico nos diferentes tratamentos eacute apresentado na
Figura 16 Natildeo houve diferenccedilas significativas (Tukey p gt 005) na densidade de esporos entre
os dois manejos de colheita entre as variedades de cana-de-accediluacutecar ou na interaccedilatildeo dos fatores
manejo e variedade O nuacutemero meacutedio de esporos por 50 g de solo variou de 23 no tratamento da
variedade RB72454 COM QUEIMA a 34 no tratamento da variedade SP813250 SEM QUEIMA
O nuacutemero meacutedio de esporos estaacute dentro da ampla faixa (19 a 815 esporos50ml-1
) encontrada
por Reis Paula e Doumlbereiner (1999) em um estudo sobre comunidades de FMAs na forma de
esporos no solo sob diversas lavouras de cana-de-accediluacutecar
61
Figura 16 ndash Nuacutemero de esporos de FMAs no solo sob as variedades SP813250 SP801842 e RB72454 de cana-de-
accediluacutecar sob manejo SEM QUEIMA (barras cinzas) e COM QUEIMA (barras pretas) Tratamentos com
mesma letra natildeo diferiram pelo teste de Tukey (p gt 005)
No presente trabalho foram observados 33 morfotipos de FMAs no solo rizosfeacuterico de
cana-de-accediluacutecar sendo 26 no manejo SEM QUEIMA e 24 no manejo COM QUEIMA Destes 18
morfotipos satildeo comuns aos dois tratamentos Dentre os esporos foram recuperadas espeacutecies dos
gecircneros Acaulospora Archaeospora Gigaspora Glomus (inclusive Glomus grupo A ndash Glomus
mosseae e Glomus clarum e Glomus grupo B ndash Glomus lamellosum) Paraglomus e
Scutellospora (Figura 17) Dentre o gecircnero Archaeospora houve apenas esporos de A Trappei
em uma amostra de solo sob a variedade RB72454 no tratamento SEM QUEIMA O tratamento
com a variedade SP813250 SEM QUEIMA foi o uacutenico a natildeo apresentar espeacutecies do gecircnero
Paraglomus Alguns dos esporos satildeo mostrados na Figura 18 Do filo Glomeromycota natildeo foram
encontrados esporos dos gecircneros Ambispora Diversispora Entrophospora Intraspora
Kuklospora e Pacispora
O nuacutemero de 33 espeacutecies encontradas sob cana-de-accediluacutecar estaacute dentro da faixa encontrada
em ecossistemas naturais ou manejados de acordo com os trabalhos levantados por Douds e
Millner (1999) Poreacutem a maior abrangecircncia de espeacutecies vegetais pode resultar em maior nuacutemero
de espeacutecies de FMAs no solo Blaszkowski (1994) recuperou 34 espeacutecies de FMAs em
ecossistema com 20 espeacutecies de plantas hospedeiras Andreola (1982) por outro lado recuperou
7 espeacutecies de FMAs em canaviais no municiacutepio de Araras SP Em outro estudo Reis Paula e
Doumlbereiner (1999) encontraram 18 espeacutecie em 35 amostras coletadas sob 14 variedades de cana-
Esp
oro
s p
or
50
g d
e so
lo
Variedade
Manejo
62
de-accediluacutecar em trecircs diferentes localidades Andreola (1982) recuperou 7 espeacutecies em cana-de-
accediluacutecar de um ensaio com tratamentos de aplicaccedilatildeo de vinhaccedila e adubaccedilatildeo nitrogenada e
fosfatada Portanto as espeacutecies recuperadas no presente trabalho podem indicar uma alta riqueza
de espeacutecies de FMAs no solo sob cana-de-accediluacutecar do experimento avaliado
Figura 17 ndash Nuacutemero de morfotipos de FMAs por gecircnero recuperados de solo sob trecircs variedades de cana-de-accediluacutecar
(SP813250 SP801842 e RB72454) com manejo SEM QUEIMA e COM QUEIMA preacutevia
As espeacutecies de FMAs identificadas na forma de esporos e a frequecircncia relativa de
ocorrecircncia nas amostras de solo satildeo mostradas na Tabela 10 As espeacutecies exclusivas do manejo
SEM QUEIMA satildeo Acaulospora sp 3 Acaulospora sp 6 Glomus clarum Glomus lamellosum
Glomus mosseae Glomus sp 10 Scutellospora sp e S verrucosa Jaacute as espeacutecies que ocorrem
apenas no manejo COM QUEIMA satildeo Acaulospora sp 2 Acaulospora sp 5 Acaulospora sp 7
Glomus coremioides Glomus sp 8 Glomus sp 9 e Paraglomus occultum As espeacutecies com
maior meacutedia de frequecircncia (gt 50 ) nas amostras de solo sob a cana-de-accediluacutecar em ordem
decrescente satildeo S pellucida A morrowiae Glomus sp 1 A scrobiculata G macrocarpum e
Glomus sp 6 Pode-se notar que as espeacutecies com frequecircncias maiores do que 50 nas amostras
de cana-de-accediluacutecar tambeacutem apresentam as maiores meacutedias de densidades de esporos (Tabela 11)
Satildeo elas em ordem decrescente Glomus sp 6 Glomus macrocarpum Glomus sp1 S pellucida
A scrobiculata e A morrowiae Essas 6 espeacutecies dominam a comunidade pois representam 79
Variedade
Nuacutemero de morfotipos
63
dos esporos recuperados do solo sob cana-de-accediluacutecar Assim essas espeacutecies mais abundantes e
frequentes nas amostas indicam que haacute a dominacircncia de poucas espeacutecies na comunidade de
esporos de FMAs no solo
No levantamento de Reis Paula e Doumlbereiner (1999) foram encontradas espeacutecies dos
gecircneros Acaulospora Entrophospora Gigaspora Glomus Paraglomus e Scutellospora sendo
que as espeacutecies predominantes nas trecircs localidades estudadas foram Acaulospora sp 1
(denominaccedilatildeo dos autores) S heterogama Glomus etunicatum Paraglomus occultum e
Gigaspora margarita Provavelmente os diferentes histoacutericos e caracteriacutesticas das aacutereas onde as
35 amostras foram coletadas por Reis Paula e Doumlbereiner (1999) influenciaram na estrutura da
comunidade de FMAs na forma de esporos a qual diferiu daquela reportada no presente trabalho
Eacute provaacutevel que a cana-de-accediluacutecar natildeo promova a seleccedilatildeo de espeacutecies de FMAs no solo jaacute que as
estruturas de comunidades de FMAs nos diferentes solos sob cana-de-accediluacutecar natildeo estatildeo
relacionadas No entanto tanto no presente estudo como no de Reis Paula e Doumlbereiner (1999) e
de Andreola (1982) haacute o predomiacutenio de espeacutecies do gecircnero Glomus dentre os gecircneros de FMAs
econtrados nas amostras
64
Tabela 10 ndash Frequecircncia de ocorrecircncia () de espeacutecies de FMAs em amostras de solo coletadas sob trecircs variedades de
cana-de-accediluacutecar (SP813250 SP801842 e RB72454) com manejo SEM QUEIMA (SQ) e COM QUEIMA
preacutevia (CQ)
SQ CQ
Espeacutecies SP813250 SP801842 RB72454 SP813258 SP801842 RB72454 Meacutedia1
Acaulpospora mellea 25 66 25 40 - 25 302
Acaulospora morrowiae 25 66 50 100 66 100 678
Acaulospora scrobiculata 75 33 50 80 33 75 577
Acaulospora sp 1 25 33 - - 33 25 193
Acaulospora sp 2 - - - - 33 - 55
Acaulospora sp 3 - - 25 - - - 42
Acaulospora sp 4 - 33 25 20 - - 130
Acaulospora sp 5 - - - - 33 - 55
Acaulospora sp 6 - - 25 - - - 42
Acaulospora sp 7 - - - - - 25 42
Archaeospora trappei - - 25 - - - 42
Gigaspora sp 25 33 25 60 33 25 335
Glomus clarum 25 - - - - - 42
Glomus coremioides - - - 20 - - 33
Glomus lamellosum - - 25 - - - 42
Glomus macrocarpum 50 33 50 60 66 75 557
Glomus mosseae - 33 - - - - 55
Glomus sinuosum 25 - - 40 - 25 150
Glomus sp 1 50 100 50 80 66 50 660
Glomus sp 2 - 33 - 40 33 - 177
Glomus sp 3 50 33 - 20 - - 172
Glomus sp 4 50 33 25 20 33 25 310
Glomus sp 5 25 33 25 - 33 - 193
Glomus sp 6 50 66 50 80 33 50 548
Glomus sp 7 - - 50 20 - - 117
Glomus sp 8 - - - - 33 - 55
Glomus sp 9 - - - 20 - - 33
Glomus sp 10 25 - - - - - 42
Paraglomus laccatum - 33 25 - 33 50 235
Paraglomus occultum - - - 20 - - 33
Scutellospora pellucida 75 100 25 100 66 50 693
Scutellospora sp - 33 - - - - 55
Scutellospora verrucosa 25 - - - - - 42
Meacutedia1
1894 2406 1742 2485 1900 1818
1 ndash Meacutedia das frequecircncias de ocorrecircncia de espeacutecies de FMAs
65
Tabela 11 ndash Nuacutemero de esporos de FMAs em solo sob as variedades SP813250 SP801842 e RB72454 com manejo
SEM QUEIMA (SQ) e COM QUEIMA preacutevia (CQ)
SQ CQ
Espeacutecies SP813250 SP801842 RB72454 SP813258 SP801842 RB72454 Meacutedia
Acaulpospora mellea 050 133 050 040 - 475 125
Acaulospora morrowiae 050 233 150 280 367 175 209
Acaulospora scrobiculata 825 133 150 500 067 075 292
Acaulospora sp 1 050 033 - - 167 025 046
Acaulospora sp 2 - - - - 067 - 011
Acaulospora sp 3 - - 050 - - - 008
Acaulospora sp 4 - 067 050 040 - - 026
Acaulospora sp 5 - - - - 033 - 006
Acaulospora sp 6 - - 025 - - - 004
Acaulospora sp 7 - - - - - 025 004
Archaeospora trappei - - 050 - - - 008
Gigaspora sp 025 033 025 060 067 025 039
Glomus clarum 025 - - - - - 004
Glomus coremioides - - - 040 - - 009
Glomus lamellosum - - 025 - - - 004
Glomus macrocarpum 325 067 975 320 767 225 446
Glomus mosseae - 033 - - - - 006
Glomus sinuosum 025 - - 040 - 025 017
Glomus sp 1 275 900 100 840 267 200 430
Glomus sp 2 - 100 - 040 067 - 034
Glomus sp 3 125 033 - 020 - - 030
Glomus sp 4 075 100 100 040 100 025 073
Glomus sp 5 125 133 025 - 067 - 058
Glomus sp 6 925 400 275 360 400 500 477
Glomus sp 7 - - 200 060 - - 043
Glomus sp 8 - - - - 100 - 017
Glomus sp 9 - - - 020 - - 003
Glomus sp 10 025 - - - - - 004
Paraglomus laccatum - 033 050 - 067 050 033
Paraglomus occultum - - - 020 - - 003
Scutellospora pellucida 500 400 050 380 433 475 373
Scutellospora sp - 033 - - - - 006
Scutellospora verrucosa 025 - - - - - 004
Dados representam as meacutedias (seis repeticcedilotildees) do nuacutemero de esporos por 50 g de solo
- Meacutedia do nuacutemero de esporocarpos por 50 g de solo
66
Figura 18 ndash Esporos de FMAs coletados sob cana-de-accediluacutecar (A) Acaulospora scrobiculata (B) Glomus
macrocarpum (C) Scutellospora pellucida (D) Glomus sp 6 (E) Acaulospora morrowiae
A riqueza observada as estimativas de riqueza de espeacutecies determinadas pelos meacutetodos
de ACE (CHAO LEE 1992) e CHAO-1 (CHAO 1984) e os iacutendices de diversidade natildeo
diferiram entre os manejos de colheita entre as variedades de cana-de-accediluacutecar ou na interaccedilatildeo dos
fatores manejo e variedade (Tabela 12) O nuacutemero de espeacutecies dentro de cada tratamento da
interaccedilatildeo manejo e variedade variou de aproximadamente 6 a 8 e a estimativa meacutedia de espeacutecies
por tratamento foi de aproximadamente 12 (ACE) e 10 (CHAO-1) Considerando-se todas as
amostras a cobertura de amostragem foi de aproximadamente 98
Pela anaacutelise de RDA as variaacuteveis CO P H+Al Bases CTC e Mg foram escolhidas
com o uso do Forward Selection do programa ldquoCanoco fo Windows 45rdquo (Figura 19) Essas
variaacuteveis explicam significativamente e se relacionam agrave variabilidade dos dados pelos teste de
permutaccedilatildeo de Monte-Carlo As relaccedilotildees satildeo significativas entre as espeacutecies de FMAs e as
variaacuteveis quiacutemicas do solo no primeiro eixo canocircnico (p = 0038) e em todos os eixos canocircnicos
(p = 0034) Os dois primeiros eixos explicam 169 da variabilidade dos dados sendo 101
no primeiro eixo e 68 no segundo As variaacuteveis quiacutemicas do solo explicam 42 da
variabilidade sendo que 259 desse valor eacute explicado nos dois primeiros eixos Outros autores
encontraram valores de correlaccedilotildees significativos abaixo de 060 entre variaacuteveis do solo e as
C B
A
D
E
67
espeacutecies de FMAs na forma de esporos (CUENCA MENESES 1996 CARRENHO et al
2001) sugerindo que os atributos do solo afetam a distribuiccedilatildeo de espeacutecies de FMAs na forma de
esporos no solo poreacutem em menor magnitude do que outros fatores desconhecidos
A RDA natildeo indicou separaccedilatildeo das amostras de acordo com o manejo de colheita ou com
variedades de cana-de-accediluacutecar Pelas variaacuteveis do solo verifica-se que a maioria das espeacutecies
estatildeo relacionadas positivamente com o teor de carbono orgacircnico (CO) ou com a saturaccedilatildeo da
CTC por bases As espeacutecies relacionadas positivamente com a saturaccedilatildeo por bases tecircm relaccedilatildeo
negativa com o teor de H+Al o que eacute coerente uma vez que quanto maior o teor de bases na
CTC menor a quantidade de H e Al trocaacuteveis A relaccedilatildeo positiva de apenas algumas espeacutecies de
FMAs com o teor de P eacute devido provavelmente pelo fato de que altas concentraccedilotildees desse
elemento inibem a colonizaccedilatildeo micorriacutezica e posteriormente diminuiriam a esporulaccedilatildeo das
outras espeacutecies natildeo relacionadas positivamente com o teor de P Dentre as espeacutecies mais
abundantes e frequentes (Tabelas 10 e 11) Glomus sp 6 Glomus sp 1 e S pellucida satildeo
relacionadas positivamente agrave saturaccedilatildeo de bases G macrocarpum e A morrowiae estatildeo
relacionadas positivamente com o teor de P mas negativamente com a saturaccedilatildeo de bases e teor
de CO e A scrobiculata estaacute relacionada positivamente com o teor de CO Assim a RDA mostra
que haacute relaccedilatildeo da variabilidade das espeacutecies com as variaacuteveis do solo mas natildeo permite a
separaccedilatildeo de amostras de acordo com os tratamentos
68
Tabela 12 ndash Meacutedia da riqueza observada estimativas de nuacutemero de espeacutecies iacutendices de diversidade e cobertura de amostragem
da comunidade de FMAs calculadas a partir dos esporos coletados e identificados sob as variedades SP813250
SP801842 e RB72454 com manejo SEM QUEIMA e COM QUEIMA preacutevia
Iacutendices de diversidade Estimativa de riquezas de UTOs
Comunidade SFMAsa
Shannonb 1D
bc Equitabilidade
d ACE-1
Chao1
ECA
e
SEM QUEIMA
SP813250 625 138 348 080 1108 945 088
SP801842 800 171 452 082 1407 115 088
RB72454 575 139 373 081 653 61 093
COM QUEIMA
SP813258 820 176 494 085 1232 1166 090
SP801842 667 157 445 087 707 69 098
RB72454 600 136 320 081 1893 1225 061
Todos os
tratamentosf 33 248 878 071 562 481 0983
Os valores correspondem agrave Meacutedia plusmn Desvio Padratildeo (seis repeticcedilotildees) a ndash Riqueza de espeacutecies de FMAs na forma de esporos
b ndash Estimador de maacutexima semelhanccedila
c ndash Reciacuteproco do iacutendice de Simpson
d ndash Equitabilidade de
Pielou e -
Estimativa de Cobertura da Amostragem
f ndash Dados representam os valores obtidos de todas as amostras
69
Figura 19 ndash Triplot de espeacutecies de FMAs amostras e variaacuteveis do solo sob cana-de-accediluacutecar da Anaacutelise de
Redundacircncia (RDA) Realizou-se a anaacutelise com Forward Selection selecionando teor de C orgacircnico
no solo (CO) H+Al saturaccedilatildeo de bases P CTC e toer de Mg em amostras sob cana-de-accediluacutecar com
colheita SEM QUEIMA e COM QUEIMA preacutevia (P = 0038 para o primeiro eixo canocircnico P = 0034
para a soma dos eixos segundo o teste de Monte Carlo)
Ao contraacuterio do que foi observado neste trabalho Reis Paula e Doumlbereiner (1999)
verificaram que a aacuterea com manejo SEM QUEIMA da cana-de-accediluacutecar apresentou maior riqueza
de espeacutecies de FMAs no solo No entanto esses autores compararam lavouras SEM QUEIMA e
COM QUEIMA com diferentes histoacutericos o que dificulta a comparaccedilatildeo direta das amostras
Por fim esse eacute um dos primeiros levantamentos de FMAs em solo sob cana-de-accediluacutecar a
campo no Brasil e os dados aqui apresentados serviratildeo como base de comparaccedilatildeo para futuros
estudos sobre a contribuiccedilatildeo das MAs para a cultura Os indicadores de diversidade de FMAs na
forma de esporos densidade de esporos riqueza diversidade e estimativa de nuacutemero de espeacutecies
natildeo apresentam diferenccedilas entre os manejos de colheita entre as variedades ou na interaccedilatildeo dos
fatores manejo e variedade A RDA utilizada para a ordenaccedilatildeo dos dados foi significativa
70
poreacutem natildeo permitiu qualquer discriminaccedilatildeo com base nos tratamentos O pouco tempo decorrido
desde a implantaccedilatildeo da cultura ateacute a avaliaccedilatildeo das amostras de solo (20 meses) pode ter
contribuiacutedo para que essas diferenccedilas na comunidade de FMAs na forma de esporos entre os
tratamentos natildeo fosse observada Como alguns esporos podem ficar em estado de dormecircncia
(TOMMERUP 1983 GEMMA KOSKE 1988) parte das espeacutecies de FMAs na forma de
esporos presentes nas amostras pode ser reflexo dos cultivos anteriores agrave instalaccedilatildeo do
experimento Assim novas amostragens devem ser feitas apoacutes ter passado um periacuteodo de tempo
maior desde a implantaccedilatildeo do experimento pois eacute possiacutevel que efeitos significativos da alteraccedilatildeo
do manejo possam ser observados somente a longo prazo
2334 Colonizaccedilatildeo micorriacutezica intrarradicular
Todas as amostras de raiacutezes de cana-de-accediluacutecar analisadas apresentaram colonizaccedilatildeo
micorriacutezica arbuscular Foi possiacutevel visualizar e identificar vaacuterias estruturas de FMAs incluindo
hifa extrarradicular apressoacuterio nas ceacutelulas da epiderme hifas intercelulares e intracelulares
arbuacutesculos e hifas intracelulares enoveladas (pelototildees) (Figura 20) A presenccedila de arbuacutesculos
tiacutepicos e de pelototildees foram observados simultaneamente na mesma amostra tanto em raiacutezes sob
manejo SEM QUEIMA como COM QUEIMA
A taxa de colonizaccedilatildeo variou de 30 a 52 e natildeo foi significativamente diferente entre
as variedades mas variou significativamente (p lt 005) entre os manejos SEM QUEIMA e COM
QUEIMA preacutevia agrave colheita (Tabela 13) As raiacutezes de plantas sob manejo SEM QUEIMA
apresentaram as maiores taxas de colonizaccedilatildeo A maior colonizaccedilatildeo micorriacutezica pode ser devido
ao maior teor de umidade no solo assegurada pela quantidade de palhada depositada apoacutes a
colheita Como visto em outros trabalhos a umidade estaacute positivamente correlacionada com a
colonizaccedilatildeo intrarradicular (HE MOURATOV STEINBERG 2002 LINGFEI ANNA
ZHIWEI 2005)
71
Figura 20 - Colonizaccedilatildeo micorriacutezica arbuscular em cana-de-accediluacutecar (A a H) ap ndash apressoacuterio hi ndash hifa intercelular
pe ndash ponto de entrada de hifa na raiz ar ndash arbuacutesculo en ndash hifa enovelada ve ndash vesiacutecula
A
hi
hi
ap
ap
he
B ap
F en
G
ve ve
ve
ve
H ar
ar
ar ar
ar
ar
E ar
D
hi
hi
hi
C
pe
hi
hi
72
Tabela 13 - Colonizaccedilatildeo micorriacutezica arbuscular () em raiacutezes de cana-de-
accediluacutecar sob manejo SEM QUEIMA preacutevia e COM QUEIMA
preacutevia agrave colheita
Manejo
Variedade SEM QUEIMA COM QUEIMA
SP813250 5187 1085 aA 3623 1044 aB
SP801842 4520 1511 aA 3010 394 aB
RB72454 4933 643 aA 3124 1088 aB
Os valores correspondem agrave Meacutedia plusmn Desvio Padratildeo (seis repeticcedilotildees)
Meacutedias seguidas de mesma letra maiuacutescula na linha e minuacutescula na coluna natildeo diferem
estatisticamente pelo teste de Tukey (p gt 005)
A colonizaccedilatildeo micorriacutezica eacute pouca estudada em cana-de-accediluacutecar e poucos trabalhos sobre o
assunto foram publicados Kelly et al (2001) verificaram que plantas de cana-de-accediluacutecar
cultivadas em casa-de-vegetaccedilatildeo possuem taxas de ateacute 60 de colonizaccedilatildeo em baixos niacuteveis de
foacutesforo no solo (entre 27 e 82 mg Pkg-1
) No entanto a micorrizaccedilatildeo natildeo trouxe ganhos na
massa seca das plantas Takahashi (2005) e Souza (2006) estudaram a colonizaccedilatildeo micorriacutezica
intrarradicular em mudas micropropagadas de cana-de-accediluacutecar inoculadas e crescidas em casa-de-
vegetaccedilatildeo em condiccedilotildees de baixo teor de P (20 mgKg-1
) e alto teor (200 mgKg-1
) no solo A
taxa de colonizaccedilatildeo intrarradicular variou de 10 a 34 nos tratamentos com alto teor de P e de
40 a 60 nos tratamentos com baixo teor de P sendo que Takahashi (2005) natildeo observou
alteraccedilatildeo da produccedilatildeo de biomassa das plantas inoculadas em relaccedilatildeo agraves natildeo-inoculadas
De acordo com a anaacutelise de correlaccedilatildeo de Pearson e RDA das espeacutecies de esporos no solo
natildeo haacute correlaccedilatildeo da taxa de colonizaccedilatildeo micorriacutezica arbuscular em cana-de-accediluacutecar e a
distribuiccedilatildeo de esporos no solo Poreacutem uma vez que a comunidade de FMAs medida pela
ocorrecircncia densidade e diversidade de esporos no solo natildeo apresentou diferenccedilas entre os
manejos apoacutes 20 meses de implantaccedilatildeo do experimento a colonizaccedilatildeo micorriacutezica arbuscular a
qual foi diferente entre os manejos e variedades pode ser um paracircmetro mais sensiacutevel agraves
alteraccedilotildees que ocorrem no ambiente Assim a colonizaccedilatildeo micorriacutezica arbuscular poderia ser
utilizada como um indicador de mudanccedilas ambientais
73
2335 Anaacutelise do gene rRNA 18S amplificado com os iniciadores NS7e F1Ra em raiacutezes de
cana-de-accediluacutecar
Da biblioteca de clones dos fragmentos do gene rRNA 18S amplificados com o par de
iniciadores NS7 e F1Ra de raiacutezes de cana-de-accediluacutecar sob manejo SEM QUEIMA e COM
QUEIMA preacutevia agrave colheita foram sequenciados 128 clones das amostras Das sequecircncias obtidas
duas do tratamento SEM QUEIMA foram consideradas quimeacutericas e excluiacutedas das demais
anaacutelises A comparaccedilatildeo por BLAST das sequecircncias obtidas com sequecircncias conhecidas (Tabela
14) e anaacutelise filogeneacutetica (Figura 21) possibilitam a afiliaccedilatildeo das mesmas ao reino Fungi Todas
as sequecircncias obtidas de raiacutezes de cana-de-accediluacutecar do tratamento COM QUEIMA e a maioria do
tratamento SEM QUEIMA satildeo representadas por fungos do Filo Ascomycota Em raiacutezes do
tratamento sob manejo SEM QUEIMA 4 sequecircncias (87 ) pertencem ao filo Zygomicota
Nenhum dos 126 clones apresentou similaridade elevada com sequecircncias de FMAs apesar de as
amostras apresentarem colonizaccedilatildeo micorriacutezica intrarradicular consideraacutevel
As sequecircncias relacionadas agrave Phoma sp apresentam dominacircncia tanto na biblioteca de
raiacutezes provenientes de manejo SEM QUEIMA (681 das sequecircncias) como COM QUEIMA
(802 das sequecircncias) Depois dessas sequecircncias as maiores frequecircncias observadas satildeo de
sequecircncias relacionadas agrave Leptosphaeria (106 ) e agrave Pleosporales (43 ) em manejo SEM
QUEIMA e relacionadas agrave Fusarium (79 ) em manejo COM QUEIMA Membros das classes
Eurotiomycetes e Sordariomycetes foram detectados apenas em raiacutezes do tratamento sob manejo
COM QUEIMA (clones B Scane D0408 B Scane E0909 e B Scane B0703) enquanto que os
Zygomycetes (clones UB Scane C1105 e UB Scane G0814) foram detectados somente em raiacutezes
do tratamento sob manejo SEM QUEIMA Dos 13 acessos com maior similaridade agraves sequecircncias
obtidas determinada utilizando-se o BLAST apenas trecircs (N quadriseptata Phoma sp e
Pleosporales sp) foram comuns agraves duas bibliotecas (Tabela 14)
As estimativas de riqueza os iacutendices de diversidade de UTOs e a estimativa de cobertura
de amostragem satildeo apresentados na Tabela 15 O nuacutemero de UTOs detectadas foi de 10 para
cana-de-accediluacutecar do tratamento sob manejo SEM QUEIMA e 11 para a amostra do tratamento sob
manejo COM QUEIMA Natildeo houve diferenccedila significativa entre as estimativas de riqueza e
iacutendices de diversidade de UTOs dos dois sistemas de manejos de colheita A estimativa de
riqueza de UTOs relacionadas agrave raiacutezes foi de 18 e 34 (segundo os iacutendices ACE-1 e Chao1
74
respectivamente) para o manejo SEM QUEIMA e de 23 e 51 para o manejo COM QUEIMA
preacutevia agrave colheita Apesar de natildeo apresentar diferenccedilas de riqueza e de diversidade de UTOs entre
os dois manejos a comparaccedilatildeo de curvas de cobertura homoacuteloga e heteroacuteloga utilizando o
webLIBSHUFF mostrou que as comunidades fuacutengicas das raiacutezes de cana-de-accediluacutecar dos dois
tratamentos satildeo significativamente diferentes (p lt 005) (Figura 22) Para as duas bibliotecas de
clones o tamanho da amostra analisada foi suficiente para cobrir a maioria dos grupos
filogeneacuteticos A taxa de cobertura homoacuteloga foi aproximadamente 82 em Distacircncias
Evolutivas maiores do que 001 que eacute o valor adotado para definir espeacutecie em estudos com
fungos (WALDROP et al 2006 JUMPPONEN JOHNSON 2005 ANDERSON et al 2003)
Tabela 14 ndash Similaridade das sequecircncias dos clones do gene rRNA 18s obtidas por amplificaccedilatildeo do DNA total
de raiacutezes de cana-de-accediluacutecar colonizadas por FMAs e utilizando os iniciadores NS7 e F1Ra em
relaccedilatildeo a sequecircncias de bancos de dados puacuteblicos
Manejo Clone Sequecircncia mais similar [Acesso] Similaridade Freq
(1)
SEM QUEIMA
UB SCane B0103 Candida xylopsoci [AY4881281] 99 21
UB SCane D0707 Cladosporium cladosporioides [DQ6780041] 100 21
UB SCane D0208 Heteromita globosa [AY4960431] 99 21
UB SCane F0911 Leptosphaeria korrae [AF4866261] 100 106
UB SCane G0814 Mucor circinelloides f lusitanicus [AF1134271] 99 64
UB SCane C1105 Mucor circinelloides f lusitanicus [AF1134271] 99 21
UB SCane D0907 Neophaeosphaeria quadriseptata [AF2508261] 99 21
UB SCane H0915 Phoma sp [AB2528691] 99 681
UB SCane E1010 Pleosporales sp [AB1956311] 99 43
COM QUEIMA
B SCane A0101 Debaryomyces mycophilus [AF4400171] 98 13
B SCane D1208 Debaryomyces mycophilus [AF4400171] 98 13
B SCane D0408 Eupenicillium javanicum [U212981] 100 13
B SCane B0703 Fusarium sp [AB2454421] 99 79
B SCane B1204 Galactomyces geotrichum [U009741] 100 13
B SCane C0705 Neophaeosphaeria quadriseptata [AF2508261] 99 13
B SCane A0202 Phoma sp [AB2528691] 98 776
B SCane A1002 Phoma sp [AB2528691] 98 26
B SCane E1010 Pleosporales sp [AB1956311] 99 13
B SCane E0909 Talaromyces flavus [M832621] 99 26
As sequecircncias foram comparadas usando-se o BLAST Cada clone representa um dos grupos formados por
UPGMA A coluna de frequecircncia se refere agrave proporccedilatildeo dos clones do grupo em cada biblioteca (1)
Frequecircncia de sequecircncias representadas pelo clone em cada um dos manejos (2)
Classe ldquoDothideomycetes et Chaetothyriomycetes incertae sedisrdquo
75
Figura 21 ndash Relaccedilotildees filogeneacuteticas entre a sequecircncias do gene rRNA 18S obtidas de raiacutezes de cana-de-accediluacutecar com o
par de iniciadores NS7 e F1Ra e sequecircncias de fungos determinadas usando-se neighbor-joining
Nuacutemeros sobre os ramos indicam a porcentagem de 1000 repeticcedilotildees da anaacutelise de bootstrap Cada clone
representa um dos grupos formados por UPGMA Os valores entre parecircnteses representam a
percentagem do clone em cada biblioteca A barra representa uma substituiccedilatildeo a cada 100 nucleotiacutedeos
Clones grafados em negrito em preto satildeo referentes agraves raiacutezes de cana-de-accediluacutecar colhida SEM QUEIMA
enquanto os grafados em vermelho se referem agraves raiacutezes de cana-de-accediluacutecar COM QUEIMA preacutevia agrave
colheita
- Classe ldquoDothideomycetes et Chaetothyriomycetes incertae sedisrdquo
76
Tabela 15 - Estimativas de UTOs iacutendices de diversidade e cobertura de amostragem determinadas com base no sequenciamento de
clones do gene rRNA 18S de fungos associados a raiacutezes de cana-de-accediluacutecar com ou SEM QUEIMA preacutevia agrave colheita
obtidos utilizando-se o par de iniciadores NS7 e F1Ra
Comunidade NS NU Estimativa de riquezas de UTOs Iacutendices de diversidade ECAc
ACE-1 Chao1
Shannona
1Dab
SEM QUEIMA 50 10 34 (14 165) 18 (11 53) 134 (099 169) 233 (132 909) 0880
COM QUEIMA 76 11 51 (18 246) 23 (13 79) 099 (067 131) 164 (078 1429) 0908
Valores entre parecircnteses representam o intervalo com 95 de confianccedila NS ndash nuacutemero de sequecircncias NU ndash nuacutemero de UTOs a
Estimador de maacutexima
semelhanccedila b
ndash Reciacuteproco do iacutendice de Simpson c ndash Estimativa de Cobertura da Amostragem Distacircncia evolutiva usada para as estimativas foi 001
77
Figura 22 - Anaacutelise de LIBSHUFF de comunidade de fungos associados agraves raiacutezes de cana-de-accediluacutecar sob dois manejos de colheita quando empregado o par de
iniciadores NS7 e F1Ra A manejo SEM QUEIMA (homoacutelogo) x manejo COM QUEIMA B manejo COM QUEIMA (homoacutelogo) x manejo SEM
QUEIMA As comunidades satildeo diferentes significativamente com P lt 005 A distribuiccedilatildeo de (Cy-Cyx)2 como uma funccedilatildeo de D indica a diferenccedila
entre as duas comunidades
00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
0 01 02 03 04 05 06
Distacircncia Evolutiva (D)
Cob
ertu
ra
0000
0005
0010
0015
0020
0025
(Cx-C
xy)2Homoacutelogo
Heteroacutelogo
(Cx-Cxy)2
95XY
00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
00 01 02 03 04 05 06
Distacircncia Evolutiva (D)
Co
ber
tura
0000
0005
0010
0015
0020
0025
(Cy
-Cy
x)2
Homoacutelogo
Heteroacutelogo
(Cy-Cyx)2
95YX
A B
78
2336 Anaacutelise do gene rRNA 18S amplificado com os iniciadores NS31 e AM1 em raiacutezes de
cana-de-accediluacutecar
Das bibliotecas de clones do gene rRNA 18S de raiacutezes de cana-de-accediluacutecar SEM QUEIMA
e COM QUEIMA preacutevia agrave colheita foram sequenciados 47 e 42 clones respectivamente Das
sequecircncias obtidas 9 foram consideradas quimeras com base nas anaacutelises feitas utilizando o
Chimera Check e BLAST Assim para as anaacutelises posteriores foram utilizadas 41 e 39
sequecircncias dos tratamentos SEM QUEIMA e COM QUEIMA respectivamente
Todas as sequecircncias foram mais similares ao Filo Ascomycota e natildeo foi possiacutevel
discriminar espeacutecies a partir dessas sequecircncias de acordo com as comparaccedilotildees feitas utilizando-
se o BLAST (Tabela 16) e a anaacutelise filogeneacutetica (Figura 23) Em uma das clades haacute o
agrupamento de diferentes classes de fungos uma sequecircncia de um clone do manejo COM
QUEIMA (B AM1 D1107) duas sequecircncias de Phoma (Ascomycota Mitospoacuterico) e uma
sequecircncia de Didymella (Dothideomycetes) Esses resultados mostram que a regiatildeo sequenciada
natildeo eacute informativa filogeneticamente Nenhuma sequecircncia apresentou alta similaridade com
sequecircncias de FMAs apesar do iniciador AM1 ser supostamente especiacutefico para essse grupo de
fungos Assim mesmo as riquezas de UTOs e os iacutendices de diversidade foram estimados (Tabela
17) Da mesma forma a comparaccedilatildeo das bibliotecas por meio do programa webLIBSHUFF foi
feita (Figura 24) Assim como no Brasil os amplicons obtidos com o uso dos iniciadores NS31 e
AM1 em amostras de DNA de cana-de-accediluacutecar durante o estaacutegio na Universidade do Estado do
Kansas EUA resultou em sequecircncias relacionadas somente agrave Ascomycota (dados natildeo
mostrados) mesmo fazendo-se a seleccedilatildeo de raiacutezes finas e claras para a extraccedilatildeo de DNA natildeo
houve a amplificaccedilatildeo do DNA de FMAs
Natildeo houve diferenccedilas entre as estimativas de UTOs entre os dois manejos utilizando-se
sequecircncias obtidas com ambos conjuntos de iniciadores No entanto o iacutendice de diversidade de
Shannon foi significativamente maior no manejo SEM QUEIMA usando-se o par de iniciadores
NS31 e AM1 Assim como no uso do conjunto de iniciadores NS7 e F1Ra o emprego do par
NS31 e AM1 resultou em uma taxa de cobertura elevada (Figura 24) De acordo com as anaacutelises
de Libshuff as duas bibliotecas foram significativamente diferentes (P lt 005)
79
Tabela 16 ndash Similaridade das sequecircncias dos clones do gene rRNA 18s obtidas por amplificaccedilatildeo do DNA total
de raiacutezes de cana-de-accediluacutecar colonizadas por FMAs e utilizando os iniciadores NS31 e AM1 em
relaccedilatildeo a sequecircncias de bancos de dados puacuteblicos
Manejo Clone Sequecircncia mais similar [Acesso] Similaridade Freq(1)
SEM QUEIMA
UB AM1 G0414 Fusarium oxysporum [DQ9161501] 99 122
UB AM1 C0406 Fusarium cerealis [AF1419471] 98 24
UB AM1 H0315 Cladosporium cladosporioides [EU3755231] 99 537
UB AM1 B0204 Penicillium glabrum [AF5480901] 99 49
UB AM1 D0107 Phialophora verrucosa [EF4136141] 99 141
UB AM1 B0303 Phialophora verrucosa [EF4136141] 100 122
COM QUEIMA
B AM1 F0812 Fusarium oxysporum [DQ9161501] 99 948
B AM1 H0715 Fusarium oxysporum [DQ9161501] 98 26
B AM1 D1107 Phoma sp [EU8264811] 100 26
As sequecircncias foram comparadas usando-se o BLAST Cada clone representa um dos grupos formados por
UPGMA A coluna de frequecircncia se refere agrave proporccedilatildeo dos clones do grupo em cada biblioteca (1)
Frequecircncia de sequecircncias representadas pelo clone em cada um dos manejos (2)
Classe ldquoDothideomycetes et Chaetothyriomycetes incertae sedisrdquo
80
Figura 23 ndash Relaccedilotildees filogeneacuteticas entre a sequecircncias do gene rRNA 18S obtidas de raiacutezes de cana-de-accediluacutecar com o
par de iniciadores NS31 e AM1 e sequecircncias de fungos determinadas usando-se neighbor-joining
Nuacutemeros sobre os ramos indicam a porcentagem de 1000 repeticcedilotildees da anaacutelise de bootstrap Cada clone
representa um dos grupos formados por UPGMA Os valores entre parecircnteses representam a
percentagem do clone em cada biblioteca A barra representa uma substituiccedilatildeo a cada 100 nucleotiacutedeos
Clones grafados em negrito em preto satildeo referentes agraves raiacutezes de cana-de-accediluacutecar colhida SEM QUEIMA
enquanto os grafados em vermelho se referem agraves raiacutezes de cana-de-accediluacutecar COM QUEIMA preacutevia agrave
colheita
- Classe ldquoDothideomycetes et Chaetothyriomycetes incertae sedisrdquo
81
Tabela 17 - Estimativas de UTOs iacutendices de diversidade e cobertura de amostragem determinadas com base no sequenciamento de
clones do gene rRNA 18S de fungos associados a raiacutezes de cana-de-accediluacutecar com ou SEM QUEIMA preacutevia agrave colheita
obtidos utilizando-se o par de iniciadores NS31 e AM1
Comunidade NS NU Estimativa de riquezas de UTOs Iacutendices de diversidade ECAc
ACE-1 Chao1
Shannona
1Dab
SEM QUEIMA 41 6 64 (60 116) 65 (60 144) 1366 (1103 1630) 292 (209 484) 0976
COM QUEIMA 39 3 40 (31 141) 35 ( 30 114) 0320 (0058 0583) 117 (049-320) 0974
Valores entre parecircnteses representam o intervalo com 95 de confianccedila NS ndash nuacutemero de sequecircncias NU ndash nuacutemero de UTOs a
Estimador de maacutexima
semelhanccedila b ndash Reciacuteproco do iacutendice de Simpson
c ndash Estimativa de Cobertura da Amostragem Distacircncia evolutiva usada para as estimativas foi 001
82
Figura 24 - Anaacutelise de LIBSHUFF de comunidade de fungos associados agraves raiacutezes de cana-de-accediluacutecar sob dois manejos de colheita quando empregado o par de
iniciadores NS31 e AM1 A manejo SEM QUEIMA (homoacutelogo) x manejo COM QUEIMA B manejo COM QUEIMA (homoacutelogo) x manejo SEM
QUEIMA As comunidades satildeo diferentes significativamente com P lt 005 A distribuiccedilatildeo de (Cy-Cyx)2 como uma funccedilatildeo de D indica a diferenccedila
entre as duas comunidades
00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
00 01 02 03 04 05 06
Distacircncia Evolutiva (D)
Co
ber
tura
0000
0100
0200
0300
0400
0500
0600
0700
0800
(Cy
-Cy
x)2
Homoacutelogo
Heteroacutelogo
(Cx-Cxy)2
95XY
00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
0 01 02 03 04 05 06
Distacircncia Evolutiva (D)
Co
bertu
ra
0000
0002
0004
0006
0008
0010
0012
(Cx
-Cx
y)2
Homoacutelogo
Heteroacutelogo
(Cy-Cyx)2
95YX
A B
83
2337 Anaacutelise do gene rRNA 18S amplificado com os iniciadores especiacuteficos para grupos
de FMAs em raiacutezes de cana-de-accediluacutecar
Para determinar a estrutura da comunidade de FMAs por meio do sequenciamento dos
amplicons os iniciadores aqui desenhados e validados foram testados em amostras de raiacutezes de
cana-de-accediluacutecar do campo Apoacutes a amplificaccedilatildeo de fragmentos do gene rRNA 18S com os
iniciadores ACAU220 GIGA202 GLOMA690 e GLOMB673 e o sequenciamento dos
amplicons foram obtidas 161 sequecircncias Dessas 35 foram retiradas das anaacutelises por
consistirem quimeras ou sequecircncias de baixa qualidade Verificou-se que nenhum dos
iniciadores desenhados foi especiacutefico para FMAs de acordo com a comparaccedilatildeo das sequecircncias
obtidas com sequecircncias de bancos de dados por meio de BLAST (Tabelas 18 19 20 e 21) As
sequecircncias de parte do gene do rRNA 18S obtidas foram alinhadas para a anaacutelise filogeneacutetica
(Figuras 25 26 27 e 28) As sequecircncias obtidas natildeo se agruparam com as sequecircncias de fungos
do filo Glomeromycota do banco de dados (GenBank) Os amplicons obtidos com o iniciador
ACAU220 em sua maioria foram mais similares a Cladosporium (Dothideomycetes
Ascomycota) (Tabela 18 e Figura 25) A maioria dos amplicons obtidos com o iniciador
GIGA202 foram mais similares agrave Fusarium (Sordariomycetes Ascomycota) (Tabela 19 e
Figura 26) Quando utilizou-se o iniciador GLOMA690 a maioria dos amplicons foram mais
similares a Monodictys (Sordariomycetes Ascomycota) e a Cryptococcus (Tremellomycetes
Basidiomycota) (Tabela e Figura 27) Jaacute com o uso do iniciador GLOMB673 a maioria dos
amplicons foram mais similares a Phoma (Ascomycota mitospoacuterico) (Tabela 21 e Figura 28)
Com exceccedilatildeo de um amplicon obtido com o iniciador ACAU220 e alguns amplicons obtidos
com o iniciador GLOMB673 os quais foram mais similares agrave Basidiomycota todas os outros
amplicons obtidos com o emprego dos iniciadores desenhados foram mais similares a
Ascomycota Portanto uma vez que nenhuma sequecircncia obtida estaacute relacionada ao filo
Glomeromycota ao qual pertencem os FMAs os iniciadores desenhados foram inespeciacuteficos
para identificaccedilatildeo desses fungos nas raiacutezes de cana-de-accediluacutecar em condiccedilatildeo de campo
Mesmo assim foram estimadas a riqueza de UTOs e os iacutendices de diversidade de
Shannon e reciacuteproco de Simpson com os dados obtidos Pelo programa Spade foram estimadas
um total de 49 UTOs sendo 26 do tratamento SEM QUEIMA e 25 do tratamento COM
QUEIMA (Tabela 22) A estimativa de riqueza de fungos variou de 64 no manejo COM
84
QUEIMA 216 no manejo SEM QUEIMA a 265 espeacutecies de fungos considerando-se as
amostras dos dois tratamentos de colheita Os dois tratamentos tambeacutem natildeo apresentaram
diferenccedilas quanto aos iacutendices de diversidade A estimativa de cobertura da amostragem foi de
683 no tratamento sob manejo COM QUEIMA e 701 no tratamento sob manejo SEM
QUEIMA Verifica-se que a curva de rarefaccedilatildeo natildeo atinge a assiacutentota isto eacute somente uma
porccedilatildeo da riqueza de fungos associados agraves raiacutezes de cana-de-accediluacutecar foi amostrada (Figura 29)
As sequecircncias obtidas natildeo se agrupam com base em suas relaccedilotildees filogeneacuteticas em
funccedilatildeo do tratamento (SEM QUEIMA ou COM QUEIMA) Existem apenas 7 UTOs (56 do
total de UTOs) em comum entre os tratamentos SEM QUEIMA e COM QUEIMA As UTOs
em comum satildeo as identificadas pelos nuacutemeros 1 2 3 4 7 16 e 23 nas Tabelas 18 a 21 Esse
nuacutemero reduzido de UTOs em comum aos dois tratamentos indicaram diferenccedila na comunidade
de fungos associados agraves raiacutezes de cana-de-accediluacutecar A anaacutelise de Libshuff mostrou que as
comunidades de fungos dos dois tratamentos satildeo significativamente diferentes (p lt 005)
(Figura 30)
Muitas sequecircncias do gene rRNA 18S amplificadas de raiacutezes de cana-de-accediluacutecar com o
uso dos iniciadores desenhados podem representar novos taxa Um total de 52 (416 )
sequecircncias apresentam similaridade menor do que 96 agraves sequecircncias disponiacuteveis no banco de
dados do NCBI Essas sequecircncias foram verificadas como natildeo quimeacutericas e satildeo mais similares
a sequecircncias de Ascomycota e Basidiomycota com base na anaacutelise filogeneacutetica Empregando-
se os iniciadores aqui desenhados as seis UTOs mais frequentes representam 568 do total
de sequecircncias enquanto as UTOs contendo um uacutenica sequecircncia (singletons) representam 735
do total de UTOs mostrando a existecircncia de dominacircncia de algumas espeacutecies fuacutengicas na
comunidade associada agraves raiacutezes
As sequecircncias obtidas com os iniciadores grupo-especiacuteficos de FMAs desenhados no
presente trabalho natildeo tem regiatildeo em comum com as sequecircncias de clones das bibliotecas
obtidas utilizando os iniciadores da primeira abordagem (NS7 e F1Ra) No entanto a regiatildeo
amplificada do gene rRNA 18S obtida com uso dos iniciadores da segunda abordagem (NS31 e
AM1) eacute comum agrave parte da regiatildeo amplificada com o uso dos iniciadores grupo-especiacuteficos
Pela anaacutelise filogeneacutetica usando neighbor joining as sequecircncias da segunda abordagem
mostraram-se relacionadas a algumas sequecircncias obtidas com os iniciadores especiacuteficos (dados
natildeo mostrados) Isso mostra a consistecircncia do meacutetodo de PCR e sequenciamento para o
85
levantamento populacional dos fungos associados agraves raiacutezes de cana-de-accediluacutecar em condiccedilotildees de
campo apesar de o nuacutemero de UTOs recuperadas ser menor com o uso do iniciador AM1
Tabela 18 - Anaacutelise do BLAST de sequecircncias obtidas das bibliotecas de raiacutezes de cana-de-accediluacutecar COM
QUEIMA e SEM QUEIMA preacutevia agrave colheita utilizando o iniciador ACAU220
Manejo Clone iniciador UTO(1)
Sequecircncia mais similar [Acesso] Similaridade
(2)
SEM QUEIMA
A01 ACAU220 UTO 1 Cladosporium cladosporioides [EU3755231] 100
G01 ACAU220 UTO 1 Cladosporium cladosporioides [EU3755231] 96
F02 ACAU220 UTO 1 Cladosporium cladosporioides [EU3755231] 95
G02 ACAU220 UTO 1 Cladosporium cladosporioides [EU7234841] 94
B03 ACAU220 UTO 1 Cladosporium cladosporioides [EU3755231] 93
C03 ACAU220 UTO 1 Cladosporium cladosporioides [EU3755231] 93
D03 ACAU220 UTO 1 Cladosporium cladosporioides [EU7234841] 93
E01 ACAU220 UTO 1 Cladosporium cladosporioides [EU3755231] 93
D02 ACAU220 UTO 2 Penicillium brevicompactum [EU2636081] 98
H01 ACAU220 UTO 2 Penicillium freii [AY6409981] 98
A03 ACAU220 UTO 2 Phialocephala fortinii [EU3820701] 96
B02 ACAU220 UTO 3 Monodictys arctica [EU6865191]] 93
C01 ACAU220 UTO 4 Penicillium purpurogenum [DQ3659471] 96
C02 ACAU220 UTO 5 Hypocrea koningii [EU7224041] 92
D01 ACAU220 UTO 6 Pseudocolus fusiformis [AF0266231] 98
E02 ACAU220 UTO 7 Fusarium oxysporum [EU7108211] 98
Com Queima
H03 ACAU220 UTO 1 Cladosporium cladosporioides [EU3755231] 96
H04 ACAU220 UTO 1 Cladosporium cladosporioides [EU3755231] 96
D05 ACAU220 UTO 1 Cladosporium cladosporioides [EU3755231] 95
G04 ACAU220 UTO 1 Cladosporium cladosporioides [EU3755231] 93
B04 ACAU220 UTO 2 Penicillium glabrum [AF5480901] 93
A04 ACAU220 UTO 3 Phoma sp [EU8264811] 97
G03 ACAU220 UTO 3 Monodictys arctica [EU6865191] 97
E05 ACAU220 UTO 3 Phoma sp [EU8264811] 94
D04 ACAU220 UTO 3 Didymella exitialis [EU1675641] 91
B05 ACAU220 UTO 4 Penicillium purpurogenum [DQ3659471] 96
C05 ACAU220 UTO 16 Monodictys arctica [EU6865191] 93
F03 ACAU220 UTO 28 Paraconiothyrium brasiliense [EU2956511] 91
F05 ACAU220 UTO 29 Alternaria sp [EU8264791] 97
G05 ACAU220 UTO 30 Lithothelium septemseptatum [AY5846621] 96
Os E-values de todas as comparaccedilotildees foram iguais a zero (1)
Identidade das Unidades Taxonocircmicas Operacionais determinadas pelo programa DOTUR ao niacutevel de 99 de
similaridade (2)
Similaridade da sequecircncia ambiental com o respectivo acesso do NCBI dada pela anaacutelise de BLAST
86
Tabela 19 - Anaacutelise do BLAST de sequecircncias obtidas das bibliotecas de raiacutezes de cana-de-accediluacutecar COM
QUEIMA e SEM QUEIMA preacutevia agrave colheita utilizando o iniciador GIGA202
Manejo Clone iniciador UTO(1)
Sequecircncia mais similar [Acesso] Similaridade
(2)
SEM QUEIMA
A06 GIGA202 UTO 1 Cladosporium cladosporioides [EU3755231] 96
D07 GIGA202 UTO 3 Monodictys arctica [EU6865191] 95
H06 GIGA202 UTO 4 Penicillium purpurogenum [AF2452571] 97
B08 GIGA202 UTO 4 Penicillium purpurogenum [DQ3659471]] 93
A08 GIGA202 UTO 7 Fusarium oxysporum [EF5903261] 96
A07 GIGA202 UTO 7 Fusarium oxysporum [EF5903261] 95
F07 GIGA202 UTO 7 Fusarium oxysporum [EF5903261] 94
E06 GIGA202 UTO 7 Fusarium oxysporum [EF5903261] 93
F06 GIGA202 UTO 7 Fusarium oxysporum [EF5903261] 93
C07 GIGA202 UTO 7 Fusarium oxysporum [EF5903261] 92
D06 GIGA202 UTO 7 Fusarium oxysporum [EF5903261] 92
B06 GIGA202 UTO 8 Fusarium oxysporum [EF5903261] 90
C06 GIGA202 UTO 9 Fusarium oxysporum [EF5903261] 90
C08 GIGA202 UTO 10 Fusarium oxysporum [EF5903261] 90
E07 GIGA202 UTO 11 Fusarium oxysporum [EF5903261] 91
G06 GIGA202 UTO 12 Monodictys arctica [EU6865191] 87
G07 GIGA202 UTO 13 Fusarium oxysporum [EF5903261] 91
COM QUEIMA
A09 GIGA202 UTO 1 Cladosporium cladosporioides [EU3755231] 97
D09 GIGA202 UTO 3 Monodictys arctica [EU6865191] 99
E10 GIGA202 UTO 3 Phoma sp [EU8264811] 99
F09 GIGA202 UTO 3 Phaeosphaeria nodorum [EU1892131] 99
G09 GIGA202 UTO 3 Phoma sp [EU8264811] 99
B09 GIGA202 UTO 3 Phoma sp [EU8264811] 97
C09 GIGA202 UTO 3 Phoma sp [EU8264811] 96
H08 GIGA202 UTO 3 Phaeosphaeria nodorum [EU1892131] 96
B10 GIGA202 UTO 7 Fusarium oxysporum [EF5903261] 95
G10 GIGA202 UTO 7 Fusarium oxysporum [EF5903261] 94
F08 GIGA202 UTO 7 Fusarium oxysporum [EF5903261] 93
E09 GIGA202 UTO 30 Paraconiothyrium variabile [EU2956531] 95
A10 GIGA202 UTO 31 Monodictys arctica [EU6865191] 89
C10 GIGA202 UTO 32 Penicillium purpurogenum [DQ3659471] 92
E08 GIGA202 UTO 33 Pyrenochaeta nobilis [DQ8982871] 98
F10 GIGA202 UTO 34 Fusarium oxysporum [EF5903261] 94
H09 GIGA202 UTO 35 Monodictys arctica [EU6865191] 95
Os E-values de todas as comparaccedilotildees foram iguais a zero (1)
Unidades Taxonocircmicas Operacionais determinadas pelo programa DOTUR ao niacutevel de 99 de similaridade (2)
Similaridade da sequecircncia ambiental com o respectivo acesso do NCBI dada pela anaacutelise de BLAST
87
Tabela 20 - Anaacutelise do BLAST de sequecircncias obtidas das bibliotecas de raiacutezes de cana-de-accediluacutecar COM
QUEIMA e SEM QUEIMA preacutevia agrave colheita utilizando o iniciador GLOMA690
Manejo Clone iniciador UTO(1)
Sequecircncia mais similar [Acesso] Similaridade
(2) E-value
SEM QUEIMA
A11 GLOMA690 UTO 3 Monodictys arctica [EU6865191] 99 00
B11 GLOMA690 UTO 3 Monodictys arctica [EU6865191] 99 8e-167
B12 GLOMA690 UTO 3 Monodictys arctica [EU6865191] 99 6e-163
D11 GLOMA690 UTO 3 Monodictys arctica [EU6865191] 98 8e-162
F11 GLOMA690 UTO 3 Monodictys arctica [EU6865191] 97 5e-159
A01 GLOMA690 UTO 3 Phoma sp [EU8264811] 97 00
C01 GLOMA690 UTO 3 Phoma sp [EU8264811] 97 00
B01 GLOMA690 UTO 14 Phoma sp [EU8264811] 98 00
A12 GLOMA690 UTO 14 Monodictys arctica [EU6865191] 97 3e-151
E11 GLOMA690 UTO 14 Monodictys arctica [EU6865191] 94 2e-142
C11 GLOMA690 UTO 15 Cryptococcus vishniacii [AB0326571] 99 1e-164
H12 GLOMA690 UTO 16 Monodictys arctica [EU6865191] 98 1e-159
G11 GLOMA690 UTO 16 Monodictys arctica [EU6865191] 97 4e-155
D12 GLOMA690 UTO 16 Monodictys arctica [EU6865191] 96 4e-150
E12 GLOMA690 UTO 17 Cryptococcus aerius [EU8476621] 96 6e-148
F12 GLOMA690 UTO 18 Monodictys arctica [EU6865191] 96 1e-150
G12 GLOMA690 UTO 19 Monodictys arctica [EU6865191] 90 4e-120
H11 GLOMA690 UTO 20 Monodictys arctica [EU6865191] 98 8e-162
D01 GLOMA690 UTO 21 Cryptococcus gastricus [DQ6455131] 97 00
COM QUEIMA
C02 GLOMA690 UTO 3 Phoma medicaginis [EU1675751] 97 00
A03 GLOMA690 UTO 36 Cryptococcus terreus [AB0326491] 97 00
E02 GLOMA690 UTO 36 Cryptococcus terreus [AB0326491] 98 00
B03 GLOMA690 UTO 36 Cryptococcus terreus [AB0326491] 96 00
B02 GLOMA690 UTO 37 Cryptococcus terreus [AB0326491] 93 00
D03 GLOMA690 UTO 38 Dothidotthia aspera [EU6732281] 88 1e-139
E01 GLOMA690 UTO 39 Phoma sp [EU8264811] 93 00
E03 GLOMA690 UTO 40 Phoma sp [EU8264811] 92 00
F01 GLOMA690 UTO 41 Cryptococcus terreus [AB0326491] 93 00
G02 GLOMA690 UTO 42 Phoma sp [EU8264811] 97 00
H02 GLOMA690 UTO 43 Phoma sp [EU8264811] 97 00
(1) Unidades Taxonocircmicas Operacionais determinadas pelo programa DOTUR ao niacutevel de 99 de similaridade
(2) Similaridade da sequecircncia ambiental com o respectivo acesso do NCBI dada pela anaacutelise de BLAST
88
Tabela 21 - Anaacutelise do BLAST de sequecircncias obtidas das bibliotecas de raiacutezes de cana-de-accediluacutecar COM
QUEIMA e SEM QUEIMA preacutevia agrave colheita utilizando o iniciador GLOMB673
Manejo Clone iniciador UTO(1)
Sequecircncia mais similar [Acesso] Similaridade
(2) e-value
SEM QUEIMA
A05 GLOMB673 UTO 3 Monodictys arctica [EU6865191] 99 00
A06 GLOMB673 UTO 3 Phoma sp [EU8264811] 99 00
D06 GLOMB673 UTO 3 Phoma sp [EU8264811] 99 00
B05 GLOMB673 UTO 3 Phoma sp [EU8264811] 98 00
E04 GLOMB673 UTO 3 Monodictys arctica [EU6865191] 98 00
B04 GLOMB673 UTO 3 Phoma sp [EU8264811] 97 00
C06 GLOMB673 UTO 3 Leptosphaeria doliolum [U434571] 97 00
D05 GLOMB673 UTO 3 Monodictys arctica [EU6865191] 96 00
D04 GLOMB673 UTO 16 Phoma sp [EU8264811] 98 00
A04 GLOMB673 UTO 22 Phoma medicaginis [EU1675751] 92 7e-156
C04 GLOMB673 UTO 23 Monodictys arctica [EU6865191] 98 00
F04 GLOMB673 UTO 24 Rhytidhysteron rufulum [AF2014521] 95 00
F05 GLOMB673 UTO 25 Monodictys arctica [EU6865191] 94 00
G05 GLOMB673 UTO 26 Pleosporales [FJ1768441] 99 00
H05 GLOMB673 UTO 27 Phoma sp [EU8264811] 96 00
COM QUEIMA
G08 GLOMB673 UTO 3 Phoma sp [EU8264811] 99 00
C08 GLOMB673 UTO 3 Phoma sp [EU8264811] 97 00
C07 GLOMB673 UTO 16 Monodictys arctica [EU6865191] 98 00
G07 GLOMB673 UTO 16 Monodictys arctica [EU6865191] 96 00
A07 GLOMB673 UTO 23 Monodictys arctica [EU6865191] 99 00
D07 GLOMB673 UTO 23 Phoma sp [EU8264811] 98 00
B07 GLOMB673 UTO 34 Trichocladium asperum [EU2636131] 94 00
E06 GLOMB673 UTO 34 Trichocladium asperum [EU2636131] 94 3e-174
F06 GLOMB673 UTO 35 Phoma sp [EU8264811] 99 00
A08 GLOMB673 UTO 39 Phoma sp [EU8264811] 99 00
E07 GLOMB673 UTO 44 Dothidotthia aspera [EU6732251] 90 1e-162
F07 GLOMB673 UTO 45 Monodictys arctica [EU6865191] 91 2e-180
F08 GLOMB673 UTO 46 Phoma sp [EU8264811] 90 8e-170
G06 GLOMB673 UTO 47 Coniothyrium palmarum [AY6425141] 95 00
H06 GLOMB673 UTO 48 Pleosporales sp [FJ1768441] 92 2e-161
H08 GLOMB673 UTO 49 Phoma sp [EU8264811] 97 00
(1) Unidades Taxonocircmicas Operacionais determinadas pelo programa DOTUR ao niacutevel de 99 de similaridade
(2) Similaridade da sequecircncia ambiental com o respectivo acesso do NCBI dada pela anaacutelise de BLAST
89
Figura 25 ndash Relaccedilotildees filogeneacuteticas entre as sequecircncias do rDNA 18S obtidas de raiacutezes de cana-de-accediluacutecar
utilizando o iniciador ACAU220 e sequecircncias de fungos determinadas usando neighbor joining
Nuacutemeros sobre os ramos indicam a percentagem de 1000 repeticcedilotildees da anaacutelise de bootstrap O
comprimento da barra representa duas substituiccedilotildees a cada 100 nucleotiacutedeos As sequecircncias do
tratamento SEM QUEIMA estatildeo grafadas em preto e negrito e as do tratamento COM QUEIMA
estatildeo em vermelho e negrito
90
Figura 26 ndash Relaccedilotildees filogeneacuteticas entre as sequecircncias do rDNA 18S obtidas de raiacutezes de cana-de-accediluacutecar
utilizando o iniciador GIGA202 e sequecircncias de fungos determinadas usando neighbor joining
Nuacutemeros sobre os ramos indicam a percentagem de 1000 repeticcedilotildees da anaacutelise de bootstrap O
comprimento da barra representa duas substituiccedilotildees a cada 100 nucleotiacutedeos As sequecircncias do
tratamento SEM QUEIMA estatildeo grafadas em preto e negrito e as do tratamento COM QUEIMA
estatildeo em vermelho e negrito
91
Figura 27 ndash Relaccedilotildees filogeneacuteticas entre as sequecircncias do rDNA 18S obtidas de raiacutezes de cana-de-accediluacutecar
utilizando o iniciador GLOMA690 e sequecircncias de fungos determinadas usando neighbor joining
Nuacutemeros sobre os ramos indicam a percentagem de 1000 repeticcedilotildees da anaacutelise de bootstrap O
comprimento da barra representa duas substituiccedilotildees a cada 100 nucleotiacutedeos As sequecircncias do
tratamento SEM QUEIMA estatildeo grafadas em preto e negrito e as do tratamento COM QUEIMA
estatildeo em vermelho e negrito
92
Figura 28 ndash Relaccedilotildees filogeneacuteticas entre as sequecircncias do rDNA 18S obtidas de raiacutezes de cana-de-accediluacutecar
utilizando o iniciador GLOMB673 e sequecircncias de fungos determinadas usando neighbor joining
Nuacutemeros sobre os ramos indicam a percentagem de 1000 repeticcedilotildees da anaacutelise de bootstrap O
comprimento da barra representa duas substituiccedilotildees a cada 100 nucleotiacutedeos As sequecircncias do
tratamento SEM QUEIMA estatildeo grafadas em preto e negrito e as do tratamento COM QUEIMA
estatildeo em vermelho e negrito
93
Figura 29 ndash Curvas de rarefaccedilatildeo para bibliotecas de clones do gene rRNA 18S obtidas usando os iniciadores
FMAs grupo-especiacuteficos em amostras DNA de raiacutezes de cana-de-accediluacutecar sob tratamento SEM
QUEIMA e COM QUEIMA A curva de rarefaccedilatildeo foi gerada com o programa DOTUR (SCHLOSS
HANDELSMAN 2005) utilizando o niacutevel de 99 de similaridade
94
Tabela 22 - Estimativas de UTOs iacutendices de diversidade e cobertura de amostragem calculadas a partir de bibliotecas de rDNA 18S
de fungos associados a raiacutezes de cana-de-accediluacutecar com ou SEM QUEIMA preacutevia agrave colheita utilizando os iniciadores
ACAU220 GIGA202 GLOMA690 e GLOMB673
Valores entre parecircnteses representam o intervalo com 95 de confianccedila NS ndash nuacutemero de sequecircncias NU ndash nuacutemero de UTOs a
Estimador de maacutexima
semelhanccedila b ndash Reciacuteproco do iacutendice de Simpson
c ndash Estimativa de Cobertura da Amostragem Distacircncia evolutiva usada para as estimativas foi 001
Comunidade NS NU Estimativa de riquezas de UTOs Iacutendices de diversidade
ECAc
ACE-1 Chao1
Shannona
1Da b
SEM QUEIMA 67 26 1777 (621 6645)
2160 (1066 4738)d
2544 (2242 2845) 679 (447 1412) 0701
COM QUEIMA 58 28 1080 (511 3057) 641( 391 1457) 2808 (2520 3096) 904 (631 1953) 0683
Todas as sequecircncias 125 49 2130(1077 5072)
2650(1145 7616) 3134 (2898 3370) 1083 (715 2232) 0712
95
Figura 30 - Anaacutelise de LIBSHUFF de comunidade de fungos associado agraves raiacutezes de cana-de-accediluacutecar sob dois manejos de colheita utilizando o conjunto de
iniciadores desenhados ACAU220 GIGA202 GLOMA690 e GLOMB673 A manejo SEM QUEIMA (homoacutelogo) x manejo COM QUEIMA B
manejo COM QUEIMA (homoacutelogo) x manejo SEM QUEIMA As comunidades satildeo diferentes significativamente com P lt 005 A distribuiccedilatildeo de
(Cy-Cyx)2 como uma funccedilatildeo de D indica a diferenccedila entre as duas comunidades
B A
96
Os estudos de comunidades de FMAs satildeo importantes devido aos efeitos das MAs para as
plantas e para os ecossistemas terrestres (HEIJDEN et al 1998) Poreacutem a principal dificuldade
nas investigaccedilotildees do ciclo de vida da filogenia organizaccedilatildeo geneacutetica dinacircmica e estrutura das
comunidades dos FMAs eacute o seu biotrofismo obrigatoacuterio As abordagens moleculares
principalmente a caracterizaccedilatildeo de genes do rRNA tecircm contribuido para a elucidaccedilatildeo da
ecologia dos FMAs Esses genes satildeo muito utilizados por suas caracteriacutesticas evolutivas as quais
permitem a investigaccedilatildeo em diferentes niacuteveis de resoluccedilatildeo filogeneacutetica (HILLIS DIXON 1991)
Aleacutem disso eacute um gene que ocorre em muacuteltiplas coacutepias no genoma sendo a sua detecccedilatildeo mais
faacutecil em relaccedilatildeo a outros genes Segundo Oumlpik et al (2006) de 26 trabalhos 23 investigaram
comunidade de FMAs utilizando o gene rRNA 18S 7 investigaram regiotildees ITS e 4 avaliaram o
gene rRNA 28S sendo que alguns dos trabalhos utilizaram mais de um locus gecircnico
O desenho de novos iniciadores para a amplificaccedilatildeo de DNA dos organismos pertencentes
ao filo Glomeromycota eacute importante para evitar o vieacutes causado pelo uso do tradicional iniciador
AM1 (HELGASON 1998) Esse iniciador tem sido usado em inuacutemeros estudos de comunidades
de FMAs em campo (OumlPIK et al 2006) no entanto ele natildeo amplifica o DNA dos grupos basais
de Glomeromycota como Archaeosporales (REDECKER 2000 SANTOS FINLAY TEHLER
2006 SANTOS-GONZAacuteLEZ et al 2007) Aleacutem disso o iniciador AM1 pode amplificar
sequecircncias de fungos natildeo-micorriacutezicos arbusculares (DOUHAN et al 2005) Jaacute o emprego de
iniciadores especiacuteficos para fungos em geral pode natildeo cobrir toda a comunidade fuacutengica e dessa
forma natildeo refletir a comunidade de FMAs da amostra ou natildeo identificar sequer uma sequecircncia
de fungo do filo Glomeromycota (Tabela 14 e Figura 21) Por essa razatildeo o desenho de
iniciadores especiacuteficos para os principais grupos de Glomeromycota eacute de suma importacircncia
Mesmo com a colonizaccedilatildeo micorriacutezica variando de 30 a 52 natildeo foi possiacutevel a
detecccedilatildeo de FMAs nas raiacutezes utilizando-se as trecircs abordagens (1) aplicaccedilatildeo do iniciador AM1
(2) iniciador F1Ra especiacutefico para fungos em geral e (3) uso dos iniciadores aqui desenhados A
ausecircncia de sequecircncias clonadas que fossem mais similares agraves sequecircncias de Glomeromycota
mesmo utilizando iniciadores especiacuteficos e funcionais em amostras de casa-de-vegetaccedilatildeo e em
amostras de campo (raiacutezes da pradaria Konza) pode indicar um ambiente com uma comunidade
fuacutengica diversa e complexa nas raiacutezes de cana-de-accediluacutecar do campo Com os iniciadores
desenhados neste estudo houve um maior nuacutemero de UTOs detectadas em relaccedilatildeo aos
iniciadores AM1 ou F1Ra O nuacutemero de 49 UTOs sequenciadas e 265 UTOs estimadas somente
97
nas raiacutezes da cana-de-accediluacutecar (Tabela 22) indicam alta diversidade fuacutengica em relaccedilatildeo agrave outros
ambientes Waldrop et al (2006) avaliaram a diversidade de fungos do solo empregando-se o
par de iniciadores ITS1F e ITS4 e o sequenciamento dos clones provenientes de amostras de
aacutereas com diferentes nuacutemeros de espeacutecies vegetais no estado de Minnesota EUA Esses autores
obtiveram um total de 149 UTOs de fungos do solo em 7 diferentes tratamentos com um nuacutemero
maacuteximo de 40 UTOs quando se sequenciaram 72 clones de um tratamento Mas esses resultados
foram obtidos de amostras de DNA extraiacutedo do solo o qual geralmente apresenta maior
diversidade fuacutengica do que aquela associada agraves raiacutezes Neubert et al (2006) avaliaram a estrutura
da comunidade de fungos nos diferentes oacutergatildeos de caniccedilo e verificaram que as raiacutezes satildeo os
oacutergatildeos com maior diversidade A alta diversidade poderia ser a causa do vieacutes na amplificaccedilatildeo nos
experimentos deste trabalho no entanto Vandenkoornhuyse et al (2002) estudaram a
diversidade de fungos em raiacutezes da Poaceae Arrhenatherum elatius com o uso de iniciadores
especiacuteficos para fungos em geral e encontraram 49 filotipos sendo 3 relacionados agrave
Glomeromycota Husband et al (2002) amplificaram o DNA de FMAs de raiacutezes de floresta
tropical do Panamaacute empregando os iniciadores NS31 e AM1 e mostram que a
ldquohiperdiversidaderdquo pode natildeo ser a explicaccedilatildeo para o problema
Por outro lado considerando que quanto maior a diversidade vegetal maior o nuacutemero de
nichos e portanto maior a diversidade de fungos (LODGE 1997) a diversidade em raiacutezes de
uma lavoura de cana-de-accediluacutecar natildeo seria alta ao ponto de mascarar a presenccedila de FMAs Em
aacutereas de monocultura como as de cana-de-accediluacutecar haveria uma dominacircncia de um pequeno grupo
de fungos resultando em amostras de DNA com prevalecircncia desses organismos os quais se
sobrepujariam em relaccedilatildeo aos FMAs nas amostras de DNA total Como foi mostrado pelo
sequenciamento de clones do gene rRNA 18S e anaacutelise pelo DOTUR aproximadamente 60
das sequecircncias pertencem a apenas seis UTOs de um total de 49 UTOs Desse modo pode haver
uma razatildeo DNA alvo DNA natildeo-alvo desfavoraacutevel agrave amplificaccedilatildeo especiacutefica
Considerando que os iniciadores desenhados obtiveram resultados positivos nos testes in
silico e em amostras controle de casa-de-vegetaccedilatildeo eacute possiacutevel que o problema resida nas
condiccedilotildees suboacutetimas de PCR Assim paracircmetros como temperatura de pareamento dos
iniciadores concentraccedilotildees de cloreto de magneacutesio e diluiccedilatildeo da primeira PCR podem estar em
niacuteveis natildeo ideais Os testes para esses e outros paracircmetros tais como presenccedila ou ausecircncia de
BSA ou DMSO (Dimetil Sulfoacutexido) foram feitos nas amostras controle provindas de casa-de-
98
vegetaccedilatildeo e natildeo nas raiacutezes de cana-de-accediluacutecar do campo Eacute possiacutevel que as amplificaccedilotildees
inespeciacuteficas com o emprego dos iniciadores desenhados usando DNA de raiacutezes de cana-de-
accediluacutecar poderiam ser evitadas com a otimizaccedilatildeo das condiccedilotildees de PCR O BSA eacute um adjuvante
que pode aumentar a eficiecircncia da amplificaccedilatildeo O DMSO eacute um agente desnaturante que inibe
formaccedilatildeo de estruturas secundaacuterias e eacute utilizado para melhorar a eficiecircncia e a especificidade de
amplificaccedilatildeo (KITADE et al 2003) Entretanto o problema pode ter mais de uma origem em
razatildeo de o emprego dos iniciadores Glomus grupo A (GLOMA189 e GLOMA690) em raiacutezes da
pradaria Konza resultar em amplicons especiacuteficos e em ausecircncia de sequecircncias natildeo-alvo (Figuras
14 e 15) Esses resultados nos mostra que haacute um problema especiacutefico com as amostras de raiacutezes
de cana-de-accediluacutecar onde pode haver um inibidor natildeo universal uma vez que a siacutentese de
amplicons apesar de serem inespeciacuteficos ocorre Um possiacutevel fator para a natildeo detecccedilatildeo de
FMAs nas raiacutezes eacute a incapacidade do meacutetodo de extraccedilatildeo de homogeneizar completamente o
tecido vegetal o que deixaria as hifas dos FMAs protegidas ou ligadas aos tecidos da cana-de-
accediluacutecar Essa proteccedilatildeo diminuiria a eficiecircncia da extraccedilatildeo do DNA de FMAs nas amostras de
raiacutezes de cana-de-accediluacutecar
Esses problemas podem contribuir para a amplificaccedilatildeo do DNA de determinados fungos
em funccedilatildeo do ambiente Esse vieacutes jaacute foi constatado em outros trabalhos (ANDERSON et al
2003 JUMPPONEN 2007) e pode ser decorrecircncia do fato de os iniciadores terem sido
desenhados com base em sequecircncias de espeacutecimes mantidas em coleccedilotildees de culturas e em
laboratoacuterios e natildeo em sequecircncias de organismos que ocorrem naturalmente no campo Uma vez
que os FMAs satildeo simbiotroacuteficos obrigatoacuterios a obtenccedilatildeo desse tipo de sequecircncia eacute dificultada
Assim a inespecificidade dos iniciadores pode ter origem na baixa relaccedilatildeo DNA alvo
DNA natildeo-alvo nas condiccedilotildees suboacutetimas de PCR ou em problemas inerentes agraves amostras ou ao
meacutetodo de extraccedilatildeo de DNA de raiacutezes de cana-de-accediluacutecar A soluccedilatildeo para a validaccedilatildeo dos
iniciadores especiacuteficos e para o acesso agrave comunidade de Glomeromycota nas raiacutezes de cana-de-
accediluacutecar pode ser alcanccedilada por meio de experimentos para se testar esses paracircmentros Outro
ponto a ser observado eacute que eacute preciso ser cauteloso para conclusotildees tiradas sobre comunidades de
FMAs quando se emprega o par de iniciadores NS31 e AM1 sem o uso do sequenciamento como
nas anaacutelises de T-RFLP e DGGE Os resultados podem natildeo refletir a real da comunidade de
FMAs nas amostras
99
Apesar de a detecccedilatildeo de FMAs natildeo ser possiacutevel as sequecircncias obtidas satildeo informativas
quanto ao que ocorre com a estrutura da comunidade fuacutengica nas raiacutezes A alta frequecircncia de
sequecircncias de Ascomycota nas bibliotecas obtidas com os iniciadores F1Ra (especiacutefico para
fungos) AM1 (especiacutefico para FMAs) e os especiacuteficos para grupos de FMAs ACAU220
GIGA202 GLOMA690 e GLOMB673 indicam uma dominacircncia de fungos desse filo nas raiacutezes
de cana-de-accediluacutecar
Com o emprego do iniciador F1Ra foi estimada uma riqueza de ateacute 51 UTOs (Tabela 15)
e do AM1 uma riqueza de ateacute 65 UTOs (Tabela 17) em duas amostras de cana-de-accediluacutecar sob
manejo SEM QUEIMA e COM QUEIMA A razatildeo para a diferenccedila eacute que o iniciador F1Ra eacute
universal para Fungi enquanto o segundo eacute especiacutefico para um grupo de fungos No entanto com
o uso dos iniciadores grupo-especiacuteficos aqui desenhados foi estimada uma riqueza de ateacute 265
UTOs nas 36 amostras de raiacutezes de cana-de-accediluacutecar Com relaccedilatildeo agrave estrutura da comunidade
fuacutengica o uso dos iniciadores F1Ra ou AM1 e dos iniciadores especiacuteficos aqui desenhados
indicam diferenccedilas entre as comunidades fuacutengicas nos tratamento SEM QUEIMA e COM
QUEIMA pela anaacutelise de Libshuff Esses resultados podem indicar que o uso de apenas um par
de iniciadores mesmo universal para fungos e poucas repeticcedilotildees de amostras pode resultar em
baixa cobertura de amostragem da comunidade fuacutengica
Os iacutendices estimados de riqueza e de diversidade de UTOs com o uso dos iniciadores
especiacuteficos para fungos FMAs e FMAs grupo-especiacutefico natildeo foram diferentes entre os dois
manejos de colheita sugerindo que a comunidade fuacutengica natildeo eacute afetada em nuacutemero e diversidade
de organismos pelo sistema de colheita adotado pelo menos na eacutepoca avaliada Isso pode ser
explicado pelo pouco tempo de manejo SEM QUEIMA em que o teor de C no solo ainda natildeo foi
alterado (Tabela 7) indicando que a deposiccedilatildeo de palha sobre o solo ainda natildeo afeta
significativamente as propriedades quiacutemicas e bioloacutegicas do solo
100
3 CONCLUSOtildeES
A abundacircncia riqueza e diversidade de FMAs determinadas com base na presenccedila de
esporos assexuais no solo natildeo diferiu entre os tratamentos SEM QUEIMA e COM QUEIMA
preacutevia agrave colheita nem entre as variedades de cana-de-accediluacutecar e na interaccedilatildeo dos fatores Manejo de
Colheita e Variedades de cana-de-accediluacutecar
O manejo de colheita SEM QUEIMA preacutevia estimulou a colonizaccedilatildeo micorriacutezica
arbuscular em cana-de-accediluacutecar em relaccedilatildeo ao manejo com colheita COM QUEIMA preacutevia logo
apoacutes a primeira colheita
O uso de iniciadores especiacuteficos para fungos em geral (Reino Fungi) do iniciador AM1 e
dos iniciadores especiacuteficos para grupos de FMAs natildeo permitiu a detecccedilatildeo de FMAs nas raiacutezes de
cana-de-accediluacutecar
Os iacutendices de riqueza e diversidade e a estrutura da comunidade fuacutengica associados agraves
raiacutezes de cana-de-accediluacutecar determinados por meio dos dados de sequenciamento do gene rRNA
18S natildeo diferiram entre os manejos de colheita SEM QUEIMA e COM QUEIMA preacutevia
O manejo da cana-de-accediluacutecar e colheita COM QUEIMA preacutevia agrave colheita alterou a
estrutura da comunidade fuacutengica associada agraves raiacutezes logo apoacutes a primeira colheita
101
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3
DEDICO
A Deus
Aos meus pais Marlene e Erasmo aos meus irmatildeo Mateus Ana Julia e Maria Luiza
Aos meus avoacutes tios e tias
Pelo apoio e incentivos recebidos sendo essenciais para essa etapa de minha vida
4
AGRADECIMENTOS
Eu gostaria de agradecer ao CNPq pela bolsa no iniacutecio do Curso agrave FAPESP pela bolsa
concedida no restante do curso e agrave CAPES pela concessatildeo da bolsa de estudo para estaacutegio no
exterior por 5 meses
Ao Prof Dr Maacutercio Rodrigues Lambais pela orientaccedilatildeo e incentivo ao longo do curso
Ao Dr Prof Ari Jumpponen (Kansas State University Manhattan KS USA) por ter me
acolhido e me recebido nos EUA pela amizade pela sua constante confianccedila em nosso trabalho e
pelo seu incentivo agrave vida profissional
Ao Dr Prof Sidney Luiz Stuumlrmer por ter realizado o aacuterduo trabalho de identificaccedilatildeo dos
esporos de FMAs parte essencial desse trabalho
Ao Dr Prof Francisco de Sousa por disposiccedilatildeo em ajudar com discussotildees e
esclarecimentos sobre os trabalhos pela internet
Agrave Prof Dra Elke JBN Cardoso pela concessatildeo do material do laboratoacuterio de
Microbiologia do Solo e material da Coleccedilatildeo de FMAs aleacutem do constante apoio disposiccedilatildeo para
atender aos alunos e pela confianccedila depositada em mim
Agrave parte essencial de minha vida portanto desse trabalho tambeacutem
Meu Pai Erasmo minha Matildee Marlene meus irmatildeos Mateus Ana Julia e Maria Luiza aos
meus avoacutes Florinda Naziozeno (in memorian) e Quiteacuteria aos meus tios Maria Elena Malu
Ismael (in memorian) Raquel Israel e Maria Aparecida que sempre me incentivaram
acreditando e investindo em mim
Agradeccedilo especialmente agrave Simone por sua confianccedila apoio paciecircncia e por sua
companhia e incentivo
Aos teacutecnicos dos laboratoacuterios de Microbiologia Luis Fernado Baldesin Wladimir
Rosignolo e especialmente agrave Denise de Lourdes C Mescolotti pela ajuda nos experimentos em
laboratoacuterio
Ao Dr Joseacute Pereira Silva Juacutenior pela amizade esclarecimentos e ajuda na elaboraccedilatildeo do
projeto
Aos colegas e amigos durante a jornada de doutorado Adriano Lucheta Alessandra de
Paula Alexandre Martines Andreacute Nakatani Carolina Baretta Christie Monteiro Daniel
Lammel Daniele Takahashi Denise Santos Dilmar Baretta Eduardo Armas Elaine Malosso
5
Flaacutevio Alves Flaacutevio de Paula Gisele Lopes Giselle Gomes Heacutelio Jackson Lange Juliano Cury
Karina Cenciani Luiz Fernando Romanholo Magnus Marcela Arnaldo Maacutercio Morais Pablo
Hardoim Rafael Armas Rafael Leal Rafaela Robinson Moresca Simatildeo Lindoso Sandra
Soraya Kiriachek Winston todos estagiaacuterios e demais amigos natildeo mencionados aqui
Aos amigos que encontrei e que me acolheram em Manhattan Adelaide Altair Ana
Anand Daniel Dave David Fellipe Flaacutevia German Greg Keerthi Lia Leila Lorena Maria
Michael Nicolas Renata Thais William
6
SUMAacuteRIO
RESUMO 8
ABSTRACT 9
1 INTRODUCcedilAtildeO 10
2 DESENVOLVIMENTO 12
21 Revisatildeo bibliograacutefica 12
211 Micorrizas Arbusculares 12
212 Estudo de comunidades de fungos micorriacutezicos arbusculares 13
213 Taxonomia e identificaccedilatildeo molecular de fungos micorriacutezicos arbusculares 16
22 Material e meacutetodos 19
221 Comparaccedilatildeo dos meacutetodos de extraccedilatildeo de DNA das raiacutezes 19
222 Amplificaccedilatildeo do gene rRNA 18S de grupos especiacuteficos de FMAs 24
223 Estrutura da comunidade de FMAs em raiacutezes e solo rizosfeacuterico de cana-de-accediluacutecar sob
diferentes manejos de colheita 27
2231 Anaacutelises quiacutemicas do solo 28
2232 Extraccedilatildeo de esporos de FMAs do solo 29
2233 Colonizaccedilatildeo micorriacutezica intrarradicular 29
2234 Anaacutelise do gene rRNA 18S fuacutengico em raiacutezes de cana-de-accediluacutecar 30
22341 Amplificaccedilatildeo do gene rRNA 18S de fungos gerais e FMAs 30
22342 Amplificaccedilatildeo do gene rRNA 18S de grupos especiacuteficos de FMAs em cana-de-accediluacutecar 31
22343 Purificaccedilatildeo dos amplicons 32
22344 Clonagem dos amplicons do gene rRNA 18S 33
22345 Extraccedilatildeo do DNA plasmidial 33
7
22346 Sequenciamento dos clones do gene rRNA 18S 34
22347 Anaacutelise de sequecircncias do gene rRNA 18S 35
23 Resultados e Discussatildeo 36
231 Comparaccedilatildeo dos meacutetodos de extraccedilatildeo de DNA das raiacutezes 36
232 Desenho e validaccedilatildeo de iniciadores especiacuteficos para grupos de FMAs 41
233 Estrutura da comunidade de FMAs em raiacutezes e solo rizosfeacuterico de cana-de-accediluacutecar sob
diferentes manejos de colheita 56
2331 Atributos quiacutemicos do solo 56
2332 Produtividade da cana-de-accediluacutecar 59
2333 Fungos micorriacutezicos arbusculares no solo 60
2334 Colonizaccedilatildeo micorriacutezica intrarradicular 70
2335 Anaacutelise do gene rRNA 18S amplificado com os iniciadores NS7e F1Ra em raiacutezes de
cana-de-accediluacutecar 73
2336 Anaacutelise do gene rRNA 18S amplificado com os iniciadores NS31 e AM1 em raiacutezes de
cana-de-accediluacutecar 78
2337 Anaacutelise do gene rRNA 18S amplificado com os iniciadores especiacuteficos para grupos de
FMAs em raiacutezes de cana-de-accediluacutecar 83
3 CONCLUSOtildeES 100
REFEREcircNCIAS 101
8
RESUMO
Comunidades de fungos micorriacutezicos arbusculares no solo e raiacutezes de cana-de-accediluacutecar
Os fungos micorriacutezicos arbusculares (FMAs filo Glomeromycota) formam associaccedilotildees
simbioacuteticas com a maioria das plantas vasculares Normalmente as hifas dos FMAs crescem no
solo e colonizam o interior das raiacutezes No entanto natildeo se sabe se as espeacutecies mais abundantes
detectadas no solo por meio da identificaccedilatildeo com base na morfologia dos esporos assexuais satildeo
tambeacutem as mais abundantes no interior das raiacutezes devido agraves dificuldades para a identificaccedilatildeo dos
FMAs com base nas estruturas intrarradiculares Assim o objetivo do presente trabalho foi
avaliar a estrutura da comunidade de FMAs em cana-de-accediluacutecar sob dois manejos de colheita por
meio da identificaccedilatildeo das espeacutecies que estatildeo no solo na forma de esporos assexuais e aquelas que
estatildeo nas raiacutezes usando o sequenciamento de clones do gene rRNA 18S Amostras de solo e
raiacutezes de cana-de-accediluacutecar de trecircs variedades e dois manejos de colheita SEM QUEIMA preacutevia e
COM QUEIMA preacutevia agrave colheita foram coletadas em um experimento localizado no municiacutepio
de Novo Horizonte SP Foram utilizadas trecircs abordagens para a identificaccedilatildeo dos FMAs no
interior das raiacutezes emprego de (1) iniciador especiacutefico para fungos em geral (2) iniciador
especiacutefico para FMAs e (3) iniciadores especiacuteficos para grupos de FMAs O nuacutemero de esporos
por 50 g de solo a riqueza de espeacutecies observada e estimada e a diversidade de esporos natildeo
diferiram significativamente entre os manejos SEM QUEIMA e COM QUEIMA Efeitos
significativos de variedades de cana-de-accediluacutecar ou na interaccedilatildeo dos fatores manejo e variedade
natildeo foram observados A anaacutelise de ordenaccedilatildeo com base nos esporos identificados tambeacutem natildeo
indicou separaccedilatildeo das amostras em funccedilatildeo dos tratamentos Entretanto plantas do tratamento sob
manejo SEM QUEIMA apresentaram as maiores taxas de colonizaccedilatildeo micorriacutezica arbuscular
quando comparadas agraves plantas do tratamento sob manejo COM QUEIMA Esses dados indicam
que a taxa de colonizaccedilatildeo micorriacutezica arbuscular eacute um indicador mais sensiacutevel agrave mudanccedila de
manejo de colheita da cana-de-accediluacutecar do que os outros indicadores avaliados Apoacutes a extraccedilatildeo de
DNA das raiacutezes o uso dos iniciadores especiacuteficos para fungos em geral para FMAs e iniciadores
especiacuteficos para grupo de FMAs natildeo resultou em sequecircncias de Glomeromycota Mesmo assim a
comunidade de fungos associados agraves raiacutezes detectada por sequenciamento do gene rRNA 18S foi
avaliada Os resultados indicam que a estrutra da comunidade fuacutengica associada agraves raiacutezes de
cana-de-accediluacutecar diferiu significativamente entre os manejos de colheita SEM QUEIMA e COM
QUEIMA preacutevia apesar de natildeo haver diferenccedilas na riqueza e iacutendices de diversidade de unidades
taxonocircmicas operacionais observadas Em geral estudos adicionais devem ser feitos para
otimizar as condiccedilotildees para amplificaccedilatildeo do gene rRNA 18S de FMAs para melhor entender a
ecologia dos mesmos
Palavras-chave Micorriza arbuscular rRNA18S Ecologia Fungos
9
ABSTRACT
Arbuscular mycorrhizal fungi communities in soil and sugarcane roots
Arbuscular mycorrhizal fungi (AMF Glomeromycota) form mutualistic symbioses with
most land plants AMF hypha generally grow through the soil and colonize the cortical tissue of
the plant roots However it is not known whether the most abundant species in the soil
determined based on the morphology of asexual spores are the most abundant inside the roots
due the difficulties in identifying AMF based on intraradical structures Therefore the aim of this
study was to evaluate the AMF community structure in sugarcane rhizosphere and roots under
two harvesting managements based on spores in the soil and sequencing of 18S rRNA gene
clones respectively Sugarcane rhizosphere soil and roots were sampled from three varieties
under two harvesting managements without pre-harvesting burning and with pre-harvesting
burning at an experimental field located in Novo Horizonte (Satildeo Paulo Brazil) Three
approaches were used to identify AMF inside the roots (1) using fungi-specific primers (2)
using AMF-specific primers and (3) using AMF group-specific primers The number of spores in
the soil the observed and estimated species richness and the diversity of AMF spores in the
treatments without and with pre-harvesting burning were not statistically different Statistically
significant effects of sugarcane varieties or the interaction of the factors Harvesting Management
and Varieties were not observed Ordination analysis based on the identified spores did not show
clustering by treatments However intraradical root colonization rates were higher in the
treatment without pre-harvesting burning as compared to the treatment with pre-harvesting
burning These data indicate that intraradical colonization rate may be used as a more sensitive
indicator of environmental changes due to harvesting management as compared to the other
indicators evaluated The use of fungi-specific AMF-specific and AMF group-specific primers
did not allow the detection of Glomeromycota in the sugarcane roots sampled from the field
experiment Nonetheless the fungal communities associated with sugarcane roots detected by
18S rRNA gene clone sequencing were evaluated The results indicate that the fungal
communities associated with sugarcane roots from the treatments without and with pre-harvesting
burning were statistically different even though no differences in operational taxonomic unit
richness and diversity indices were observed In general additional studies are necessary to
optimize AMF 18S rRNA gene amplification for a better understanding of their ecology
Keywords Arbuscular mycorrhiza 18S rRNA Ecology Fungi
10
1 INTRODUCcedilAtildeO
Os fungos micorriacutezicos arbusculares (FMAs) formam associaccedilotildees simbioacuteticas com a
maioria das plantas vasculares terrestres (SMITH READ 1997) incluindo algumas de
importacircncia econocircmica para o homem (OrsquoCONNOR SMITH SMITH 2002) A associaccedilatildeo
micorriacutezica geralmente propicia melhor desenvolvimento vegetal devido ao aumento de absorccedilatildeo
de aacutegua e nutrientes principalmente foacutesforo (P) pelas hifas do FMA O fungo recebe em troca
fotoassimilados e fatores de crescimento necessaacuterios para completar o seu ciclo de vida (SMITH
BARKER 2002)
Entre as plantas que formam micorrizas arbusculares estaacute a cana-de-accediluacutecar uma cultura
de grande importacircncia econocircmica no Brasil (MAPA 2008) A expansatildeo das aacutereas cultivadas com
cana-de-accediluacutecar tem sido incentivada pelo interesse na produccedilatildeo de aacutelcool para uso como
combustiacutevel alternativo Previamente agrave colheita parte dessa aacuterea cultivada eacute queimada podendo
contribuir para o aumento de gases poluentes e responsaacuteveis pelo efeito estufa Assim a praacutetica
de colheita da cana-de-accediluacutecar sem queima vem ganhando interesse por causar menores impactos
ambientais No entanto os efeitos dessa alteraccedilatildeo do manejo da cultura de cana-de-accediluacutecar sobre a
microbiota dos solos satildeo poucos conhecidos
O uso da microbiota edaacutefica como indicador de impactos ambientais tem sido
extensivamente discutidos (NIELSEN WINDING 2002 LAMBAIS et al 2005 BUNEMANN
SCHWENKE GD VAN ZWIETEN 2006 FLIEszligBACH et al 2007 FRANCHINI et al
2007) Nesse contexto alteraccedilotildees na estrutura da comunidade de FMAs poderiam ser indicadores
de estresses ambientais No entanto para o eficiente uso dos FMAs como indicadores de
estresses ambientais eacute necessaacuterio identificar as espeacutecies presentes no ecossistema tanto em
associaccedilatildeo com o vegetal como no solo A identificaccedilatildeo dos FMAs eacute normalmente feita com base
na morfologia dos esporos pois as estruturas intrarradiculares de diferentes espeacutecies natildeo podem
ser diferenciadas morfologicamente O uso de teacutecnicas moleculares eacute uma alternativa para
superar essas dificuldades e viabilizar o estudo da ecologia dos FMAs Para a investigaccedilatildeo de
comunidades de FMAs iniciadores especiacuteficos para amplificar fragmentos do gene rRNA eou
espaccedilos intergecircnicos tecircm sido usados (HIJRI et al 2006 SANTOS-GONZAacuteLEZ FINLAY
TEHLER 2007 LEE LEE YOUNG 2008)
Entretanto a amplificaccedilatildeo de fragmentos do gene rRNA 18S de FMAs por PCR (Reaccedilatildeo
em Cadeia da Polimerase) ainda eacute limitada pois os iniciadores existentes natildeo amplificam o DNA
11
de todos os organismos do filo Glomeromycota Essa ineficiecircncia pode ser resultado do baixo
nuacutemero de sequecircncias do gene rRNA 18S disponiacuteveis para o desenho de iniciadores especiacuteficos
Alternativamente se iniciadores mais geneacutericos fossem usados a aplicaccedilatildeo dos meacutetodos de
sequenciamento em larga escala do gene rRNA 18S (rDNA) de amostras ambientais poderia
contornar o problema de especificidade dos iniciadores
Assim os objetivos deste estudo satildeo (1) avaliar meacutetodos de extraccedilatildeo de DNA e
desenvolver meacutetodos de amplificaccedilatildeo por PCR e sequenciamento de clones de fragmento do gene
rRNA 18S para a anaacutelise de comunidades de FMAs (2) investigar a diversidade e a estrutura das
comunidade de FMAs no solo rizosfeacuterico e raiacutezes de cana-de-accediluacutecar utilizando a teacutecnica
desenvolvida neste estudo em condiccedilotildees de campo e (3) determinar os efeitos da queima da
cana-de-accediluacutecar preacutevia agrave colheita na diversidade e estrutura das comunidades de FMAs
12
2 DESENVOLVIMENTO
21 Revisatildeo bibliograacutefica
211 Micorrizas Arbusculares
As micorrizas arbusculares (MAs) satildeo associaccedilotildees entre certos fungos do solo e uma
grande parte das plantas vasculares Esta associaccedilatildeo eacute encontrada em cerca de 70 de espeacutecies
vegetais e estaacute distribuiacuteda em vaacuterios ecossistemas terrestres (SMITH READ 1997) As MAs
tecircm importacircncia para a nutriccedilatildeo vegetal e ocorrem na maioria das espeacutecies cultivadas pelo
homem (BURROWS PFLEGER 2002 OrsquoCONNOR SMITH SMITH 2002)
Os FMAs pertencem ao filo Glomeromycota classe Glomeromycetes a qual possui 4
ordens 10 famiacutelias e 13 gecircneros com aproximadamente 180 espeacutecies descritas (SCHUumlSSLER
2008) Esses fungos colonizam o coacutertex das raiacutezes crescendo inter- e intracelularmente Em certo
momento da simbiose haacute uma intensa divisatildeo dicotocircmica do aacutepice da hifa no interior de ceacutelulas
corticais formando o arbuacutesculo estrutura possivelmente responsaacutevel pela troca de nutrientes
entre os simbiontes (BONFANTE-FASOLO 1984) Em estaacutedios mais tardios da colonizaccedilatildeo haacute
formaccedilatildeo de vesiacuteculas estruturas intrarradiculares com suposta funccedilatildeo de reserva de lipiacutedios e
formaccedilatildeo de esporos no solo ou no interior das raiacutezes
Os FMAs em associaccedilatildeo com o vegetal conectam o solo com as raiacutezes aumentando o
volume de solo explorado e ultrapassando a zona de depleccedilatildeo de alguns nutrientes Assim os
benefiacutecios nutricionais satildeo proporcionados pela maior absorccedilatildeo de elementos minerais
especialmente aqueles pouco moacuteveis no solo como P aleacutem de Zn e Cu (COLOZZI-FILHO
BALOTA 1994 SIQUEIRA 1996) Dessa forma em consequecircncia da melhoria do estado
nutricional da planta a associaccedilatildeo micorriacutezica pode trazer uma seacuterie de benefiacutecios para o
hospedeiro vegetal como a reduccedilatildeo dos estresses de origem bioacutetica e abioacutetica (QUILAMBO et
al 2005 COLLA et al 2008) e aumento da taxa fotossinteacutetica (SHENG et al 2008) Haacute
evidecircncias de que as MAs aumentam tambeacutem a absorccedilatildeo de aacutegua (ALMEIDA 1985 AL-
KARAKI MCMICHAEL ZAK 2004 AUGEacute et al 2004) conferindo agraves plantas maior
toleracircncia ao estresse hiacutedrico O miceacutelio crescendo no solo contribui para o aumento da
agregaccedilatildeo das partiacuteculas do solo por meio do enovelamento das hifas e produccedilatildeo de glomalina
(NOacuteBREGA et al 2001) A intensidade e a qualidade dos efeitos das MAs nas plantas e solo
13
dependem da interaccedilatildeo entre os genomas da planta do fungo e destes com o ambiente Poreacutem
em condiccedilotildees de baixa disponibilidade de nutrientes principalmente P a maior eficiecircncia
simbioacutetica promove uma maior conservaccedilatildeo de nutrientes no agroecossistema Sendo a simbiose
mutualista os FMAs tambeacutem se beneficiam recebendo fotoassimilados que necessitam para
completar seu ciclo de vida Dessa forma a base do mutualismo das MAs eacute a transferecircncia
bidirecional de nutrientes entre os simbiontes (SMITH BARKER 2002)
As MAs satildeo especialmente importantes nos ecossistemas de regiotildees tropicais uma vez
que nos solos dessas regiotildees boa parte do P estaacute fortemente associada a oacutexidos de ferro e
alumiacutenio acarretando uma baixa disponibilidade para as plantas O estudo da ecologia dos FMAs
nos solos apresenta no entanto uma seacuterie de limitaccedilotildees impostos principalmente pela
impossibilidade de se cultivar os FMAs in vitro
212 Estudo de comunidades de fungos micorriacutezicos arbusculares
Os estudos de comunidades de FMAs tem aumentado ao longo dos anos (KOYDE
MOSSE 2004) em face dos efeitos beneacuteficos das MAs para a nutriccedilatildeo das plantas e para a
conservaccedilatildeo de ecossistemas Segundo demonstrado por Heijden et al (1998) o aumento da
riqueza de espeacutecies de FMAs no solo aumenta a diversidade vegetal a entrada de nutrientes e a
produtividade do ecossistema Por outro lado existem indicativos de que a comunidade vegetal
tambeacutem pode influenciar as comunidades de FMAs (JOHNSON et al 2003) Por suas funccedilotildees
nos ecosistemas as comunidades de FMAs podem ser usadas para monitorar alteraccedilotildees na
qualidade do solo em funccedilatildeo de eventos de praacuteticas de manejo agriacutecola (NIELSEN WINDING
2002 LAMBAIS et al 2005 FLIEszligBACH et al 2007)
Alguns dos distuacuterbios impostos ao ambiente podem causar alteraccedilotildees nas comunidades de
FMAs que perduram durante anos dependendo de como ela eacute manejada Moreira et al (2007)
utilizaram atributos ecoloacutegicos com base nas comunidades de FMAs na forma de esporos no
solo para distinguir uma floresta nativa de uma aacuterea reflorestada com Araucaacuteria haacute 18 anos e
tendo pasto sob as aacutervores As duas aacutereas foram discriminadas com base em anaacutelise discrimante
canocircnica sendo que o iacutendice de Diversidade de Shannon de FMAs foi o atributo ecoloacutegico que
mais contribuiu para a distinccedilatildeo da aacuterea de floresta nativa e a aacuterea reflorestada Foram
identificadas 27 espeacutecies de FMAs nas duas aacutereas sendo que a aacuterea natural apresentou maior
14
diversidade e nuacutemero total de esporos do que a aacuterea reflorestada Os autores sugerem que a
ausecircncia de distuacuterbios e a maior diversidade de plantas tenha contribuiacutedo para a maior
diversidade e abundacircncia de FMAs
As praacuteticas agriacutecolas podem influenciar de forma significativa a composiccedilatildeo da
comunidade de FMAs na forma de esporos no solo Mathimaran et al (2007) avaliaram os efeitos
de cinco anos de rotaccedilatildeo de culturas sobre a comunidade de FMAs em um Ferralsol no Kenya
Haviam dois tratamentos de plantio rotaccedilatildeo de milho com crotalaacuteria e plantio contiacutenuo de
milho e dois tratamentos de adubaccedilatildeo com ou sem adubaccedilatildeo fosfatada Os autores acessaram a
comunidade por meio da extraccedilatildeo e identificaccedilatildeo de esporos e por sequenciamento da subunidade
maior do gene rRNA de esporos de cultura armadilha A diversidade de FMAs natildeo foi afetada
pelos manejos de plantio ou pela adubaccedilatildeo de P No entanto a abundacircncia relativa de espeacutecies foi
maior para o tratamento com rotaccedilatildeo de cultura
Em determinadas situaccedilotildees a mudanccedila do manejo da lavoura pode natildeo levar a mudanccedilas
na comunidade de FMAs O efeito do manejo de cultivo convencional e orgacircnico de pomares e
viveiros de citros sobre as comunidades de FMAs foi avaliado por Focchi et al (2004) Em 36
amostras de 6 pomares dois viveiros e uma aacuterea de mata nativa foram recuperadas 26 espeacutecies
de FMAs Os autores natildeo encontraram diferenccedilas nas comunidades de FMAs em funccedilatildeo do
manejo adotado embora praacuteticas conservacionistas como rotaccedilatildeo de culturas possam contribuir
para o aumento da diversidade e riqueza de FMAs no solo (DOUDS JANKE PETERS 1993
ROSALES VALDEacuteZ 1996)
Outro fator que pode causar alteraccedilotildees da estrutura da comunidade de FMAs eacute a queima
da biomassa vegetal Eom et al (1999) estudaram a comunidade fuacutengica em uma pradaria dos
EUA de 9 anos sob diferentes tratamentos regimes de queima corte da cobertura vegetal e
adubaccedilotildees nitrogenadas eou fosfatadas Os autores coletaram esporos para identificaccedilatildeo
morfoloacutegica e raiacutezes para determinaccedilatildeo da colonizaccedilatildeo micorriacutezica e verificaram que a queima
anual diminuiu a diversidade de FMAs mas natildeo a abundacircncia de esporos e a colonizaccedilatildeo
intrarradicular As interaccedilotildees dos tratamentos de queima roccedilagem da cobertura vegetal e
adubaccedilatildeo resultaram em mudanccedilas de diversidade e abundacircncia de FMAs mostrando que essas
praacuteticas influenciam os fatores do solo como teor de N e umidade os quais podem alterar a
comunidade de FMAs (EOM et al 1999)
15
Poucos trabalhos existem na literatura que tenham estudado a interaccedilatildeo de FMAs com
cana-de-accediluacutecar Paula et al (1991) estudaram a interaccedilatildeo de Gluconacetobacter diazotrophicus
com Glomus clarum em trecircs culturas incluindo a cana-de-accediluacutecar Os autores verificaram que a
inoculaccedilatildeo do FMA junto com uma mistura de bacteacuterias diazotroacuteficas resultou em maior
colonizaccedilatildeo micorriacutezica e maior populaccedilatildeo de G diazotrophicus na parte aeacuterea da cana-de-
accediluacutecar o que evidencia um sinergismo entre os dois microrganismos Gosal Gupta e Gosal
(2001) verificaram que a inoculaccedilatildeo com FMAs em cana-de-accediluacutecar micropropagada aumentou a
sobreviecircncia apoacutes transplante das plantas para o solo em relaccedilatildeo agraves placircntulas natildeo micorrizadas
Alguns trabalhos investigaram a influecircncia dos FMAs no desenvolvimento da cana-de-
accediluacutecar em condiccedilotildees de campo Foi observada que a resposta dessa cultura agrave MA aos 83 dias
apoacutes o plantio eacute baixa (KELLY et al 2001 2005) Por outro lado Reddy et al (2004)
verificaram aumento do crescimento da cana-de-accediluacutecar com inoculaccedilatildeo de alguns FMAs aos 40
e 80 dias apoacutes o plantio Em outro estudo foi observado que a produccedilatildeo de cana-de-accediluacutecar eacute
maior com a inoculaccedilatildeo de FMAs somente em tratamentos com adubaccedilatildeo inferior de nitrogecircnio
foacutesforo e potaacutessio comparada agrave cana-de-accediluacutecar sem inoculaccedilatildeo (QUILLOY LANSANG 1992)
Apesar desses trabalhos com cana-de-accediluacutecar nenhum deles avaliaram os efeitos dos
FMAs na produccedilatildeo final e na qualidade do produto como os teores de accediluacutecar Aleacutem do que na
maior parte dos estudos foi aplicada apenas uma variedade de cana-de-accediluacutecar Existe apenas um
artigo (REIS PAULA DOumlBEREINER 1999) e uma dissertaccedilatildeo de mestrado (ANDREOLA
1982) investigando a comunidade de FMAs em cana-de-accediluacutecar em condiccedilotildees de campo Reis
Paula e Doumlbereiner (1999) estudaram 14 variedades de cana-de-accediluacutecar em diversas lavouras no
estado do Rio de Janeiro e em Pernambuco Esses autores encontraram um total de 18 espeacutecies de
FMAs na forma de esporos e indicaccedilotildees de que a praacutetica da queima do canavial antes da colheita
pode reduzir a diversidade de FMAs Andreola (1982) analisou um ensaio de adubaccedilatildeo
nitrogenada e fosfatada e aplicaccedilatildeo de vinhaccedila em cana-de-accediluacutecar sobre um Latossolo no
municiacutepio de Araras SP ao longo de 13 meses O autor verificou maiores nuacutemeros de esporos e
taxa de colonizaccedilatildeo micorriacutezica arbuscular nos meses com maior precipitaccedilatildeo pluviomeacutetrica Jaacute a
aplicaccedilatildeo de vinhaccedila e a adubaccedilatildeo nitrogenada e fosfatada natildeo mudaram o nuacutemero de eporos no
solo e a taxa de colonizaccedilatildeo micorriacutezica arbuscular Assim os resultados de Andreola (1982)
mostram variaccedilatildeo de esporos e taxa de colonizaccedilatildeo micorriacutezica em funccedilatildeo da pluviosidade e
ausecircncia de resposta agrave aplicaccedilatildeo de vinhaccedila ou adubos fosfatados e nitrogenados
16
Portanto considerando os poucos trabalhos no assunto e a importacircncia da cultura para o
Brasil eacute tambeacutem importante o conhecimento sobre a comunidade de FMAs associada agrave cana-de-
accediluacutecar e os efeitos sofridos por essa comunidade em razatildeo de mudanccedilas de manejo ou alteraccedilotildees
do ambiente
213 Taxonomia e identificaccedilatildeo molecular de fungos micorriacutezicos arbusculares
A taxonomia dos FMAs eacute feita com base na morfologia e ontogenia de esporos assexuais
como tamanho cor forma nuacutemero de paredes caracteriacutesticas da hifa de sustentaccedilatildeo etc (Figura
1) Devido agrave semelhanccedila das estruturas fuacutengicas intrarradiculares natildeo eacute possiacutevel a identiicaccedilatildeo de
espeacutecies com base nas mesmas Assim existem vaacuterios limitantes para o estudo da ecologia dos
FMAs em condiccedilotildees de campo A morfologia e a produccedilatildeo dos esporos satildeo dependentes do
estaacutedio fisioloacutegico da planta hospedeira e das condiccedilotildees ambientais A magnitude da esporulaccedilatildeo
no solo pode natildeo refletir o grau de colonizaccedilatildeo das raiacutezes Assim uma espeacutecie de FMA pode
esporular abundantemente no solo mas colonizar uma pequena proporccedilatildeo do sistema radicular da
planta Em contraste uma espeacutecie que colonize uma grande proporccedilatildeo do sistema radicular pode
natildeo produzir um grande nuacutemero de esporos (REDECKER HIJRI WIEMKEN 2003) Essas
informaccedilotildees sugerem que as espeacutecies mais abundantes na forma de esporos no solo podem natildeo
representar as mais abundantes no interior das raiacutezes (CLAPP et al 1995 e ROSENDAHL
STUKENBROCK 2004) As dificuldades nos estudos de ecologia de FMAs tornam-se ainda
maiores devido ao fato dos mesmos serem biotroacuteficos obrigatoacuterios e natildeo serem passiacuteveis de
cultivo in vitro O uso de culturas armadilhas ou raiacutezes transformadas para a multiplicaccedilatildeo de
FMAs seria uma alternativa mas essa abordagem eacute trabalhosa e geralmente demanda longo
tempo aleacutem de existir a possibilidade de seleccedilatildeo de espeacutecies de FMAs pela planta hospedeira
usada (CARRENHO TRUFEM BONONI 2002)
Os esforccedilos para identificar espeacutecies conhecer a diversidade e a dinacircmica de comunidades
de FMAs satildeo cada vez maiores devido aos seus impactos na organizaccedilatildeo e produccedilatildeo de
ecossistemas incluindo agroecossistemas Para contornar tais problemas uma alternativa seria o
uso de teacutecnicas moleculares independentes de cultivo (REDECKER HIJRI WIEMKEN 2003
STUKENBROCK ROSENDAHL 2005 HEMPEL RENKER BUSCOT 2007) Por meio da
anaacutelise de certas regiotildees do DNA de FMAs eacute possiacutevel estabelecer relaccedilotildees filogeneacuteticas entre
17
diferentes filotipos encontrados em amostras de solo eou raiacutezes e definir a dinacircmica populacional
da aacuterea de estudo por exemplo Com o emprego da teacutecnica da PCR eacute possiacutevel produzir
relativamente grandes quantidades de DNA para anaacutelise a partir de amostras com concentraccedilotildees
iacutenfimas de DNA total Assim o uso da PCR revolucionou os estudos de filogenia e diversidade
geneacutetica de FMAs jaacute que os mesmos natildeo podem ser cultivados axenicamente Anaacutelises geneacuteticas
tecircm permitido a identificaccedilatildeo de FMAs em raiacutezes colonizadas bem como a definiccedilatildeo das
relaccedilotildees filogeneacuteticas de isolados de FMAs na forma de esporos (RENKER et al 2003
SHEPHERD et al 2007 CROLL et al 2008)
Figura 1 ndash Caracteriacutesticas morfoloacutegicas utilizadas para a identificaccedilatildeo taxonocircmica de FMAs A esporo de Glomus
etunicatum mostrando a hifa de sustentaccedilatildeo (ldquosubtending hyphardquo) e uma camada da parede do esporo
(ldquoL2rdquo) B esporos de Glomus clavisporum em esporocarpo mostrando a rede de hifas (ldquohyphal plexusrdquo)
C placa (ou escudo) de germinaccedilatildeo presente em esporo de Scutellospora scutata D detalhe de
ornamentaccedilatildeo da parede externa de um esporo de Acaulospora denticulata Fonte INVAM (2008)
Sequecircncias do gene rRNA 18S tecircm sido utilizadas para a identificaccedilatildeo taxonocircmica de
FMAs (HELGASON et al 1998 ROSENDAHL STUKENBROCK 2004) a qual
A Fonte INVAM 2008 B Fonte INVAM 2008
D Fonte INVAM 2008 C Fonte INVAM 2008
18
normalmente coincide com a taxonomia baseada em morfologia dos esporos (MORTON
REDECKER 2001 SCHWARZOTT WALKER SCUumlSSLER 2001 WALKER et al 2004)
Alternativamente os espaccediladores internos transcritos (ITS do inglecircs Internal Transcribed
Spacer) sequecircncias que separam os genes rRNA 18S 58S e 25S28S tambeacutem podem ser
utilizados para estudos filogeneacuteticos Poreacutem as sequecircncias dos ITS de FMAs satildeo altamente
variaacuteveis devido agrave grande variabilidade geneacutetica dos nuacutecleos dos esporos (SANDERS et al
1995 LLOYD-MACGILP et al 1996) o que pode inviabilizar a identificaccedilatildeo de espeacutecies com
base nessas sequecircncias
O uso de PCR para amplificar fragmentos do gene rRNA 18S de FMAs ainda eacute limitado
O iniciador AM1 (HELGASON et al 1998) geralmente utilizado nos estudos de comunidades
de FMAs natildeo amplifica o DNA de todas as espeacutecies de FMAs e pode amplificar o DNA de
alguns fungos que natildeo pertencem ao filo Glomeromycota (REDECKER 2000 DOUHAN et al
2005 LEE LEE YOUNG 2008) Outro iniciador utilizado para estudos de ecologiafilogenia de
FMAs eacute o VANS1 Poreacutem esse iniciador eacute complementar a uma regiatildeo natildeo muito conservada do
gene rRNA 18S de Glomeromycota (SIMON LALONDE BRUNS 1992 SCHUumlSSLER et al
2001) e pode natildeo amplificar o DNA de todas as espeacutecies de Glomeromycota A eficiecircncia dos
iniciadores para PCR depende do nuacutemero de sequecircncias de diferentes espeacutecies usadas para definiacute-
los De acordo com as bases de dados integradas pelo Centro Nacional de Informaccedilatildeo para
Biotecnologia (NCBI httpwwwncbinlmnihgov) no ano de 2006 existiam cerca de 3800
sequecircncias do gene rRNA 18S de fungos Glomeromycota depositadas e aproximadamente
49000 sequecircncias de fungos de outros filos Jaacute em 2008 aproximadamente 6500 sequecircncias do
gene rRNA 18S de Glomeromycota e 86000 sequecircncias de fungos de outros filos estavam
disponiacuteveis
Uma vez que as informaccedilotildees sobre sequecircncias do gene rRNA 18S na base de dados do
NCBI tecircm aumentado constantemente com maior nuacutemero tanto de sequecircncias alvo como natildeo-
alvo o desenho de novos iniciadores especiacuteficos mais eficientes se torna possiacutevel No entanto
como o filo Glomeromycota eacute bastante diverso para os genes rRNA uma alternativa seria o
desenho de iniciadores para grupos especiacuteficos de FMAs com menor diversidade geneacutetica
19
22 Material e meacutetodos
221 Comparaccedilatildeo dos meacutetodos de extraccedilatildeo de DNA das raiacutezes
Para o estudo de comunidades de FMAs colonizando as raiacutezes das plantas eacute necessaacuteria a
extraccedilatildeo do DNA total das raiacutezes colonizadas o qual eacute composto de DNA da planta e DNA de
fungos e outros microrganismos associados agraves raiacutezes Os meacutetodos de extraccedilatildeo de DNA de plantas
utilizam diferentes processos para a lise de membranas para a liberaccedilatildeo e a purificaccedilatildeo desses
aacutecidos nucleacuteicos da amostra Considerando-se a complexidade do DNA total extraiacutedo de raiacutezes
coletadas no campo os diferentes meacutetodos de extraccedilatildeo de DNA podem apresentar eficiecircncias
variaacuteveis Dessa forma foram testados cinco meacutetodos de extraccedilatildeo de DNA de raiacutezes visando a
anaacutelise de FMAs a elas associadas Foi avaliada a concentraccedilatildeo pureza e a viabilidade de
amplificaccedilatildeo do DNA total obtido utilizando-se raiacutezes de Brachiaria sp inoculadas com
diferentes espeacutecies de FMAs
As plantas foram previamente inoculadas com diferentes espeacutecies de FMAs e cultivadas
em vasos contendo solo esterilizado em autoclave Os FMAs utilizados foram
- Acaulospora scrobiculata
- Glomus clarum
- Gigaspora rosea
- Paraglomus brasilianum
- Glomus etunicatum
- Gigaspora rosea e Scutellospora heterogama
Foram utilizados cinco meacutetodos para extraccedilatildeo de DNA das raiacutezes colonizadas por FMAs
(Quadro 1) sendo dois deles com kits comerciais e outros trecircs adaptados de procedimentos
documentados na literatura conforme descrito abaixo
Antes da extraccedilatildeo de DNA as raiacutezes foram lavadas quatro vezes com aacutegua destilada para
remoccedilatildeo de impurezas mais grosseiras homogeneizadas e maceradas em nitrogecircnio liacutequido com
o uso de almofariz e pilatildeo de porcelana Cada amostra foi dividida em 5 aliacutequotas de mesma
massa fresca (200 a 500 mg) e transferidas para tubos de polietileno Assim foi utilizada a
mesma quantidade de material vegetal de cada amostra de raiacutezes para cada um dos 5 meacutetodos de
extraccedilatildeo de DNA
20
Meacutetodos
1 Kit FastDNA Spin (Bio 101 Vista Califoacuternia)
2 Kit UltraClean Soil DNA Isolation (Mo Bio Laboratories Carlsbad CA USA)
3 Meacutetodo adaptado de Edwards et al (1997)
4 Meacutetodo adaptado de Doyle e Doyle (1990)
5 Meacutetodo adaptado de Redecker (2000)
Quadro 1 ndash Meacutetodos utilizados para extraccedilatildeo de DNA de raiacutezes de braquiaacuteria
colonizadas por FMAs
Meacutetodo 1 kit FastDNA Spin (Bio 101 Vista Califoacuternia) O DNA total da amostra de
raiacutezes foi extraiacutedo de acordo com as instruccedilotildees do fabricante No microtubo de lise foram
adicionadas as raiacutezes maceradas e 800 μL de soluccedilatildeo de lise para tecidos vegetais (CLS-VF) mais
100 μL da soluccedilatildeo PPS Cada microtubo de lise continha granada finamente moiacuteda e 2 esferas de
ceracircmica O microtubo foi agitado em um homogeneizador FP120Fast Prep Cell Disruptor (Bio
101 Vista Califoacuternia) por 20 segundos com velocidade de 4ms-1
As amostras foram
centrifugadas por 10 minutos a 13000 g 600 μL da fase superior foram transferidos para novos
microtubos de 15 mL Foram adicionados 600 μL da soluccedilatildeo com matriz de ligaccedilatildeo e
prosseguiu-se com inversatildeo dos tubos por 20 vezes e incubaccedilatildeo a temperatura ambiente com leve
agitaccedilatildeo Em seguida as amostras foram centrifugadas a 13000 g por 1 minuto e o sobrenadante
foi descartado O peacutelete foi ressuspendido em 500 μL da soluccedilatildeo de lavagem SEWS A soluccedilatildeo
foi transferida para o filtro Spin Filter reg o qual foi acoplado a um microtubo Este conjunto foi
centrifugado por duas vezes a 13000 g por 1 minuto O filtrado foi descartado O filtro foi entatildeo
transferido para novo tubo e adicionaram-se 50 μL da soluccedilatildeo DES sobre a matriz de ligaccedilatildeo
contida no tubo A matriz foi ressuspendida cuidadosamente para hidrataccedilatildeo e solubilizaccedilatildeo do
DNA Essa mistura foi incubada por 5 minutos a temperatura ambiente e centrifugou-se a 13000
g por um minuto para recuperar o DNA eluiacutedo com DES O DNA obtido foi armazenado a -20
ordmC
Meacutetodo 2 Kit UltraClean Soil DNA Isolation (Mo Bio Laboratories Carlsbad CA
USA) O DNA foi extraiacutedo de acordo com o manual do fabricante com modificaccedilotildees conforme
descrito a seguir As raiacutezes maceradas foram transferidas para tubo contendo a soluccedilatildeo de lise
21
Bead A mistura foi agitada gentilmente e adicionaram-se 60 L da Soluccedilatildeo 1 Depois de inverter
o tubo por vaacuterias vezes este foi incubado a 70o C por 10 minutos Adicionaram-se 200 L de
Soluccedilatildeo IRS (Soluccedilatildeo de Remoccedilatildeo de Inibidor) e a soluccedilatildeo foi homogeneizada no
homogeneizador FP120Fast Prep Cell Disruptor (Bio 101 Vista Califoacuternia) por 20 segundos
com velocidade de 4 ms-1
O tubo foi centrifugado a 10000 g por 30 segundos e o sobrenadante
transferido para um novo tubo onde foram adicionados 250 L da Soluccedilatildeo 2 A soluccedilatildeo foi
homogeneizada em vortex por 5 segundos e o tubo incubado a 4o C por 5 minutos para depois ser
centrifugado a 10000 g por 1 minuto Todo o sobrenadante foi transferido para um novo tubo
onde se adicionaram 13 mL da Soluccedilatildeo 3 e a soluccedilatildeo foi homogeneizada em vortex por 5
segundos 700 L foram transferidos para o filtro do kit e o conjunto filtro-tubo foi centrifugado
agrave 10000 g por 1 minuto O filtrado foi descartado e adicionaram-se mais 700 L de soluccedilatildeo ao
mesmo filtro Em seguida o tubo foi centrifugado agrave 10000 g por 1 minuto O processo foi
repetido ateacute que todo o sobrenadante fosse filtrado Foram adicionados entatildeo 300 L da Soluccedilatildeo
4 sobre o filtro centrifugou-se a 10000 g por 30 segundos O filtrado foi descartado e
centrifugou-se novamente por 1 minuto Para recuperar o DNA o filtro foi transferido para um
novo tubo e adicionaram-se 50 l da Soluccedilatildeo 5 no centro do filtro O conjunto filtro-tubo foi
centrifugado a 10000 g por 30 segundos e depois o filtro foi descartado A soluccedilatildeo de DNA
obtida foi armazenada a ndash20o C
Meacutetodo 3 Meacutetodo adaptado de Edwards (1997) Agraves raiacutezes maceradas foram
adicionados 800 μL de soluccedilatildeo tampatildeo de Etil Xantana de Potaacutessio (625 mM de Etil Xantana de
Potaacutessio - PEX 100 mM de tris-HCl pH 75 700 mM NaCl 10 mM EDTA pH 80) As
suspensotildees foram homogeneizadas em vortex e incubadas a 65 ordmC por uma hora Depois da
incubaccedilatildeo foram adicionados 500 μL de fenolclorofoacutermioaacutelcool isoamiacutelico (25241 vvv) e a
mistura foi emulsificada em vortex Os microtubos foram centrifugados a 12000 g por 5 minutos
Uma aliacutequota de 650 μL do sobrenadante foi coleta e transferida para um novo tubo A essa
soluccedilatildeo foram adicionados mais 650 μL de fenolclorofoacutermioaacutelcool isoamiacutelico A mistura foi
emulsificada e centrifugada a 12000 g por 2 minutos A fase aquosa sobrenadante foi transferida
para novo tubo e misturada com 650 μL de clorofoacutermioaacutelcool isoamiacutelico (241 vv) As misturas
foram homogeneizadas novamente em vortex e centrifugadas a 12000 g por 5 minutos Um
volume de 500 μL do sobrenadante foi transferido para novo tubo onde foi adicionado 110 do
volume de acetato de soacutedio 3M (pH 52) e igual volume (500 μL) de isopropanol para
22
precipitaccedilatildeo do DNA A precipitaccedilatildeo do DNA foi feita por uma hora a 4 oC Em seguida os
tubos foram centrifugados por 15 minutos a 12000 g e a 4 ordmC O sobrenadante foi descartado e
adicionaram-se 500 μL de etanol 70 ao peacutelete formado Os microtubos foram centrifugados a
12000 g por 5 minutos O DNA precipitado foi seco em cacircmara de fluxo ressuspendido em 100
μL de TE (10 mM Tris HCl 1 mM de EDTA pH 80) e armazenado a -20 ordmC
Meacutetodo 4 Meacutetodo adaptado de Doyle Doyle (1990) Em cada microtubo de 15 mL
contendo as raiacutezes maceradas foram adicionados 650 μL da soluccedilatildeo tampatildeo de extraccedilatildeo (2 de
brometo de cetiltrimetilamocircnio (CTAB) 14 M de NaCl 100 mM deTris-HCl pH 80 20 mM de
EDTA pH 80 1 de polivinilpirrolidona PVP) Os microtubos foram agitados em vortex e
incubados em banho-maria a 55ordm C por 50 minutos Foram adicionados 650 μL de
clorofoacutermioaacutelcool isoamiacutelico (241 vv) e agitou-se em voacutertex ateacute formar uma emulsatildeo
Centrifugaram-se as amostras por 5 minutos a 12000 g para separaccedilatildeo do sobrenadante A fase
aquosa de cada amostra foi transferida para um novo microtubo onde se adicionou o mesmo
volume de isopropanol para precipitaccedilatildeo de DNA Em seguida os tubos foram centrifugados por
5 minutos a 12000 g Os peacuteletes formados foram lavados duas vezes com etanol 70 com
centrifugaccedilatildeo a 12000 g por 2 minutos para remoccedilatildeo de sais O DNA precipitado foi seco em
cacircmara de fluxo ressolubilizado em 50 μL de TE (10 mM Tris HCl 1 mM de EDTA pH 80) e
armazenado a -20 ordmC
Meacutetodo 5 Meacutetodo adaptado de Redecker (2000) A cada aliacutequota de raiacutezes maceradas
foram adicionados 300 μL de NaOH 025M Os microtubos foram incubados a 90 ordmC por 10
minutos Em seguida adicionaram-se 150 μL de Tris-HCl 05 M e 300 μL de HCl 025 M e
procedeu-se a incubaccedilatildeo por 10 minutos a 90 ordmC As amostras foram centrifugadas a 12000 g por
5 minutos e o sobrenadante foi transferido para um novo microtubo O DNA foi precipitado
adicionando-se o mesmo volume de isopropanol Em seguida os tubos foram centrifugados por 5
minutos a 12000 g Os peacuteletes de DNA foram lavados por duas vezes com etanol 70 seguido
de centrifugaccedilatildeo a 12000 g por 2 minutos para remoccedilatildeo de sais O DNA precipitado foi seco em
cacircmara de fluxo ressolubilizado em 50 μL de aacutegua ultrapura e armazenado a -20 ordmC
O DNA extraiacutedo por diferentes meacutetodos foi quantificado em gel por meio de comparaccedilatildeo
com marcador de massa Low DNA Mass Ladder (Invitrogen) apoacutes eletroforese A imagem do gel
de agarose (1) foi analisada com o programa FragmeNT Analysis Application version 11
(Molecular Dynamics GE Healthcare) O DNA tambeacutem foi quantificado por espectrofotometria
23
agrave 260 nm (SAMBROOK FRITSCH MANIATS 1989) O caacutelculo da concentraccedilatildeo de DNA na
amostra foi feito de acordo com a equaccedilatildeo
[DNA] = (50 ngμL-1
x D) x (A260 - A320)
Onde
D = fator de diluiccedilatildeo da amostra
A260 = absorbacircncia a 260 nm
A320 = absorbacircncia a 320 nm
A pureza do DNA foi determinada pela relaccedilatildeo das absorbacircncias a 260 e 280 nm
(SAMBROOK FRITSCH MANIATS 1989)
As amostras de DNA de raiacutezes de braquiaacuteria foram adicionalmente submetidas agrave PCR
com o objetivo de determinar se o DNA era amplificaacutevel Para isso foram utilizados os pares de
iniciadores NS1 e NS8 complementares ao gene rRNA 18S (WHITE et al 1990) e os
iniciadores SSU-Glom1 e LSU-Glom1 complementares agrave regiatildeo ITS (RENKER et al 2003) A
amplificaccedilatildeo do DNA foi feita em soluccedilatildeo contendo 04 M de cada iniciador 200 M de cada
um dos nucleotiacutedeos (dNTPs) 15 mM de MgCl2 (para o par de iniciadores NS1 e NS8) ou 20
mM de MgCl2 (para o par de iniciadores SSU-Glom1 e LSU-Glom1) 15 U de DNA polimerase
Taq e 1x o tampatildeo de reaccedilatildeo totalizando um volume de 30 l Os fragmentos de rDNA 18S
(iniciadores NS1 e NS8) foram amplificados apoacutes a desnaturaccedilatildeo inicial a 94 ordmC por 2 minutos
em 30 ciclos de desnaturaccedilatildeo a 94 ordmC por 30 segundos pareamento do iniciador a 53ordmC por 1
minuto extenccedilatildeo a 72 ordmC por 2 minutos seguidos de um periacuteodo final de extensatildeo de 10 minutos
a 72ordm C A regiatildeo ITS (iniciadores SSU-Glom1 e LSU-Glom1) foi amplificada apoacutes desnaturaccedilatildeo
inicial a 94 ordmC por 10 minutos em 40 ciclos de desnaturaccedilatildeo a 94 ordmC por 40 segundos 54 ordmC por
30 segundos 72 ordmC por 40 segundos seguidos de extensatildeo a 72 ordmC por 10 minutos Para todos os
ensaios empregou-se uma reaccedilatildeo controle negativo sem DNA Os amplicons obtidos foram
analisados por eletroforese em gel de agarose 1 (mv) e visualizados apoacutes coloraccedilatildeo com SYBR
Green
O experimento para comparaccedilatildeo dos meacutetodos de extraccedilatildeo de DNA teve um delineamento
inteiramente aleatorizado Para cada meacutetodo as repeticcedilotildees constituiacuteram-se das 6 amostras de
raiacutezes com diferentes espeacutecies de FMAs inoculadas Os dados de concentraccedilatildeo de DNA e da
24
relaccedilatildeo da absorbacircncia a 260 e 280 nm foram analisados por ANOVA e as meacutedias comparadas
pelo teste de Tukey Os dados foram transformados para x05
para normalizaccedilatildeo
222 Amplificaccedilatildeo do gene rRNA 18S de grupos especiacuteficos de FMAs
Esta etapa do trabalho foi desenvolvida no laboratoacuterio do Professor Ari Jumpponnen
(Division of Biology Kansas State University USA)
Com o objetivo de se desenhar iniciadores para amplificar DNA de FMAs sequecircncias do
gene rRNA 18S foram obtidas da base de dados do NCBI Nessa etapa natildeo foram utilizadas
sequecircncias de origem ambiental pois o desenho dos iniciadores deveria se basear em organismos
identificados Para que os iniciadores fossem discriminatoacuterios contra outros grupos de fungos
tambeacutem se utilizou sequecircncias do gene rRNA 18S de fungos dos filos Basidiomycota
Ascomycota Zygomycota e Chytriodiomycota Essas sequecircncias foram utilizadas como natildeo-alvo
na validaccedilatildeo dos iniciadores A entrada para a busca no NCBI foi ldquo(Glomeromycota AND 18S)
NOT (environmental OR uncultured)rdquo para as sequecircncias de FMAs e ldquo(Grupo de Fungo AND
18S AND AFTOL) NOT (internal)rdquo para cada um dos 4 grupos citados acima como
ldquo(Basidiomycota AND 18S AND AFTOL) NOT (internal)rdquo para Basidiomycota O termo
ldquointernalrdquo foi utilizado para se excluir sequecircncias da regiatildeo ITS no banco de dados Foram
coletadas 100 sequecircncias do gene rRNA 18S de FMAs e 59 sequecircncias de fungos natildeo-
micorriacutezicos arbusculares
Todas as sequecircncias foram importadas para o programa Sequencher 46 para o
alinhamento e formaccedilatildeo de contigs A formaccedilatildeo desses contigs permitiu a separaccedilatildeo em grupos
baseados nas diferenccedilas das sequecircncias dos organismos portanto baseado na filogenia
Inicialmente os paracircmetros de alinhamento foram ajustados da seguinte forma o algoritmo de
agrupamento (Assembly Algorithm) utilizou os dados impuros (Dirty Data) para haver mais rigor
na formaccedilatildeo de agrupamentos e para evitar a inserccedilatildeo de grandes ldquogapsrdquo Foi utilizado o
ReAligner (ANSON MYERS 1997) para otimizar ldquogapsrdquo como pequenos insertos A
percentagem miacutenima de coincidecircncia das sequecircncias (Minimum Match Percentage) foi 100
enquanto a cobertura miacutenima (Minimum Overlap) foi 100 A percentagem miacutenima de
similaridade das sequecircncias foi iniciada com o maior valor para se detectar e se eliminar as
sequecircncias idecircnticas visando a formaccedilatildeo de um banco de dados com sequecircncias uacutenicas apenas
25
Depois do primeiro alinhamento com 100 de similaridade seacuteries de alinhamentos foram feitos
com o paracircmetro de percentagem miacutenima de similaridade diminuindo um ponto percentual a cada
alinhamento O valor da cobertura miacutenima permaneceu a 100 para excluir a possibilidade de
alinhamento de regiotildees incorretas Assim os contigs para os grupos de sequecircncias de
Glomeromycota Acaulosporaceae Gigasporaceae Glomus grupo A e Glomus grupo B foram
usados para o desenho dos iniciadores que amplificassem o seu DNA alvo
Para a obtenccedilatildeo das sequecircncias consenso de cada grupo fez-se o alinhamento no
programa Multalin (CORPET 1988) No desenho dos iniciadores empregaram-se as sequecircncias
consenso dos grupos de FMAs nos programas Beacon Designer 702 (Premier Biosoft
International Palo Alto CA EUA) e Primer3 v040 (ROZEN SKALETSKY 2000) aleacutem da
busca manual dos iniciadores Na busca manual procuraram-se as regiotildees consenso para os
grupos de FMAs e que fossem dissimilares agraves sequecircncias natildeo-alvo
Apoacutes se encontrarem os possiacuteveis iniciadores especiacuteficos eles foram validados quanto agrave
especificidade utilizando o BLAST Nessa etapa a especificidade foi considerada quando a
similaridade e a cobertura para sequecircncias alvo foram de 100 e quando esses valores foram
menores para sequecircncias natildeo-alvo Assim a anaacutelise de similaridade foi feita utilizando-se as
seguintes entradas para busca no BLAST Glomeromycota o grupo de espeacutecies de cada iniciador
e Eucariotos sem Glomeromycota Os iniciadores ainda foram alinhados com as sequecircncias alvo
e natildeo-alvo para confirmar a especificidade a similaridade e a posiccedilatildeo de alinhamento no
programa Multialin Depois avaliou-se a temperatura de desnaturaccedilatildeo (melting temperature) o
tamanho do oligonucleotiacutedeo a formaccedilatildeo de grampos e o autopareamento utilizando-se o
programa Oligo Analyzer (Copyright (C) 2000-2002 Teemu Kuulasmaa) Por fim procedeu-se os
ensaios de amplificaccedilatildeo de DNA alvo por meio de PCR utilizando-se os iniciadores grupo-
especiacuteficos como Forward e um iniciador modificado de Borneman e Hartin (2000) como
Reverse (Tabela 1) Apoacutes a verificaccedilatildeo em alinhamentos com sequecircncias de Glomeromycota o
iniciador nu-SSU-1196 (BORNEMAN HARTIN 2000) foi alterado com degeneraccedilatildeo de uma
base ldquoCrdquo por ldquoC ou Trdquo (Y) Essa degeneraccedilatildeo permitiu obter 100 de similaridade entre as
sequecircncias de FMAs testadas
26
Tabela 1 ndash Iniciadores grupo-especiacuteficos para FMAs
Iniciador Sequecircncia (5rsquo 3rsquo) Especificidade Referecircncia
ACAU220 GGG GTT TCC CAT TGG TGR ATC AT Acaulosporaceae Esse estudo
GLOMB652 TAA GGG GTA TGA ACT GGT GTA G Glomus Grupo B Esse estudo
GLOMB673 GTC AAT TTC TCA CCT TCT GGA G Glomus Grupo B Esse estudo
GIGA202 AAA CCA ATA RCC TTC GGG TTT C Gigasporaceae Esse estudo
GIGA615 TAG TTG AAT TTC GGG GTT CTA C Gigasporaceae Esse estudo
GLOMA189 TTA GAT AAA AAA CCA ATA TCG GG Glomus Grupo A Esse estudo
GLOMA690 CGT AAT GCC ATT AAT TTG GTG T Glomus Grupo A Esse estudo
nu-SSU-1196
modificado TCT GGA CCT GGT GAG TTT YC Fungi
Modificado de
Borneman
Hartin (2000)
Para validaccedilatildeo dos iniciadores utilizaram-se amostras de DNA de FMAs provenientes de
vasos de multiplicaccedilatildeo obtidos de culturas do INVAM (West Virginia University) As espeacutecies
de FMAs utilizadas pertencem aos 4 grupos de FMAs Acaulospora lacunosa e A longula
(Acaulosporacea) Glomus claroideum (Glomus grupo B) Glomus caledonium (Glomus grupo
A) Scutellospora castanea e S calospora (Gigasporaceae) O DNA total foi extraiacutedo a partir do
substrato dos vasos de multiplicaccedilatildeo que continham esporos e raiacutezes colonizadas utilizando-se o
Ultra Clean Soil DNA Kit (MoBio Laboratories Carlsbad CA EUA)
Para otimizar as condiccedilotildees da amplificaccedilatildeo do DNA alvo para cada iniciador desenhado
foram testados os gradientes de concentraccedilatildeo de DNA temperatura de pareamento dos
iniciadores concentraccedilatildeo de MgCl2 concentraccedilatildeo de dNTPs concentraccedilatildeo de iniciadores
concentraccedilatildeo da enzima DNA Polimerase Taq aleacutem da presenccedila ou ausecircncia de BSA (Albumina
de Soro Bovino) As condiccedilotildees da PCR otimizadas foram 50 ng de DNA 15 mM de MgCl2
200 microM de cada dNTP 04 microM de cada iniciador 125 U da DNA polimerase Taq 1x tampatildeo
para a DNA polimerase sem o uso de BSA para um volume final de 25 microL O programa de
amplificaccedilatildeo foi 94 ordmC por 2 minutos para a desnaturaccedilatildeo inicial seguido por 30 ciclos de 94 ordmC
por 1 minuto 61 ordmC por 1minuto e 72 ordmC por 2 minutos e um passo de extensatildeo final a 72 ordmC por
8 minutos
Previamente aos ensaios com amostras ambientais a habilidade dos iniciadores em
amplificar o DNA alvo foi testada em amostras de DNA extraiacutedos de raiacutezes de cana-de-accediluacutecar e
27
Brachiaria sp inoculadas com FMAs e cultivadas em casa-de-vegetaccedilatildeo Amostras de DNA de
raiacutezes de uma pradaria dos Estados Unidos tambeacutem foram utilizadas para verificar a eficiecircncia e a
especificidade dos iniciadores em amostras do campo Essas amostras foram coletadas de um
experimento em pradaria conduzido na Konza Prairie Biological Station (estaccedilatildeo de estudos
bioloacutegicos da Kansas State University em Manhattan KS - httpwwwkonzaksuedukonza)
com comunidade vegetal dominada por espeacutecies nativas como Andropogon gerardii Panicum
virgatum e Sorghastum nutans As amostras satildeo de dois tratamentos sem adubaccedilatildeo nitrogenada e
com aplicaccedilatildeo de 10 g de N por m2
(JUMPPONEN et al 2005) O DNA dessas amostras foi
extraiacutedo com o kit MoBio Ultra Clean Soil DNA Kit
Foi necessaacuterio utilizar a nested PCR para a amplificaccedilatildeo do DNA alvo nas amostras
provenientes da pradaria Na primeira PCR foram utilizados os iniciadores NS1 e NS8 (WHITE
1990) A amplificaccedilatildeo foi feita com desnaturaccedilatildeo inicial a 94 ordmC por 2 minutos 25 ciclos de 94
ordmC por 1 minuto 58 ordmC por 1 minuto e 30 segundos e 72 ordmC por 2 minutos e extensatildeo final a 72
ordmC por 8 minutos Na segunda PCR utilizaram-se os iniciadores grupos especiacuteficos desenhados
nesse trabalho com as mesmas condiccedilotildees descritas acima para o DNA de raiacutezes de vasos de
multiplicaccedilatildeo Os produtos de PCR das amostras ambientais amplificados com o uso dos
iniciadores grupo-especiacuteficos foram ligados em vetor TOPO (Invitrogen) e clonados em
Escherichia coli Para o sequenciamento do DNA alvo os insertos foram amplificados a partir
das colocircnias de E coli e foram selecionados a partir do padratildeo de bandas apoacutes a digestatildeo com as
endonucleases AluI e HinfI Os clones que apresentaram os mesmos padrotildees de bandas foram
considerados iguais Escolheram-se apenas 1 a 3 representantes para o sequenciamento
dependendo do nuacutemero de clones com o mesmo padratildeo As sequecircncias foram obtidas utilizando-
se sequenciador capilar de alta capacidade da High-Throughput Sequencing Solutions empresa
administrada pela Universidade de Washington EUA
223 Estrutura da comunidade de FMAs em raiacutezes e solo rizosfeacuterico de cana-de-accediluacutecar sob
diferentes manejos de colheita
As amostras de solos e raiacutezes de cana-de-accediluacutecar foram coletadas para a extraccedilatildeo de
esporos para a determinaccedilatildeo da colonizaccedilatildeo intrarradicular e para a identificaccedilatildeo de sequecircncias
do gene rRNA 18S de FMAs nas raiacutezes Para tanto utilizou-se uma aacuterea experimental do Centro
28
de Tecnologia Canavieira (CTC) localizada na Usina Satildeo Joseacute da Estiva (21ordm30rsquo45rdquoS e
49ordm13rsquo08rdquoW) no municiacutepio de Novo Horizonte SP O experimento foi instalado em 16042004
sobre um latossolo vermelho-amarelo com dois tratamentos de manejo de colheita SEM
QUEIMA e COM QUEIMA preacutevia e trecircs variedades de cana-de-accediluacutecar (1) SP813250 (2)
SP801842 e (3) RB72454 As variedades foram plantadas com espaccedilamento de 15 m entre
linhas com seis repeticcedilotildees em blocos aleatorizados Anteriormente agrave implantaccedilatildeo do experimento
na aacuterea houve o cultivo de cana-de-accediluacutecar variedade SP711406 com 10 cortes e queima
previamente agrave cada colheita seguido de um cultivo de soja A amostragem foi feita aos 84 dias
apoacutes a primeira colheita da cana-de-accediluacutecar em 15122005 na profundidade de 0-10 cm sob as
trecircs variedades de cana-de-accediluacutecar A produtividade em toneladas de colmos por hectare (TCH)
tambeacutem foi calculada para as trecircs variedades
2231 Anaacutelises quiacutemicas do solo
As amostras de solo coletadas foram secas ao ar para a anaacutelise de pH H+Al Al Ca Mg
K P Carbono orgacircnico (CO) soma de bases (SB) capacidade de troca catiocircnica a pH 70 (CTC)
e saturaccedilatildeo da CTC por bases (Quadro 2)
Atributo Meacutetodo ou extrator Referecircncia
pH Medido em CaCl2 001M Raij et al 2001
H+Al pH em SMP Raij et al 2001
Al trocaacutevel KCl 1M e titulaccedilatildeo com NaOH 0025M Raij et al 2001
Ca Mg trocaacuteveis e P Resina trocadora de iacuteons Raij et al 2001
K trocaacutevel Melich 1 Silva 1999
Carbono orgacircnico (CO) Colorimetria Raij et al 2001
Soma de bases (SB) Somatoacuteria de Ca Mg K -
CTC (pH 70) Somatoacuteria de H+Al Ca Mg K -
Saturaccedilatildeopor bases da
CTC (V)
Saturaccedilatildeo = (Ca Mg K)100CTC -
Quadro 2 ndash Metodologias utilizadas para a anaacutelise quiacutemica do solo
A CTC a pH 70 foi calculada somando-se os teores de H + Al Ca Mg e K Depois
29
foram calculadas as porcentagens da saturaccedilatildeo da CTC por Ca Mg K e por Al (m) da seguinte
forma Saturaccedilatildeo do Elemento () = (teor do ElementoCTC)100
2232 Extraccedilatildeo de esporos de FMAs do solo
Os esporos dos FMAs foram extraiacutedos do solo por peneiramento uacutemido (GERDEMANN
NICOLSON 1963) e centrifugaccedilatildeo por duas vezes em soluccedilatildeo de sacarose 70 a 560 g por 2
minutos Os esporos foram identificados conforme descrito no International Culture Collection
of (Vesicular) Arbuscular Mycorrhiza Fungi (INVAM 2007) Para a anaacutelise estatiacutestica o nuacutemero
de esporos foi transformado para (x + 05)05
O iacutendice de diversidade de Shannon o reciacuteproco do
iacutendice de Simpson as estimativas de riqueza de espeacutecies e a estimativa de cobertura de
amostragem foram realizadas com o uso do programa SPADE (CHAO SHEN 2003) O iacutendice
de equitabilidade de Pielou foi calculada de acordo com Magurran (1988)
Para determinar a influecircncia das variaacuteveis ambientais na variabilidade de ocorrecircncia das
espeacutecies de FMAs sob cana-de-accediluacutecar foi realizada uma anaacutelise de redundacircncia canocircnica (RDA)
utilizando-se o programa ldquoCanoco for windows 45rdquo com transformaccedilatildeo dos dados para log x e
avaliaccedilatildeo da anaacutelise por meio do teste de permutaccedilatildeo de Monte-Carlo Na RDA a ordenaccedilatildeo das
amostras eacute condicionada diretamente pelas variaacuteveis ambientais e assim permite medida direta
da relaccedilatildeo entre as variaacuteveis ambientais e as espeacutecies detectadas Para eliminar a colinearidade de
dados e selecionar as variaacuteveis que melhor explicaram de forma significativa a variabilidade dos
dados utilizou-se Forward selection na RDA Dados de presenccedila e ausecircncia de espeacutecies de
FMAs foram utilizados para os caacutelculos
2233 Colonizaccedilatildeo micorriacutezica intrarradicular
Para a avaliaccedilatildeo da colonizaccedilatildeo intrarradicular pelos FMAs as raiacutezes de cana-de-accediluacutecar
foram lavadas e imersas em KOH 10 por uma noite Depois foram aquecidas a 60ordmC em KOH
10 por 10 minutos para clarificaccedilatildeo Apoacutes a clarificaccedilatildeo as estruturas fuacutengicas foram coradas
por 3 minutos a 90ordmC com tinta de caneta comercial Parkerreg 5 diluiacuteda em soluccedilatildeo de aacutecido
aceacutetico 5 e lactoglicerol 10 A colonizaccedilatildeo das raiacutezes foi analisada sob microscoacutepio
estereoscoacutepio pelo meacutetodo da placa reticulada segundo Giovannetti e Mosse (1980) Os dados
30
foram transformados para arcsen(x + 1)05
para as anaacutelises estatiacutesticas
2234 Anaacutelise do gene rRNA 18S fuacutengico em raiacutezes de cana-de-accediluacutecar
O DNA das amostras de raiacutezes do campo foi extraiacutedo com o objetivo de amplificar e
clonar fragmentos do gene rRNA 18S de FMAs O DNA foi extraiacutedo com kit comercial Fast
DNA (Bio101 Vista) apoacutes a lavagem das raiacutezes com aacutegua desionizada e maceraccedilatildeo em
nitrogecircnio liacutequido A clonagem do gene rRNA 18S de FMAs foi realizada usando trecircs
abordagens A primeira abordagem foi com a utilizaccedilatildeo de iniciadores especiacuteficos para um
segmento do gene rRNA 18S conservado em fungos (NS7 e F1Ra) Assim apoacutes o
sequenciamento de clones poderiacuteamos detectar as populaccedilotildees de fungos em geral incluindo as
populaccedilotildees de FMAs A segunda abordagem teve como objetivo amplificar parte do gene rRNA
18S de fungos do filo Glomeromycota utilizando-se o iniciador AM1 descrito como especiacutefico
para FMAs (HELGASON et al 1998) A terceira abordagem foi desenhar iniciadores especiacuteficos
para amplificar fragmentos do gene rRNA 18S de grupos especiacuteficos de FMAs nas amostras de
raiacutezes de cana-de-accediluacutecar do campo Para o desenho dos iniciadores inicialmente procurou-se
obter sequecircncias de FMAs mantidos em vasos de multiplicaccedilatildeo As abordagens e meacutetodos
utilizados estatildeo descritos em detalhes abaixo
22341 Amplificaccedilatildeo do gene rRNA 18S de fungos gerais e FMAs
O gene rRNA 18S fuacutengico foi amplificado por nested PCR com os iniciadores universais
para eucariotos NS1 e NS8 (WHITE et al 1990) na primeira reaccedilatildeo de amplificaccedilatildeo Os
produtos da primeira PCR foram diluiacutedos 50 vezes e utilizados em uma segunda reaccedilatildeo de
amplificaccedilatildeo com o par de iniciadores NS7 e F1Ra (SOUZA et al 2004) para amplificar DNA
de fungos em geral e os iniciadores NS31 e AM1 para amplificar DNA de Glomeromycota A
primeira reaccedilatildeo de amplificaccedilatildeo foi realizada com DNA total extraiacutedo das raiacutezes em soluccedilatildeo
contendo 04 M de cada um dos iniciadores (NS1 e NS8) 200 M de cada um dos nucleotiacutedeos
(dNTPs) 15 mM de MgCl2 1 U da enzima (DNA polimerase Taq) e 1x o tampatildeo de reaccedilatildeo
totalizando um volume de 30 l Apoacutes desnaturaccedilatildeo inicial a 94 ordmC por 2 minutos os fragmentos
de rDNA 18S foram amplificados em 30 ciclos de desnaturaccedilatildeo a 94 ordmC por 30 segundos
31
pareamento do iniciador a 53ordmC por 1 minuto extenccedilatildeo a 72 ordmC por 2 minutos seguidos de um
periacuteodo final de extensatildeo de 10 minutos a 72ordm C
A segunda reaccedilatildeo de amplificaccedilatildeo foi realizada com o produto de amplificaccedilatildeo da
primeira reaccedilatildeo diluiacutedo em soluccedilatildeo contendo 04 M de cada um dos iniciadores (NS7 e F1Ra ou
NS31 e AM1) 200 M de cada um dos nucleotiacutedeos (dNTPs) 10 mM de MgCl2 2 U da enzima
(DNA polimerase Taq) e 1x o tampatildeo de reaccedilatildeo totalizando um volume de 20 l A
amplificaccedilatildeo com os iniciadores NS7 e F1Ra foi feita apoacutes desnaturaccedilatildeo inicial a 94 ordmC por 2
minutos em 30 ciclos de 94 ordmC por 1 minuto 62ordmC por 28 segundos 72 ordmC por 1 minuto
seguidos de 5 minutos a 72ordm C para extensatildeo final A amplificaccedilatildeo com os iniciadores NS31e
AM1 foi feita apoacutes desnaturaccedilatildeo inicial a 94ordm C por 2 minutos em 35 ciclos de 94ordm C por 30
segundos 60ordm C por 30 segundos 72ordm C por 45 segundos (aumentando 1segundo por ciclo) e
seguido de extensatildeo final a 72ordm C por 5 minutos Os amplicons corados com SYBR Green foram
visualizados em gel de agarose 1 apoacutes eletroforese
22342 Amplificaccedilatildeo do gene rRNA 18S de grupos especiacuteficos de FMAs em cana-de-
accediluacutecar
Os iniciadores desenhados foram utilizados para avaliar a estrutura das comunidades de
FMAs em raiacutezes de cana-de-accediluacutecar sob os manejos SEM QUEIMA e COM QUEIMA preacutevia agrave
colheita O DNA total extraiacutedo das raiacutezes usando o meacutetodo 1 (kit Bio101) foi amplificado com os
iniciadores NS31 e AM1 para comparaccedilatildeo da eficiecircncia dos mesmos As condiccedilotildees para a
amplificaccedilatildeo utilizando os iniciadores aqui desenhados foram as mesmas descritas acima para as
raiacutezes da pradaria A ligaccedilatildeo dos amplicons transformaccedilatildeo de E coli clonagem e extraccedilatildeo de
DNA plasmidial foi feita conforme descrito acima para os inciadores NS7 e F1Ra e para NS31 e
AM1 Para as raiacutezes de cana-de-accediluacutecar 20 clones obtidos com cada iniciador e de cada um dos
tratamentos de colheita foram sequenciados O sequecircnciamento de ampliconsobtidos de raiacutezes de
cana-de-accediluacutecar foi feito em sequenciador automaacutetico ABI 3100 utilizando-se o DYEnamic ET
Terminator Cycle Sequencing Kit (ABI Prism 3100 Applied Biossystems) As sequecircncias foram
analisadas para detecccedilatildeo de quimeras no programa Chimera Check utilizando o mesmo meacutetodo
descrito acima
32
Na anaacutelise de BLAST as sequecircncias obtidas de cada iniciador foram avaliadas
separadamente Tanto as sequecircncias obtidas do NCBI para o desenho de iniciadores como as
sequecircncias de cana-de-accediluacutecar do campo foram alinhadas por meio do ClustalW no programa
MEGA 40 (TAMURA et al 2007) e manualmente ajustadas para a anaacutelise filogeneacutetica As
sequecircncias ambientais obtidas com o emprego do iniciador ACAU220 foram alinhadas em 624
posiccedilotildees sendo 304 parsimocircnia-informativas As sequecircncias do iniciador GIGA202 foram
alinhadas em 586 posiccedilotildees sendo 313 parsimocircnia-informativas Alinharam-se as sequecircncias de
GLOMA690 em 298 posiccedilotildees com 115 parsimocircnia-informativas Por fim as sequecircncias do
iniciador GLOMB673 foram alinhadas em 498 posiccedilotildees sendo 239 parsimocircnia-informativas As
relaccedilotildees filogeneacuteticas entre as sequecircncias fuacutengicas foram inferidas por meio da anaacutelise de
neighbor joining (NJ) (SAITOU NEI 1987) no programa MEGA 40 Sequecircncias do gene rRNA
18S de milho (Zea mays) soja (Glycine max) e Homo sapiens foram utilizadas como outgroup
Na anaacutelise de NJ os ldquoGapsrdquo e ldquomissing datardquo sofreram deleccedilatildeo completa o modelo de
substituiccedilatildeo foi o de Jukes-Cantor com taxas uniformes entre sites A robustez da topologia
inferida foi testada com 1000 replicatas de ldquobootstraprdquo
As sequecircncias obtidas com todos os iniciadores em raiacutezes de cana-de-accediluacutecar foram
alinhadas em 256 posiccedilotildees sendo 124 parsimocircnio-informativas Utilizou-se o programa DOTUR
para o agrupamento de sequecircncias em unidades taxonocircmicas operacionais (UTOs) para a anaacutelise
de diversidade e para a obtenccedilatildeo da curva de rarefaccedilatildeo de sequecircncias As sequecircncias com uma
similaridade gt 99 foram consideradas pertencentes agrave mesma UTO Foi feita comparaccedilatildeo entre
as bibliotecas de sequecircncias por meio do programa webLIBSHUFF (SINGLETON et al 2001)
utilizando-se as matrizes de distacircncias evolutivas calculadas
22343 Purificaccedilatildeo dos amplicons
Os amplicons foram purificados dos geacuteis de agarose com o kit GFX PCR DNA and Gel
Band Purification (GE Healthcare) conforme instruccedilotildees do fabricante
As bandas de DNA foram excisadas do gel de agarose e colocadas em microtubo de 15
mL adicionando-se 1 microL de uma soluccedilatildeo tampatildeo de captura (GE Healthcare) por mg de gel O
microtubo foi agitado vigorosamente em vortex e incubado a 60oC ateacute que a agarose estivesse
completamente dissolvida Apoacutes a dissoluccedilatildeo total da agarose a amostra foi centrifugada por 30
33
segundos a 12000 g e incubada agrave temperatura ambiente durante 10 minutos Uma aliacutequota de
aproximadamente 300 microL da amostra foi transferida para a coluna de purificaccedilatildeo incubada
durante 10 minutos a temperatura ambiente e centrifugada por 30 segundos a 12000 g Este
processo foi entatildeo repetido com o volume restante da amostra O liacutequido que passou pela coluna
durante a centrifugaccedilatildeo foi descartado e adicionou-se agrave coluna 500 microL de tampatildeo de lavagem
(GE Healthcare) seguido de uma incubaccedilatildeo durante 10 minutos a temperatura ambiente e
centrifugaccedilatildeo por 30 segundos a 12000 g A coluna foi entatildeo transferida para um microtubo de
15 mL Para eluiccedilatildeo do DNA adicionou-se 50 microL de TE (pH 80) diretamente na matriz da
coluna incubando-se por 10 minutos e em seguida centrifugou-se por 30 segundos a 8000 g O
DNA recuperado no microtubo foi novamente centrifugado por 90 segundos a 8000 g para
remover a resina remanescente A soluccedilatildeo de DNA foi entatildeo transferida para novo microtubo de
15 mL A qualidade do DNA foi determinada apoacutes eletroforese em gel de agarose 1 (TBE 05
X) e coloraccedilatildeo com SYBR-Green I (Moleculat Probes) O marcador de massa Low DNA Mass
Ladder (Invitrogen) foi utilizado como padratildeo de tamanho e quantidade de DNA
22344 Clonagem dos amplicons do gene rRNA 18S
Os amplicons de parte do gene rRNA 18S foram clonados no vetor pGEM-T Easy
(Promega) segundo as instruccedilotildees do fabricante A reaccedilatildeo de ligaccedilatildeo dos amplicons ao plasmiacutedeo
foi feita utilizando-se tampatildeo de ligaccedilatildeo raacutepida 1X (30 mM Tris-HCl pH 78 10 mM DDT 1
mM ATP 5 polietilenoglicol PEG) e 3 U de DNA ligase T4 A soluccedilatildeo foi incubada a 4 ordmC
durante 16 horas Em seguida ceacutelulas competentes de Ecoli DH5α foram transformadas por
meio de choque teacutermico utilizando-se os produtos da reaccedilatildeo de ligaccedilatildeo As ceacutelulas transformadas
foram plaqueadas em meio Luria Bertani (LB-aacutegar) contendo ampicilina (50 microg mL-1
) e X-Gal
(5-bromo-4-cloro-3-indolil--D-galactosideo 20 microg mL-1
) As bacteacuterias contendo plasmiacutedeos
recombinantes foram selecionadas para cultivo em meio LB liacutequido contendo ampicilina (50 microg
mL-1
) durante 22 horas a 38 ordmC sob agitaccedilatildeo horizontal a 300 rpm
22345 Extraccedilatildeo do DNA plasmidial
Apoacutes o cultivo das bacteacuterias contendo o plasmiacutedeo recombinante em microplacas as
34
suspensotildees celulares foram centrifugadas por 6 minutos a 4000 g a 20 oC O sobrenadante foi
descartado e o peacutelete obtido foi lavado com 240 microL de uma soluccedilatildeo tampatildeo contendo 25 mM
Tris-HCl (pH 80) 10 mM EDTA (pH 80) e 50 mM de glicose centrifugado a 20oC por 6
minutos e 4000 g Apoacutes descarte do sobrenadante foi adicionado 80 microL da soluccedilatildeo tampatildeo e em
seguida as ceacutelulas foram ressuspendidas por agitaccedilatildeo Para uma microplaca de fundo ldquoUrdquo
contendo 1 microL de RNAse em cada cavidade (10 mg mL-1
) foram transferidos 60 microL de cada
suspensatildeo de ceacutelulas Em cada poccedilo da placa foram adicionados 60 microL da soluccedilatildeo de lise (NaOH
02 N e SDS 1) a placa foi selada a suspensatildeo homogeneizada por inversatildeo e incubada a
temperatura ambiente por 10 minutos Em seguida foram adicionados 60 microL de soluccedilatildeo
contendo 3M de acetato de potaacutessio 10 de aacutecido aceacutetico glacial misturando por inversatildeo A
placa foi mantida por 10 minutos agrave temperatura ambiente e entatildeo incubada aberta em estufa a
90oC por 30 minutos Apoacutes esse tempo a placa foi resfriada em gelo por 10 minutos e
centrifugada por 4 minutos (4000 g 20oC) O sobrenadante foi transferido para uma placa de 96
poccedilos Millipore (MAGV N22) fixada sobre uma placa de fundo ldquoVrdquo de 250 microL e o conjunto
centrifugado (sem a tampa) por 4 minutos a 4000 g e 4 oC Ao filtrado adicionou-se 110 microL de
isopropanol gelado e em seguida centrifugou-se por 45 minutos a 4000 g a 4 oC O precipitado
de DNA foi entatildeo lavado com 180 microL de etanol 70 Centrifugou-se novamente a 4000 g por 5
minutos a 4 oC Apoacutes o descarte do sobrenadante inverteu-se a placa sobre papel absorvente e
centrifugou-se por 1 minuto a 900 g e 4 oC Apoacutes secar durante 1 hora a temperatura ambiente o
DNA foi ressolubilizado em 80 microL de aacutegua ultrapura esterilizada durante toda a noite e
armazenado a -20 oC O DNA foi quantificado atraveacutes de espectrofotometria a 260 nm e sua
integridade determinada por eletroforese em gel de agarose 1 (TBE 05 X)
22346 Sequenciamento dos clones do gene rRNA 18S
Para o sequenciamento dos clones de fragmentos do gene rRNA 18S utilizou-se 200-500
ng de DNA plasmidial 10 pmol do iniciador M13f (5rsquo GTA AAA CGA CGG CCA G 3rsquo) 2 microL
de DYEnamic ET Terminator (GE Healthcare) 2 microL de soluccedilatildeo tampatildeo Save Money (200 mM
Tris-HCl pH 90 5 mM MgCl26H2O) e aacutegua ultrapura para um volume final de 10 microL A
amplificaccedilatildeo por PCR foi realizada em um termociclador Mastercycler Gradiente (Eppendorf)
com as seguintes condiccedilotildees 25 ciclos de 20 segundos a 95 oC 15 segundos a 50
oC e 1 minuto a
35
60 o
C Os produtos de PCR foram precipitados com 110 de volume de uma soluccedilatildeo de acetato de
soacutedio 15 M e EDTA 250 mM e 6 volumes de etanol 95 gelado As suspensotildees foram
centrifugadas a 4000 g por 45 minutos e o peacutelete lavado com etanol 70 a temperatura
ambiente O peacutelete foi seco no escuro por no miacutenimo 2 horas ressuspendido em formamida e
desnaturado a 96oC por 5 minutos O sequenciamento foi realizado em um sequenciador capilar
automaacutetico ABI 3100 (Applied Biosystems) de acordo com as recomendaccedilotildees do fabricante
22347 Anaacutelise de sequecircncias do gene rRNA 18S
A similaridade com sequecircncias de DNA existentes no banco de dados do GenBank foi
determinada pelo Basic Local Alignment Search Tool (BLAST) no NCBI (ALTSCHUL et al
1990) A existecircncia de quimeras foi determinada usando o Chimera Check version 27 do
Ribosomal Database Project (RDP) (MAIDAK et al 1999) Foi considerado que as sequecircncias
satildeo potencialmente quimeacutericas se elas tecircm um ponto de quebra de quimera distinto gt20 no
Chimera Check Para se confirmar a indicaccedilatildeo do programa Chimera Check as sequecircncias foram
re-analisadas usando-se o BLAST depois da exclusatildeo dos nucleotiacutedeos anteriores e posteriores ao
ponto de quebra da quimera Se um dos dois seguimentos isto eacute o anterior ou o posterior ao
ponto de quebra foi mais similar a outro organismo do que o organismo mais similar agrave sequecircncia
original completa entatildeo a sequecircncia foi considerada como quimera
Para a anaacutelise filogeneacutetica as sequecircncias foram agrupadas por UPGMA com distacircncia-p
Cada grupo foi formado com valor de corte de 04 de distacircncia entre as sequecircncias Uma
sequecircncia representativa de cada grupo formado foi utilizada para construccedilatildeo da aacutervore
filogeneacutetica por neighbor-joining (NJ) utilizando-se o programa MEGA versatildeo 31(KUMAR
TAMURA NEI 2004) apoacutes alinhamento das sequecircncias no programa ClustalW e ajuste manual
O alinhamento das sequecircncias foi feito com deleccedilatildeo completa dos ldquogapsrdquo e a matriz de distacircncia
foi calculada utilizando-se o paracircmetro Jukes-Cantor como modelo de substituiccedilatildeo assumindo
taxa uniforme de substituiccedilatildeo para siacutetios variaacuteveis A robustez da topologia inferida por NJ foi
testada por 1000 repeticcedilotildees de bootstrap (PEER WACHTER 1994)
Para o agrupamento de sequecircncias em unidades taxonocircmicas operacionais (UTOs)
empregou-se o programa DOTUR (SCHLOSS HANDELSMAN 2005) Para isso foi utilizada
uma matriz de distacircncia evolutiva calculada com o programa DNADIST com algoritmo de
36
Jukes-Cantor apoacutes alinhamento das sequecircncias dos clones das bibliotecas da amostra de raiacutezes de
cana-de-accediluacutecar SEM QUEIMA e da amostra COM QUEIMA preacutevia agrave colheita As sequecircncias
com uma similaridade gt 99 foram consideradas pertencentes agrave mesma UTO A estimativa de
riqueza de UTOs pelos meacutetodos natildeo-parameacutetricos ACE-1 (CHAO LEE 1992) e e Chao1
(CHAO 1984) dos iacutendices de diversidade de Shannon reciacuteproco do iacutendice de Simpson e a
cobertura de amostragem foram realizadas com o programa SPADE (CHAO SHEN 2003) A
comparaccedilatildeo estatiacutestica das bibliotecas de clones foi feita por meio do programa webLIBSHUFF
(SINGLETON et al 2001) utilizando as matrizes de distacircncias evolutivas calculadas
anterormente
23 Resultados e Discussatildeo
231 Comparaccedilatildeo dos meacutetodos de extraccedilatildeo de DNA das raiacutezes
O DNA total extraiacutedo das raiacutezes de braquiaacuteria inoculadas com FMAs apoacutes a eletroforese
pode ser visto na Figura 2 As amostras extraiacutedas com o meacutetodo adaptado de Redecker (2000)
foram as uacutenicas a natildeo apresentar bandas no gel As concentraccedilotildees de DNA obtidas com cada
meacutetodo satildeo apresentadas na Figura 3 Pode-se observar com base no desvio padratildeo que o meacutetodo
que apresenta menor variaccedilatildeo na quantidade de DNA extraiacuteda entre amostras eacute o kit MoBio
seguido pelo kit Bio101 Os meacutetodos adaptados de Edwards et al (1997) de Doyle e Doyle
(1990) e de Redecker (2000) apresentaram maior variabilidade entre as amostras Poreacutem a
concentraccedilatildeo dada pela comparaccedilatildeo com marcador molecular diferiu em ordem e em magnitude
da concentraccedilatildeo determinada com base na absorbacircncia
37
Figura 2 ndash Eletroforese em gel de agarose (2) do DNA total extraiacutedo de raiacutezes de braquiaacuteria colonizadas com
FMAs usando 5 diferentes meacutetodos de extraccedilatildeo A espeacutecie de FMA inoculada nas raiacutezes de braquiaacuteria
estaacute descrita acima do grupo de amostras LM - marcador de massa Low DNA Mass Ladder 1 ndash
extraccedilatildeo de DNA com kit FastDNA Spin (Bio 101 Vista Califoacuternia) 2 ndash extraccedilatildeo de DNA com kit
UltraClean Soil DNA Isolation (Mo Bio Laboratories Carlsbad CA USA) 3 ndash extraccedilatildeo de DNA com
meacutetodo adaptado de Edwards et al (1997) 4 ndash extraccedilatildeo de DNA com meacutetodo adaptado de Doyle amp
Doyle (1990) 5 ndash extraccedilatildeo de DNA com meacutetodo Adaptado de Redecker (2000)
As amostras extraiacutedas pelos meacutetodos do kit Bio101 adaptado de Edwards et al (1997) e
adaptado de Doyle e Doyle (1990) apresentaram DNA de melhor qualidade com base na relaccedilatildeo
A260A280 (Figura 4) Na Figura 4 eacute possiacutevel observar maior variabilidade na relaccedilatildeo A260A280
para as amostras do kit MoBio seguidas do kit Bio101 protocolo adaptado de Edwards (1997)
Doyle e Doyle (1990) e de Redecker (2000) Apesar disso as amostras do kit Bio101 foram as
que apresentaram maior eficiecircncia na amplificaccedilatildeo do gene rRNA 18S por PCR (Tabelas 2 e 3)
A eficiecircncia na amplificaccedilatildeo natildeo seguiu a ordem de concentraccedilatildeo de DNA inicial de qualquer um
dos meios de quantificaccedilatildeo tampouco apresentou maior frequecircncia de amplificaccedilatildeo as amostras
com valores de A260A280 mais proacuteximos a 18 Apesar de menor quantidade de DNA em relaccedilatildeo
ao extraiacutedo pelos meacutetodos adaptados de Edwards et al (1997) e de Doyle e Doyle (1990) a
eficiecircncia de amplificaccedilatildeo foi maior para as amostras obtidas com o Kit Bio101 Utilizando-se o
par de iniciadores NS1 e NS8 natildeo foi possiacutevel amplificar o DNA das amostras extraiacutedas com o
meacutetodo adaptado de Redecker (2000) ou com o adaptado de Edwards et al (1997) (Tabela 2) A
Massa (ng)
100 60 40
20
10
5
Massa (ng)
100 60 40
20
10
5
38
maior frequumlecircncia de amplificaccedilatildeo foi obtida com o DNA extraiacutedo com kit Bio101 (83 )
seguida pelo DNA extraiacutedo com o meacutetodo adaptado de Doyle e Doyle (1990) (67 ) e
finalmente pelo DNA extraiacutedo com o kit MoBio (50 ) A avaliaccedilatildeo do gel de agarose apoacutes
eletroforese do DNA extraiacutedo sugere que esses resultados podem estar relacionados a impurezas
presentes na amostra Apoacutes a eletroforese nota-se um efeito de arraste nas amostras mais
concentradas sendo mais intenso nas amostras de DNA obtidas com os meacutetodos adaptados de
Edwards et al (1997) e de Doyle e Doyle (1990)
Quando se utilizou o par de iniciadores SSU Glom1 e LSU Glom1 o miacutenimo de 3
amostras de DNA de um total de 5 de cada meacutetodo apresentou amplificaccedilatildeo positiva (Tabela 3)
Novamente a maior frequecircncia de amplificaccedilatildeo foi observada com as amostras de DNA extraiacutedo
pelo kit Bio101 (100 ) seguidas do meacutetodo adaptado de Edwards et al (1997) e de Doyle e
Doyle (1990) (83 ) e pelo kit MoBio e o meacutetodo adaptado de Redecker (2000) (67 ) Sendo
assim o meacutetodo usando o kit Bio101 foi o escolhido para as extraccedilotildees de DNA das raiacutezes de
cana-de-accediluacutecar em condiccedilotildees do campo
Figura 3 ndash Concentraccedilatildeo de DNA de raiacutezes de braquiaacuteria extraiacutedo com os 5 meacutetodos A - concentraccedilatildeo determinada
por comparaccedilatildeo com marcador de massa B - concentraccedilatildeo medida a partir da absorbacircncia a 260 nm As
barras verticais indicam o desvio padratildeo Meacutedias seguidas de letras iguais natildeo diferem estatisticamente
pelo Tukey (p lt 005) O DNA extraiacutedo com o meacutetodo adaptado adaptado de Redecker (2000) natildeo foi
visualizado no gel apoacutes a eletroforese
A B
a a
b b
c
a
b bc
c
39
Figura 4 ndash Valores da relaccedilatildeo entre as absorbacircncias a 260 e 280 nm (A260A280) do DNA extraiacutedo de raiacutezes de
Brachiaria sp As barras representam o desvio padratildeo
Pode-se concluir que as quantificaccedilotildees de DNA por comparaccedilatildeo com marcador de massa
e por espectrofotometria nem sempre refletem a quantidade e a viabilidade de amplificaccedilatildeo do
DNA em amostras ambientais com uma comunidade microbiana diversa Sendo assim em
estudos de amostras ambientais natildeo eacute adequado se fazer generalizaccedilotildees sobre a metodologia mais
eficiente para a quantificaccedilatildeo do DNA ou para a avaliaccedilatildeo de sua qualidade O ideal seria um
estudo preacutevio para determinar as melhores condiccedilotildees de extraccedilatildeo e quantificaccedilatildeo para a
investigaccedilatildeo pretendida
A260A
280
40
Tabela 2 - Amplificaccedilatildeo do fragmento do gene rRNA 18S de amostras de DNA extraiacutedo de raiacutezes de braquiaacuteria utilizando
os iniciadores NS1 e NS8
FMA inoculado
Meacutetodo
A
scrobiculata
G
rosea
G
clarum
G
etunicatum
P
brasilianum
G rosea e S
heterogama FA ()
Kit Bio101 + + + + - + 83
Kit MoBio - + + - - + 50
Adaptado de Edwards et al (1997) - - - - - - -
Adaptado de Doyle amp Doyle (1990) + + - + - + 67
Adaptado de Redecker (2000) - - - - - - -
FA ()
40 60 40 40 - 60
FA - Frequecircncia de amplificaccedilatildeo
Tabela 3 - Amplificaccedilatildeo do fragmento do gene rRNA 18S de amostras de DNA extraiacutedo de raiacutezes de braquiaacuteria utilizando os
iniciadores SSU Glom1 e LSU Glom1
FMA inoculado
Meacutetodo
A
scrobiculata
G
rosea
G
clarum
G
etunicatum
P
brasilianum
G rosea e S
heterogama FA ()
Kit Bio101 + + + + + + 100
Kit MoBio - + + - + + 67
Adaptado de Edwards et al (1997) + + + + - + 83
Adaptado de Doyle amp Doyle (1990) - + + + + + 83
Adaptado de Redecker (2000) + - + + - + 67
Freq () 60 80 100 80 60 100
FA - Frequecircncia de amplificaccedilatildeo
41
232 Desenho e validaccedilatildeo de iniciadores especiacuteficos para grupos de FMAs
Para a obtenccedilatildeo de sequecircncias do gene rRNA 18S de FMAs comuns a ecossistemas
brasileiros inicialmente foram utilizadas espeacutecies isoladas da coleccedilatildeo de FMAs do Departamento
de Ciecircncia do Solo da ESALQ mantidas em plantas multiplicadoras em casa-de-vegetaccedilatildeo A
amplificaccedilatildeo com os pares de iniciadores NSF4 e NSR1787 ou NS1 e NS8 do DNA extraiacutedo de
esporos das espeacutecies Gigaspora margarita Gigaspora rosea Scutellospora heterogama Glomus
intraradices Glomus formasanum Acaulospora scrobiculata e Paraglomus brasilianum
apresentou aproximadamente 30 de eficiecircncia No entanto a clonagem desses fragmentos em
E coli natildeo foi possiacutevel Considerando-se que existe um bom nuacutemero de sequecircncias do gene
rRNA 18S de espeacutecies de FMAs comuns em ecossistemas brasileiros depositadas nos bancos de
dados puacuteblicos e que o dispecircndio de recursos e tempo para otimizaccedilatildeo da teacutecnica natildeo eacute
compensador decidiu-se usar tais sequecircncias depositadas para desenho de iniciadores especiacuteficos
para grupos de FMAs Desse modo nesse trabalho foram desenhados iniciadores especiacuteficos
para os grupos de FMAs mais frequentes em amostras ambientais Acaulosporaceae
Gigasporaceae Glomus Grupo A e Glomus Grupo B
As sequecircncias utilizadas para o desenho dos iniciadores satildeo apresentadas na Tabela 4
Essas foram alinhadas e agrupadas em funccedilatildeo de sua similaridade usando-se o programa
Sequencher 46 A famiacutelia Acaulosporaceae formou um agrupamento a 96 de similaridade o
Glomus Grupo B formou um agrupamento a 95 Gigasporaceae a 94 e Glomus Grupo A a
93 de similaridade
A formaccedilatildeo de um agrupamento somente com as sequecircncias de Glomeromycota natildeo foi
possiacutevel porque a diversidade de sequecircncias entre os FMAs eacute alta ao ponto de o agrupamento
apresentar sequecircncias de outros fungos Isto eacute uma das limitaccedilotildees para se desenhar um iniciador
que seja especiacutefico para todos os fungos de Glomeromycota A razatildeo para isso eacute a divergecircncia
dos grupos basais de Archaeosporaceae e Paraglomeraceae A Figura 5 apresenta a anaacutelise
filogeneacutetica das sequecircncias do gene rRNA 18S representativas dos gupos e que foram utilizadas
para o desenho de iniciadores
42
Tabela 4 ndash Sequecircncias de fungos alvo e natildeo-alvo obtidas do banco de dados do NCBI para o desenho de iniciadores
especiacuteficos para amplificarem o gene rRNA 18S de Glomeromycota
(continua)
Organismo Grupo Filo Acesso
Acaulospora laevis Acaulosporaceae Glomeromycota [AJ2508471]
Acaulospora laevis Acaulosporaceae Glomeromycota [Y176332]
Acaulospora longula Acaulosporaceae Glomeromycota [AJ3064391]
Acaulospora scrobiculata Acaulosporaceae Glomeromycota [AJ3064421]
Entrophospora colombiana Acaulosporaceae Glomeromycota [AB2201701]
Gigaspora albida Gigasporaceae Glomeromycota [AJ8526001]
Gigaspora albida Gigasporaceae Glomeromycota [AJ8525991]
Gigaspora decipiens Gigasporaceae Glomeromycota [U961461]
Gigaspora gigantea Gigasporaceae Glomeromycota [AJ8526021]
Gigaspora gigantea Gigasporaceae Glomeromycota [AJ8526011]
Gigaspora gigantea Gigasporaceae Glomeromycota [EF0143621]
Gigaspora margarita Gigasporaceae Glomeromycota [AJ8526051]
Gigaspora margarita Gigasporaceae Glomeromycota [AJ8526041]
Gigaspora margarita Gigasporaceae Glomeromycota [AJ8526031]
Gigaspora margarita Gigasporaceae Glomeromycota [AM1811441]
Gigaspora margarita Gigasporaceae Glomeromycota [AM1811431]
Gigaspora rosea Gigasporaceae Glomeromycota [AJ8526081]
Gigaspora rosea Gigasporaceae Glomeromycota [AJ8526071]
Gigaspora rosea Gigasporaceae Glomeromycota [AJ8526061]
Gigaspora rosea Gigasporaceae Glomeromycota [X587261]
Scutellospora aurigloba Gigasporaceae Glomeromycota [AJ2760932]
Scutellospora aurigloba Gigasporaceae Glomeromycota [AJ2760922]
Scutellospora calospora Gigasporaceae Glomeromycota [AJ3064461]
Scutellospora calospora Gigasporaceae Glomeromycota [AJ3064451]
Scutellospora calospora Gigasporaceae Glomeromycota [AJ3064431]
Scutellospora castanea Gigasporaceae Glomeromycota [AF0385901]
Scutellospora cerradensis Gigasporaceae Glomeromycota [AB0413451]
Scutellospora cerradensis Gigasporaceae Glomeromycota [AB0413441]
Scutellospora fulgida Gigasporaceae Glomeromycota [AJ3064351]
Scutellospora gilmorei Gigasporaceae Glomeromycota [AJ2760942]
Scutellospora gregaria Gigasporaceae Glomeromycota [AJ8712751]
Scutellospora gregaria Gigasporaceae Glomeromycota [AJ8712741]
Scutellospora heterogama Gigasporaceae Glomeromycota [AJ3064341]
Scutellospora heterogama Gigasporaceae Glomeromycota [AY6358321]
Scutellospora heterogama Gigasporaceae Glomeromycota [U365931]
Scutellospora heterogama Gigasporaceae Glomeromycota [AJ8526091]
Scutellospora nodosa Gigasporaceae Glomeromycota [AJ3064371]
Scutellospora projecturata Gigasporaceae Glomeromycota [AJ2427291]
Scutellospora reticulata Gigasporaceae Glomeromycota [AJ8712731]
Scutellospora spinosissima Gigasporaceae Glomeromycota [AJ3064361]
Scutellospora weresubiae Gigasporaceae Glomeromycota [AJ3064441]
Glomus caledonium Glomus grupo A Glomeromycota [Y176532]
Glomus caledonium Glomus grupo A Glomeromycota [Y176353]
Glomus clarum Glomus grupo A Glomeromycota [AJ2760842]
Glomus clarum Glomus grupo A Glomeromycota [AJ8525971]
Glomus coremioides Glomus grupo A Glomeromycota [AJ2497151]
Glomus coronatum Glomus grupo A Glomeromycota [AJ2760862]
Glomus fasciculatum Glomus grupo A Glomeromycota [Y176402]
Glomus fragilistratum Glomus grupo A Glomeromycota [AJ2760852]
Glomus geosporum Glomus grupo A Glomeromycota [AJ2456372]
Glomus intraradices Glomus grupo A Glomeromycota [AJ3018591]
43
Tabela 4 ndash Sequecircncias de fungos alvo e natildeo-alvo obtidas do banco de dados do NCBI para o desenho de iniciadores
especiacuteficos para amplificarem o gene rRNA 18S de Glomeromycota
(continuaccedilatildeo)
Organismo Grupo Filo Acesso
Glomus intraradices Glomus grupo A Glomeromycota [AJ8525261]
Glomus intraradices Glomus grupo A Glomeromycota [AY6358311]
Glomus intraradices Glomus grupo A Glomeromycota [DQ3226301]
Glomus intraradices Glomus grupo A Glomeromycota [X587251]
Glomus manihotis Glomus grupo A Glomeromycota [U365901]
Glomus manihotis Glomus grupo A Glomeromycota [Y176483]
Glomus mosseae Glomus grupo A Glomeromycota [AJ3064381]
Glomus mosseae Glomus grupo A Glomeromycota [AY6358331]
Glomus mosseae Glomus grupo A Glomeromycota [U961431]
Glomus mosseae Glomus grupo A Glomeromycota [U961441]
Glomus mosseae Glomus grupo A Glomeromycota [U961451]
Glomus sinuosum Glomus grupo A Glomeromycota [AJ1337061]
Glomus verruculosum Glomus grupo A Glomeromycota [AJ3018581]
Glomus etunicatum Glomus grupo B Glomeromycota [AJ8525981]
Glomus cf etunicatum Glomus grupo B Glomeromycota [Y176442]
Glomus luteum Glomus grupo B Glomeromycota [U365911]
Glomus claroideum Glomus grupo B Glomeromycota [AF1397321]
Glomus viscosum Glomus grupo B Glomeromycota [Y176522]
Glomus etunicatum Glomus grupo B Glomeromycota [Y176392]
Glomus luteum Glomus grupo B Glomeromycota [AJ2760893]
Glomus lamellosum Glomus grupo B Glomeromycota [AJ2760872]
Glomus claroideum Glomus grupo B Glomeromycota [AJ2760802]
Glomus claroideum Glomus grupo B Glomeromycota [AJ2760792]
Glomus claroideum Glomus grupo B Glomeromycota [AJ2760752]
Glomus lamellosum Glomus grupo B Glomeromycota [AJ2760833]
Archaeospora leptoticha Ambisporaceae Glomeromycota [AB0150521]
Archaeospora leptoticha Ambisporaceae Glomeromycota [AB2201721]
Archaeospora leptoticha Ambisporaceae Glomeromycota [AJ0064661]
Archaeospora leptoticha Ambisporaceae Glomeromycota [AJ3018611]
Acaulospora trappei Archaeosporaceae Glomeromycota [AJ0068001]
Acaulospora trappei Archaeosporaceae Glomeromycota [AJ0068011]
Archaeospora trappei Archaeosporaceae Glomeromycota [AM1142741]
Archaeospora trappei Archaeosporaceae Glomeromycota [Y176343]
Diversispora spurca Diversisporaceae Glomeromycota [AJ2760772]
Diversispora spurca Divesisporaceae Glomeromycota [Y176502]
Glomus versiforme Diversisporaceae Glomeromycota [AJ2760883]
Glomus versiforme Diversisporaceae Glomeromycota [X866873]
Glomus fulvum Glomeraceae Glomeromycota [AM4185431]
Pacispora scintillans Pacisporaceae Glomeromycota [AJ6199551]
Pacispora scintillans Pacisporaceae Glomeromycota [AJ6199541]
Pacispora scintillans Pacisporaceae Glomeromycota [AJ6199531]
Glomus occultum Paraglomeraceae Glomeromycota [AJ0067981]
Glomus occultum Paraglomeraceae Glomeromycota [AJ0067991]
Paraglomus brasilianum Paraglomeraceae Glomeromycota [AJ3018621]
Paraglomus occultum Paraglomeraceae Glomeromycota [AJ2760813]
Paraglomus occultum Paraglomeraceae Glomeromycota [AJ2760822]
Paraglomus occultum Paraglomeraceae Glomeromycota [DQ3226291]
Geosiphon pyriformis natildeo-alvo Glomeromycota [AJ2760742]
Geosiphon pyriformis natildeo-alvo Glomeromycota [AM1839231]
Geosiphon pyriformis natildeo-alvo Glomeromycota [X866862]
Geosiphon pyriformis natildeo-alvo Glomeromycota [Y159043]
44
Tabela 4 ndash Sequecircncias de fungos alvo e natildeo-alvo obtidas do banco de dados do NCBI para o desenho de iniciadores
especiacuteficos para amplificarem o gene rRNA 18S de Glomeromycota
(continuaccedilatildeo)
Organismo Grupo Filo Acesso
Geosiphon pyriformis natildeo-alvo Glomeromycota [Y159053]
Buellia dialyta natildeo-alvo Ascomycota [DQ9730091]
Capnodium coffeae natildeo-alvo Ascomycota [DQ2478081]
Capnodium salicinum natildeo-alvo Ascomycota [DQ6779971]
Capronia munkii natildeo-alvo Ascomycota [EF4136031]
Capronia pilosella natildeo-alvo Ascomycota [DQ8231061]
Cladonia caroliniana natildeo-alvo Ascomycota [AY5846641]
Diaporthe eres natildeo-alvo Ascomycota [DQ4710151]
Geoglossum nigritum natildeo-alvo Ascomycota [AY5446941]
Ophioparma lapponica natildeo-alvo Ascomycota [DQ9730051]
Orbilia auricolor natildeo-alvo Ascomycota [DQ4710011]
Orbilia vinosa natildeo-alvo Ascomycota [DQ4710001]
Peziza proteana f sparassoides natildeo-alvo Ascomycota [AY5447031]
Peltula umbilicata natildeo-alvo Ascomycota [DQ7828871]
Peziza vesiculosa natildeo-alvo Ascomycota [DQ4709951]
Taphrina wiesneri natildeo-alvo Ascomycota [AY5482931]
Xylaria acuta natildeo-alvo Ascomycota [AY5447191]
Xylaria hypoxylon natildeo-alvo Ascomycota [AY5446921]
Amanita brunnescens natildeo-alvo Basidiomycota [AY7070961]
Lactarius lignyotus natildeo-alvo Basidiomycota [DQ4576261]
Pleurotus ostreatus natildeo-alvo Basidiomycota [AY6570151]
Puccinia poarum natildeo-alvo Basidiomycota [DQ8310292]
Rhodotorula glutinis natildeo-alvo Basidiomycota [DQ8321941]
Rhodotorula hordea natildeo-alvo Basidiomycota [AY6570131]
Rhodotorula mucilaginosa natildeo-alvo Basidiomycota [DQ8321991]
Sphenospora kevorkianii natildeo-alvo Basidiomycota [DQ3545201]
Tilletiaria anomala natildeo-alvo Basidiomycota [AY8037521]
Trechispora sp natildeo-alvo Basidiomycota [AY8037531]
Tremella aurantia natildeo-alvo Basidiomycota [DQ8360001]
Udeniomyces puniceus natildeo-alvo Basidiomycota [DQ8360061]
Uromyces appendiculatus natildeo-alvo Basidiomycota [DQ3545101]
Ustilago tritici natildeo-alvo Basidiomycota [DQ8468951]
Chytriomyces hyalinus natildeo-alvo Chytridiomycota [DQ5364871]
Cladochytrium replicatum natildeo-alvo Chytridiomycota [AY5466831]
Cyllamyces aberensis natildeo-alvo Chytridiomycota [DQ5364811]
Gaertneriomyces semiglobiferus natildeo-alvo Chytridiomycota [AF1642472]
Olpidium brassicae natildeo-alvo Chytridiomycota [DQ3226241]
Physoderma maculare natildeo-alvo Chytridiomycota [DQ5364891]
Polychytrium aggregatum natildeo-alvo Chytridiomycota [AY6017111]
Rhizidium endosporangiatum natildeo-alvo Chytridiomycota [DQ5364841]
Rhizophlyctis harderi natildeo-alvo Chytridiomycota [AF1642722]
Rhizophlyctis rosea natildeo-alvo Chytridiomycota [AY6358291]
Rhizophydium elyensis natildeo-alvo Chytridiomycota [DQ5364791]
Rozella allomycis natildeo-alvo Chytridiomycota [AY6358381]
Spizellomyces punctatus natildeo-alvo Chytridiomycota [AY5466841]
Basidiobolus ranarum natildeo-alvo Zygomycota [AY6358411]
Coemansia reversa natildeo-alvo Zygomycota [AY5466851]
Cokeromyces recurvatus natildeo-alvo Zygomycota [AY6358431]
Endogone lactiflua natildeo-alvo Zygomycota [DQ5364711]
Endogone pisiformis natildeo-alvo Zygomycota [DQ3226281]
Entomophthora muscae natildeo-alvo Zygomycota [AY6358201]
45
Tabela 4 ndash Sequecircncias de fungos alvo e natildeo-alvo obtidas do banco de dados do NCBI para o desenho de iniciadores
especiacuteficos para amplificarem o gene rRNA 18S de Glomeromycota
(conclusatildeo)
Organismo Grupo Filo Acesso
Mortierella sp natildeo-alvo Zygomycota [AY6358281]
Orphella haysii natildeo-alvo Zygomycota [DQ3226261]
Phycomyces blakesleeanus natildeo-alvo Zygomycota [AY6358371]
Rhizopus stolonifer natildeo-alvo Zygomycota [DQ5364741]
Rhopalomyces elegans natildeo-alvo Zygomycota [AY6358341]
Umbelopsis ramanniana natildeo-alvo Zygomycota [DQ3226271]
Nessa anaacutelise verifica-se que membros das classes Archaeoporales e Paraglomerales
formam clades mais distantes filogeneticamente dos demais Glomeromycota o que estaacute de
acordo com outros estudos filogeneacuteticos com base no gene rRNA 18S desses fungos
(REDECKER MORTON BRUNS 2000) Aleacutem disso com as sequecircncias desse estudo e
utilizando o programa Sequencher 46 foi observado que esses dois grupos basais de FMAs estatildeo
associados com outros fungos em um agrupamento a 90 de similaridade enquanto as
sequecircncias restantes de FMAs formam um agrupamento distinto Haacute formaccedilatildeo de um
agrupamento com todos as sequecircncias de FMAs a 89 de similaridade mas esse tambeacutem inclui
sequecircncias de vaacuterios outros fungos Ainda assim uma sequecircncia consenso formada somente por
Glomeromycota foi obtida apoacutes alinhamento das sequecircncias com o programa Multalin e utilizada
para o desenho de iniciadores No entanto natildeo haacute uma regiatildeo conservada no gene rRNA 18S de
Glomeromycota que exclua outros fungos Portanto a divergecircncia de sequecircncias do gene rRNA
18S dentro do grupo de Glomeromycota impossibilita o desenho de iniciadores especiacuteficos para
amplificar uma regiatildeo do gene rRNA 18S comum a todos os FMAs
Ao contraacuterio do presente trabalho Lee Lee e Young (2008) desenharam os iniciadores
AML1 e AML2 especiacuteficos para todos os fungos de Glomeromycota inclusive os grupos basais
Archaeosporales e Paraglomerales No entanto verifica-se 100 de similaridade quando alinha-
se o iniciador AML1 com sequecircncias de fungos natildeo-alvo do banco Genbank tais como as
sequecircncias do gene rRNA 18S de Taphrina wiesneri (Ascomycota acesso AY5482931)
Amanita brunnescens (Basidiomycota acesso AY7070961) Rhizidium endosporangiatum
(Chytridiomycota acesso DQ5364841) e Endogone pisiformis (Zygomycota acesso
DQ3226281) (dados natildeo mostrados) O AML2 pode ser usado alternativamente como o segundo
iniciador (reverso) na reaccedilatildeo de amplificaccedilatildeo apesar de ele apresentar as 7 primeiras bases na
extremidade 3rsquo similar a alguns fungos natildeo-alvo (dados natildeo mostrados)
46
Figura 5 ndash Relaccedilotildees filogeneacuteticas entre os diferentes fungos micorriacutezicos arbusculares determinadas por neighbor-
joining com base nas sequecircncias dos genes rRNA 18S Essas satildeo sequecircncias representativas dos grupos
utilizados para o desenho de iniciadores Os nuacutemeros sobre os ramos indicam a percentagem de 1000
repeticcedilotildees da anaacutelise de bootstrap A barra representa duas substituiccedilotildees a cada 100 nucleotiacutedeos Os
nomes dos iniciadores desenhados nesse trabalho estatildeo grafados em itaacutelico e negrito abaixo do nome dos
seus grupos ndash Gigasporaceae Acaulosporaceae Glomus grupo A e Glomus grupo B As linhas
transversais tracejadas indicam famiacutelias ou grupos e as linhas cheias indicam os filos
47
O baixo nuacutemero de sequecircncias e espeacutecies de Diversisporaceae e Pacisporaceae
disponiacuteveis nos bancos de dados puacuteblicos eacute insuficiente para o desenho de iniciadores
especiacuteficos por essa razatildeo esses dois grupos de FMAs natildeo foram considerados para o desenho
dos iniciadores grupo-especiacuteficos
Desenho de iniciadores grupo-especiacuteficos Utilizando os programas Beacon Designer
702 Primer3 e a busca manual foram encontradas por volta de 150 sequecircncias de
oligonucleotiacutedeos com potencial para serem usadas como iniciadores Para os ensaios de PCR
sete desses oligonucleotiacutedeos foram selecionados com base na avaliaccedilatildeo de especificidade
utilizando o BLAST e o alinhamento com sequecircncias alvo e natildeo-alvo e segundo as propriedades
dos iniciadores avaliadas no programa Oligo Analyzer O programa Beacon Designer 702 natildeo
possibilitou o desenho de iniciadores especiacuteficos As sequecircncias dos sete iniciadores selecionados
satildeo apresentadas na Tabela 5 juntamente com suas respectivas temperaturas de desnaturaccedilatildeo
(Tm) calculada com o programa Oligo Analyzer e tamanho esperado dos amplicons quando
utilizados com o iniciador nu-SSU-1196 modificado
Nas Figuras 6 a 11 satildeo mostrados os alinhamentos dos iniciadores com as sequecircncias alvo
e diversas sequecircncias natildeo-alvo representadas pelos grupos filogeneacuteticos Glomeromycota
Ascomycota Basidiomycota Chytridiomycota Zygomycota Faneroacutegamas e Homo sapiens
Tabela 5 ndash Iniciadores selecionados e suas respectivas temperaturas de desnaturaccedilatildeo (Tm) e
tamanho de amplicons esperados quando utilizados com o iniciador nu-SSU-1196
modificado
Iniciador Sequecircncia (5 rarr 3) Especificidade Tm (ordmC)
Tamanho
esperado do
amplicon (pb)
ACAU220 GGG GTT TCC CAT TGG TGR ATC AT Acaulosporaceae 646 995
GLOMB652 TAA GGG GTA TGA ACT GGT GTA G Glomus Grupo B 603 565
GLOMB673 GTC AAT TTC TCA CCT TCT GGA G Glomus Grupo B 603 544
GIGA202 AAA CCA ATA RCC TTC GGG TTT C Gigasporaceae 603 987
GIGA615 TAG TTG AAT TTC GGG GTT CTA C Gigasporaceae 584 574
GLOMA189 TTA GAT AAA AAA CCA ATA TCG GG Glomus Grupo A 557 1018
GLOMA690 CGT AAT GCC ATT AAT TTG GTG T Glomus Grupo A 565 517
48
ACAU220 GGGGTTTCCCATTGGTGRATCAT
Acaulospora longula TTTTGGGGTTTCCCATTGGTGGATCATAATAACTTT
Acaulospora scrobiculata GCAAGGGGTTTCCCATTGGTGAATCATAATAACTTT
Acaulospora laevis GCAAGGGGTTTCCCATTGGTGAATCATAATAACTTT
Entrophospora colombiana GCAAGGGGTTTCCCATTGGTGAATCATAATAACTTT
Scutellospora heterogama -CTTCGGGTTTCAC-TTGGTGATTCATGATAACTTT
Pacispora scintilans TTCG-GGGTTTC-CTTTGGTGATTCATGATAACTTT
Glomus intraradices GCAACCGA-TTC-CCTTGGTGATTCATAATAACTTT
Glomus etunicatum GCAACCAACTAAACCTTGGTGATTCATGATAACTTT
Paraglomus brasilianum TATGCCGG--AA-CTGTGGTGAATCATGATAACTTG
Archaeospora leptoticha TTCGGGCGAGTCCC-TTGGTGATTCATGGTAACTTT
Pleurotus ostreatus -CTCGCCGCTCCC--TTGGTGATTCATAATAACTTC
Rhizidium endosporangiatum -GCAACCGGTTCT--TTGGTGATTCATGGTAACTTT
Chytriomyces hyalinus ---AAACGGTTCT--TTGGTGATTCATAGTAACTTT
Capnodium coffeae -CCCTTCGGGGCTCAATGGTGAATCATAATAACTTA
Ustilago tritici -CTCCTCGGAGTT---TGGCGATTCATAATAACTTC
Rhizopus stolonifer TAAAACCTGTTTC--TTGGTGAATCATAATAATTAA
Endogone pisiformis -AACCACTCATC----TGGTGATTCATAATAACTTT
Cladonia caroliniana -CCCTTCGGGGCTCCTTGGTGATTCATAATAACTTC
Zea mays TCTGCCCGCCGAT--CCGATGATTCATGATAACTTG
Glycine max TCTGCCTGTTGCT--TTGATGATTCATGATAACTCG
Figura 6 ndash Local de ancoramento do iniciador ACAU220 (5rsquorarr 3rsquo) nas sequecircncias do gene rRNA 18S de FMAs e
outros organismos O iniciador e o local de iniciaccedilatildeo nas sequecircncias alvo satildeo mostrados em negrito
Similaridades das sequecircncias dos organismos e do iniciador estatildeo marcadas em cinza
GIGA202 AAACCAATARCCTTCGGGTTTC
Scutellospora heterogama AGAT-AAAAACCAATAACCTTCGGGTTTC-AC----TTGGTG
Scutellospora calospora AGAT-GAAAACCAATAGCCTTCGGGTTTCCAC----TTGGTG
Scutellospora projecturata AGAT-AAAAACCAATAACCTTCGGGTTTCCAC----TTGGTG
Gigaspora gigantea AGAT-AAAAACCAATAACCTTCGGGTTTCC-C----TTGGTG
Gigaspora margarita AGAT-AAAAACCAATAACCTTCGGGTTTCC-C----TTGGTG
Gigaspora rosea AGAT-AAAAACCAATAACCTTCGGGTTTCC-C----TTGGTG
Scutellospora gilmorei AGAT-AAAAACCAATAACCTTCGGGTTTC-AC----TTGGTG
Scutellospora fulgida AGAT-AAAAACCAATAACCTTCGGGTTTC-AC----TTGGTG
Scutellospora spinosissima AGAT-AAAAACCAATAACCTTCGGGTTTC-AC----TTGGTG
Scutellospora gregaria AGAT-AAAAACCAATAACCTTCGGGTTTC-AC----TTGGTG
Scutellospora weresubiae AGAT-AAAAACCAATAACCTTCGGGTTTC-AT----ATGGTG
Scutellospora cerradensis AGAT-AAAAACCAATAACCTTCGGGTTTC-AC----TTGGTG
Gigaspora albida AGAT-AAAAACCAATAACCTTCGGGTTTCC-C----TTGGTG
Scutellospora nodosa AGGT-AAAAACCAATAACCTTCGGGTTTCCAG----TTGGTG
Scutellospora castanea AGAT-AAAAACCAATAACCTTCGGGTTTC-AC----TTGGTG
Scutellospora aurigloba AGAT-AAAAACCAATAGCCTTCGGGTTTCAAC----TTGGTG
Pacispora scintillans AGATAAAAAACCAATAGCCCTTCGGGGTT--TCCT-TTGGTG
Glomus intraradices AGATAAAAAACCAATATCGGGCAACCGAT--TCCC-TTGGTG
Acaulospora longula AGATAAAAAACCAATAACTCCTTTTGGGGTTTCCCATTGGTG
Glomus etunicatum AGATAAAAAACCAACAGTTGGGCAACCAACTAAACCTTGGTG
Paraglomus brasilianum AGATAAAAAGCCAACCCGGCTTATGCCGGAACT---GTGGTG
Archaeospora leptoticha AGATACAAAACCAATCTCGTCTTCGGGCGAGTCCC-TTGGTG
Capnodium coffeae AGATAAAAAACCAATGCCCTTCGGGGCTCAA-----T-GGTG
Cladonia caroliniana AGATAAAAAACCAATGCCCTTCGGGGCTCC------TTGGTG
Pleurotus ostreatus AGATAAAAAACCGACGCGGCTCGCCGCTCCC-----TTGGTG
Endogone pisiformis AGATAAAAAACCAACGTGGGCAACCACTCAT-----CTGGTG
Ustilago tritici AGAT-AAAAACC-ATCCTCCTCGGAGT---------TTGGCG
Chytriomyces hyalinus AGATAAAAAACCAACCCGGAAACGGTT-C-T-----TTGGTG
Rhizidium endosporangiatum AGATAAAAAACCAACCCGGGCAACCGGTTCT-----TTGGTG
Rhizopus stolonifer AGAT--AAAACCAACGCGGGGTAAAACCTGTTTC--TTGGTG
Zea mays AGATAAAAGGCTGACGCGGGCTCTGCCCGCCGAT--CCGATG
Glycine max AGATAAAAGGTCAACACAGGCTCTGCCTG-TTGCT-TTGATG
Homo sapiens AGAT-CAAAACCAACCCGGTCAGCCCCTCTCCGGCCCCGGCC
Figura 7 ndash Local de ancoramento do iniciador GIGA202 (5rsquorarr 3rsquo) nas sequecircncias do gene rRNA 18S de FMAs e
outros organismos O iniciador e o local de iniciaccedilatildeo nas sequecircncias alvo satildeo mostrados em negrito
Similaridades das sequecircncias dos organismos e do iniciador estatildeo marcadas em cinza
49
GIGA615 TAGTTGAATTTCGGGGTTCTAC
Scutellospora heterogama GCTCGTAGTTGAATTTCGGGGTTCCACCGTTG
Scutellospora calospora GCTCGTAGTTGAATTTCGGGGTTCTACCGTTG
Scutellospora projecturata GCTCGTAGTTGAATTTCGGGGTTCTACCATTG
Gigaspora gigantea GCTCGTAGTTGAATTTCGGGGTTCTACCGTTG
Gigaspora margarita GCTCGTAGTTGAATTTCGGGGTTCTACCGTTG
Gigaspora rosea GCTCGTAGTTGAATTTCGGGGTTCTACCGTTG
Scutellospora gilmorei GCTCGTAGTTGAATTTCGGGGTTCTACCGTTG
Scutellospora fulgida GCTCGTAGTTGAATTTCGGGGTTCTACCGTTG
Scutellospora spinosissima GCTCGTAGTTGAATTTCGGGGTTCTACCGTTG
Scutellospora gregaria GCTCGTAGTTGAATTTCGGGGTTCTACCGTTG
Scutellospora weresubiae GCTCGTAGTTGAATTTCGGGGTTCTACCGTTG
Scutellospora cerradensis GCTCGTAGTTGAATTTCGGGGTTCTACCGTTG
Gigaspora albida GCTCGTAGTTGAATTTCGGGGTTCTACCGTTG
Scutellospora nodosa GCTCGTAGTTGAATTTCGGAATTTTACCGTTG
Scutellospora castanea GCTCGTAGTTGAATTTCGGGGTTTTACCGTTG
Scutellospora aurigloba GCTCGTAGTTGAATTTCGGGATTCTACCGTCG
Pacispora scintillans GCTCGTAGTTGAATTTCGAAATTTTTTTATCG
Glomus intraradices GCTCGTAGTTGAATTTCGGGGTTAGTAGGTTG
Acaulospora longula GCTCGTAGTTGAATTTCGGGATTTGTCAGTTG
Glomus etunicatum GCTCGTAGTTGAATTTCGGGATTGACACATCG
Paraglomus brasilianum GCTCGTAGTTGAACTTCAGGCCTGGCTGGACG
Archaeospora leptoticha GCTCGTAGTTGAATTTTGGGTCTGGCCGGGCG
Capnodium coffeae GCTCGTAGTTGAACCTTGGGCCTGGCTGGCCG
Cladonia caroliniana GCTCGTAGTTGAAACTTGGGCCTGGCTGACCG
Pleurotus ostreatus GCTCGTAGTTGAACTTCAGACCTGGCTGGGCG
Endogone pisiformis GCTCGTAGTTGAATTTTAGCTCTGGCTGGGCG
Ustilago tritici GCTCGTAGTTGAAGTTTGGTCTCGGACGCTGG
Chytriomyces hyalinus GCTCGTAGTTGAATTTTGGGCCGGGTTTGAAG
Rhizidium endosporangiatum GCTCGTAGTTGAATTTTGGGCTGGGCTGGGCG
Rhizopus stolonifer GTCCGTAGTCAAACTTTAGTCTT--ACTGGCG
Zea mays GCTCGTAGTTGGACCTTGGGCCGGGCCGGGTG
Glycine max GCTCGTAGTTGGACCTTGGGTTGGGTCGATCG
Homo sapiens GCTCGTAGTTGGATCTTGGGAGCGGGCGGGCG
Figura 8 ndash Local de ancoramento do iniciador GIGA615 (5rsquorarr 3rsquo) nas sequecircncias do gene rRNA 18S de FMAs e
outros organismos O iniciador e o local de iniciaccedilatildeo nas sequecircncias alvo satildeo mostrados em negrito
Similaridades das sequecircncias dos organismos e do iniciador estatildeo marcadas em cinza
GLOMB652 TAAGGGGTATGAACTGGTGTAG
Glomus luteum TGCCTTAAGGGGTATGAACTGGTGTAGTCAATTTCTCACCTTCTGGAG-AACG
Glomus lamellosum TGCCTTAAGGGGTATGAACTGNTGTAGTCAATTTCTCACCTTCTGGAG-AACC
Glomus etunicatum TGCCTTAAGGGGTATGAACTGGTGTAGTCAATTTCTCACCTTCTGGAG-AACC
Glomus viscosum TGCCTTAAGGGGTATGAACTGGTGTAGTGAATTTCTCACCTTCTGGAG-AACC
GLOMB673 GTCAATTTCTCACCTTCTGGAG
Pacispora scintilans AATCAACAGG--TTCGTACTGATTTTAAGAATTTCT-ACCTTCTGGAG-AACC
Glomus intraradices ATGCCTCTGG--TATGTACTGGTCTCACTGATTCCT--CCTTCCTTATGAACC
Acaulospora longula GGCTTAACTG--TCCGTATTGACTTGATGGATTCTT-ACCTTC-TGAGTAACC
Scutellospora heterogama GGG-CTATTG--TCTGTACTGGTGTGTGGAATTTCT-ACCTTCTGGGG-AACT
Paraglomus brasilianum GCCTTCCGGG--TGAGTACTGTCTGTGGTCGGGTCCTACCTTCTGGCG-AAGC
Archaeospora leptoticha ACCT-TCTGG--TGAGCACTGTTCCGACGCCGGGCCTATCCTTCTGGTGAGAC
Pleurotus ostreatus_ CG-CTTAACGG-CGTGTACTGT-CT-GGCTGGGCCTTACCTCTTGGTG-AGCC
Rhizidium endosporangiatum CGCCGCAA-GG-TGAGCACTGCT-C-CGGTCTGG-TCTTTCCTTCTGGGGATC
Chytriomyces hyalinus TGCC--AATGG-CATGTACT--T-TCGGCC-TGG-TCTTTCCTTGTGGGGAAC
Endogone pisiformis TGCCTTTACGG-TGGGTACTACT-TTGGCTGGGGTTCACCTTCTGGTG-AGCT
Rhizopus stolonifer GGTCTTCATTGACC-AAGCTCATTGC-TGCCGGAGACTCCATGTTCATTA-GG
Cladonia caroliniana CGCCTCACCGCGT--GCACTGGC-TCGGCCGGGCCTTTCCTTCTGGGG-AACC
Ustilago tritici TGCTTCATTG--CATGTACTTG-GC-GGTCCGAGACTTCCTTCCTGGTGAACG
Capnodium coffeae CGCCTCACCGCGT--GTACTGGT-CCGGCCGGGCCTTTCCTTCTGGGG-AACC
Zea mays CGCCGTACGGG-CA-GAACCGA--CCGGCTCGA---C--CCTTCTGCCGGCGA
Glycine max CGCC-TCCGGTGT--GCACCGGT-CGGCTCGTCCCTTCTGCCGGCGAT-GCGC
Homo sapiens CGCCGCGAGGCGAGCCACCGCCCGT-CCCCGCCCCTTGCCT-CTCGGCGCCCC
Figura 9 ndash Locais de ancoramento dos iniciadores GLOMB652 e GLOMB673 (5rsquorarr 3rsquo) nas sequecircncias do gene
rRNA 18S de FMAs e outros organismos Os iniciadores e os locais de de iniciaccedilatildeo nas sequecircncias alvo
satildeo grafados em negrito Similaridades das sequecircncias dos organismos e do iniciador GLOMB652 estatildeo
marcadas em cinza e marcadas em preto para o iniciador GLOMB673
50
GLOMA189 TTAGATAAAAAACCAATATCGGG
Glomus manihotis TATTTATTAGATAAAAAACCAATATCGGG-AAACCGA
Glomus clarum TATTTATTAGATAAAAAACCAATATCGGG-AAACCGA
Glomus intraradices TATTTATTAGATAAAAAACCAATATCGGG-CAACCGA
Glomus verruculosum TATTTATTAGATAAAAAACCAATATCGGG-CAACCGA
Glomus caledonium TATTTATTAGATAAAAAACCAATATCGGG-CAACCGA
Glomus fragislistratum TATTTATTAGATAAAAAACCAATATCGGG-CAACCGA
Glomus mosseae TATTTATTAGATAAAAAACCAATATCGGG-CAACCGA
Glomus coronatum TATTTATTAGATAAAAAACCAATATCGGG-CAACCGA
Glomus geosporum TATTTATTAGATAAAAAACCAATATCGGG-CAACCGA
Glomus sinuosum TATTTATTAGATAAAAAACCAATATCGGGGCAACCTG
Glomus coremioides TATTTATTAGATAAAAAACCAATATCGGG-CAACCGA
Acaulospora longula TATTTATTAGATAAAAAACCAATAACTCC-TTTTGGG
Glomus etunicatum TATTTATTAGATAAAAAACCAACAGTTGGGCAACCAA
Paraglomus brasilianum TATTTATTAGATAAAAAGCCAACC-C-GG-CTTA-TG
Archaeospora leptoticha TATTTATTAGATACAAAACCAATCTCGT--CTTCGGG
Scutellospora heterogama TATTTATTAGATAAAAA-CCAATAAC----CTTCGGG
Pacispora scintilans TATTTATTAGATAAAAAACCAATA--GCC-CTTCGGG
Pleurotus ostreatus TATTTATTAGATAAAAAACCGACGC--GG-CT-CGCC
Rhizidium endosporangiatum TATTTATTAGATAAAAAACCAACC-CGGG-CAACCGG
Chytriomyces hyalinus TATTTATTAGATAAAAAACCAACC-CGG---AAACGG
Endogone pisiformis TATTTATTAGATAAAAAACCAACGT-GGGC-AACCAC
Zea mays CATTTATTAGATAAAAGGCTGACG-CGGG-CTCTGCC
Glycine max CATTTATTAGATAAAAGGTCAACA-CAGG-CTCTGCC
Rhizopus stolonifer CACTTATTAGATAAAA--CCAACG-CGGG-GTAAAAC
Cladonia caroliniana TATTTATTAGATAAAAAACCAAT---GCC-CTTCGGG
Ustilago tritici TATTTATTAGATAAAAA-CCA-TC-CTC--CTCGGAG
Capnodium coffeae TATTTATTAGATAAAAAACCAAT---GCC-CTTCGGG
Figura 10 ndash Local de ancoramento do iniciador GLOMA189 (5rsquorarr 3rsquo) nas sequecircncias do gene rRNA 18S de FMAs e
outros organismos O iniciador e o local de iniciaccedilatildeo nas sequecircncias alvo satildeo mostrados em negrito
Similaridades das sequecircncias dos organismos e do iniciador estatildeo marcadas em cinza
51
GLOMA690 CGTAATGCCATTAATTTGGTGT
Glomus manihots GAACCGTAATGCCATTAATTTGGTGTTGCGGGG
Glomus clarum (1) GAACCGTAATGCCATTAATTTGGTGTTGCGGGG
Glomus clarum (2) GAACTGTAATGTCATTAATTTGGTGTTGCGGGG
Glomus intraradices GAACCGTAATGCCATTAATTTGGTGTTGCGGGG
Glomus verruculosum AAACCGTAATGCCATTAATTTGGTGTCACGGGG
Glomus caledonium GAACCGTAATGCCATTAATTTGGTGTCACGGGG
Glomus fragilistratum GAACCGTAATGCCATTAATTTGGTGTCACCGGG
Glomus mosseae GAACCGTAATGCCATTAATTTGGTGTTACGGGG
Glomus coronatum GAACCGTAATGCCATTAATTTGGTGTCACGGGG
Glomus geosporum GAACCGTAATGCCATTAATTTGGTGTCACGGGG
Glomus sinuosum GAGCCGTAATGCCATTAATTTGGTGTTGCGGGG
Glomus coremioides GAGCCGTAATGTCATTAATTTGGTGTTGCGGGG
Acaulospora longula TAACCAGCATGCTATTAAGTTAGTGCGTTGGGG
Pacispora scintilans GAACCTTAATGTCATTTATTTGATGTTTTGGGA
Glomus etunicatum GAACCGCGATGCCCTTAATTGGGTGTCACGGGG
Paraglomus brasilianum GAAGCGTCATGGCCTTAACCGGCCGTGGCGGGG
Archaeospora leptoticha GAGACGGCATGCCCTTCGCTGGGTGTGTCGGGG
Scutellospora heterogama GAACTATCATGTTATTAATTTAGCGTGGTAGGA
Pleurotus ostreatus GAGCCGGCGTGCCCTTTATT-GGTGTGCGTTGG
Rhizidium endosporangiatum GATCTAGCGTGCGCTTCACT--GTGTGCGTTAG
Chytriomyces hyalinus GAACACGTGTGCACTTTACTGTGTGTGCGTGGG
Endogone pisiformis GAGCTGGCATGTTCTTAACTGGATGTGTCAGGG
Ustilago tritici -GAACGGCCG--CCTTCG---GGTGGTCC---G
Capnodium coffeae GAACCG-CATGCCCTTCACTGGGCGTGTGTGGG
Cladonia caroliniana -AACCG-CATGGCCTTCATT-GGTCGTGTTGGG
Rhizopus stolonifer GTTCATTAGGGGAAAATCTCTAGGGGTTTTTTT
Zea mays ATGCGCTCCTGGCCTTAACTGGCCGGGTCGTGC
Glycine max ATGCGCTCCTGTCCTTAACTGGCCGGGTCGTGC
Homo sapiens GCCCCCTCGATGCTCTTAGCTGAGTGTCCCGCG
Figura 11 ndash Local de ancoramento do iniciador GLOMA690 (5rsquorarr 3rsquo) nas sequecircncias do gene rRNA 18S de FMAs e
outros organismos O iniciador e o local de iniciaccedilatildeo nas sequecircncias alvo satildeo mostrados em negrito
Similaridades das sequecircncias dos organismos e do iniciador estatildeo marcadas em cinza
Utilizando-se as amostras de DNA de FMAs provenientes de vasos de multiplicaccedilatildeo em
casa-de-vegetaccedilatildeo verificou-se que a temperatura de 61 ordmC foi adequada para o pareamento dos
iniciadores desenhados e para a eficiente amplificaccedilatildeo do gene rRNA 18S (Figura 12) Quando
testados com amostras de DNA de FMAs natildeo-alvo os iniciadores utilizados natildeo permitem a
amplificaccedilatildeo do DNA (Figura 13) O iniciador ACAU469 mostrou-se inespeciacutefico (Figura 13) e
o iniciador GLOMA348 apresentou pouca repetibilidade nas reaccedilotildees de amplificaccedilatildeo Em razatildeo
disso esses dois iniciadores foram excluiacutedos das anaacutelises posteriores Foram feitas tentativas para
a amplificaccedilatildeo por meio de PCR multiplex onde todos os 4 iniciadores foram usados ao mesmo
tempo Entretanto natildeo foi possiacutevel a amplificaccedilatildeo
Nas amostras de raiacutezes de Brachiaria sp e de cana-de-accediluacutecar inoculadas com FMAs em
casa-de-vegetaccedilatildeo os iniciadores tambeacutem amplificaram especificamente o DNA alvo (Figura
12) No entanto em amostras de raiacutezes ambientais do experimento com gramiacuteneas em pradaria
dos EUA foi necessaacuteria a utilizaccedilatildeo de nested PCR para a amplificaccedilatildeo do gene rRNA 18S
usando os iniciadores grupo-especiacuteficos Sugere-se que esse fato seja decorrente da baixa
52
concentraccedilatildeo do DNA alvo em relaccedilatildeo ao DNA total das amostras Com exceccedilatildeo dos iniciadores
para Gigasporaceae todos os outros iniciadores amplificaram DNA de amostras de raiacutezes da
pradaria No entanto a concentraccedilatildeo de amplicons obtida com o iniciador ACAU220 foi baixa e
natildeo foi possiacutevel sua clonagem e sequenciamento Os produtos de PCR usando DNA das amostras
de raiacutezes de pradaria foram clonados e sequenciados para verificar a especificidade dos
iniciadores e determinar a estrutura da comunidade de FMAs Pela anaacutelise de similaridade e
filogeneacutetica os iniciadores GLOMA189 e GLOMA690 amplificaram especificamente o DNA de
Glomus grupo A em raiacutezes de pradaria (Figuras 14 e 15)
Figura 12 ndash Amplificaccedilatildeo por PCR do DNA de raiacutezes de plantas cultivadas em casa-de-vegetaccedilatildeo e inoculadas com
FMAs 1 Brachiaria sp inoculada com Acaulospora scrobiculata (Acaulosporaceae) 2 Brachiaria sp
inoculada com Gigaspora rosea (Gigasporaceae) 3 Brachiaria sp inoculada com Glomus clarum
(Glomus grupo A) 4 Brachiaria sp inoculada com Glomus etunicatum (Glomus grupo B) 5
Brachiaria sp inoculada com G rosea e Scutellospora heterogama 6 cana-de-accediluacutecar inoculada com
mistura de FMAs (G clarum Glomus intraradices G rosea Paraglomus sp Acaulospora sp) 7
cana-de-accediluacutecar natildeo-inoculada 8 Controle negativo da primeira reaccedilatildeo de PCR 9 Controle negativo da
segunda reaccedilatildeo de PCR 10 DNA de Glomus caledonium (Glomus grupo A) de vaso de multiplicaccedilatildeo
11 DNA de Acaulospora longula (Acaulosporaceae) de vaso de multiplicaccedilatildeo 12 DNA de
Scutellospora calospora (Gigasporaceae) de vaso de multiplicaccedilatildeo 13 DNA de Glomus claroideum
(Glomus grupo B) de vaso de multiplicaccedilatildeo M marcador molecular PCR markers (Promega) pb
tamanho em pares de base dos fragmentos do marcador molecular
Iniciador
Iniciador
Iniciador
Amostra
Amostra
1000 750 500 300 150 50
pb
1000 750 500 300 150 50
pb
53
Figura 13 ndash Amplificaccedilatildeo do gene rRNA 18S por PCR em soluccedilotildees contendo mistura de DNA natildeo-alvo para cada
iniciador Canaletas 1 ndash Iniciador ACAU220 e 2 ndash Iniciador ACAU469 especiacuteficos para
Acaulosporaceae em DNA de Glomus claroideum G caledonium Scutellospora calospora Agaricus
sp Saccharomyces sp Canaletas 3 ndash Iniciador GLOMB652 e 4 ndash Iniciador GLOMB673 especiacuteficos
para Glomus grupo B em DNA de Acaulospora longula G caledonium S calospora Agaricus sp
Saccharomyces sp Canaletas 5 ndash Iniciador GLOMA189 6 ndash Iniciador GLOMA348 e 7 ndash Iniciador
GLOMA690 especiacuteficos para Glomus grupo A em DNA de A longula G claroideum S calospora
Agaricus sp Saccharomyces sp Canaletas 8 ndash Iniciador GIGA202 e 9 - Iniciador GIGA615
especiacuteficos para Gigasporaceae em DNA de A longula G claroideum G caledonium Agaricus sp
Saccharomyces sp M ndash Marcador molecular PCR Markers (Promega) pb tamanho em pares de base
dos fragmentos do marcador molecular
pb
1000 750
500
300 150
50
54
Figura 14 ndash Relaccedilotildees filogeneacuteticas entre as sequecircncias do rDNA 18S obtidas de raiacutezes de raiacutezes de pradaria
utilizando o iniciador GLOMA189 e sequecircncias de FMAs determinadas usando neighbor joining
Nuacutemeros sobre os ramos indicam a porcentagem de 1000 repeticcedilotildees da anaacutelise de bootstrap A barra
representa uma substituiccedilatildeo a cada 100 nucleotiacutedeos As sequecircncias de raiacutezes com adubaccedilatildeo
nitrogenada estatildeo grafadas em preto e negrito e das raiacutezes sem adubaccedilatildeo estatildeo grafadas em vermelho e
negrito
55
Figura 15 ndash Relaccedilotildees filogeneacuteticas entre as sequecircncias do rDNA 18S obtidas de raiacutezes de raiacutezes de pradaria
utilizando o iniciador GLOMA690 e sequecircncias de FMAs determinadas usando neighbor joining
Nuacutemeros sobre os ramos indicam a porcentagem de 1000 repeticcedilotildees da anaacutelise de bootstrap A barra
representa uma substituiccedilatildeo a cada 100 nucleotiacutedeos As sequecircncias de raiacutezes com adubaccedilatildeo
nitrogenada estatildeo grafadas em preto e negrito e das raiacutezes sem adubaccedilatildeo estatildeo grafadas em vermelho e
negrito
Dessa forma confirma-se a especificidade dos iniciadores GLOMA189 e GLOMA690
para amplificaccedilatildeo do grupo alvo Glomus grupo A No entanto os iniciadores GLOMB652
GLOMB673 e AM1 apresentaram vieacutes de especificidade amplificando apenas sequecircncias
relacionadas a Ascomycota segundo as anaacutelises por BLAST (dados natildeo mostrados) Esses
resultados corroboram os resultados obtidos por Jumpponen et al (2005) os quais amplificaram
as mesmas amostras de DNA utilizando os iniciadores NS31 e AM1 Nesse primeiro trabalho
verificou-se que todas as sequecircncias obtidas do referido gene eram relacionadas a Glomus grupo
56
A
Portanto na anaacutelise final apoacutes o sequecircnciamento dos amplicons de raiacutezes da pradaria os
iniciadores GLOMA189 e GLOM1690 foram confirmados como especiacuteficos e funcionais em
amostras ambientais Os iniciadores GLOMB652 GLOMB673 GIGA202 e GIGA615 foram
funcionais com amostras de raiacutezes inoculadas com um uacutenico FMA em condiccedilotildees de casa-de-
vegetaccedilatildeo mas em amostras ambientais os iniciadores GLOMB652 e GLOMB673 foram
inespeciacuteficos e os iniciadores GIGA202 e GIGA615 natildeo amplificaram o DNA Como natildeo foi
possiacutevel a clonagem e sequenciamento do fragmento amplificado com o iniciador ACAU220 natildeo
se pode afirmar se esse iniciador eacute funcional ou natildeo
233 Estrutura da comunidade de FMAs em raiacutezes e solo rizosfeacuterico de cana-de-accediluacutecar sob
diferentes manejos de colheita
2331 Atributos quiacutemicos do solo
Dos atributos quiacutemicos do solo avaliados os valores de pH foram os que apresentaram
diferenccedilas significativas entre os manejos de colheita avaliados enquanto a soma de bases (SB) e
saturaccedilatildeo por Mg foram afetados pela interaccedilatildeo dos fatores manejo e variedade de cana-de-accediluacutecar
(Tabela 6) O solo sob o manejo SEM QUEIMA apresentou valor de pH ligeiramente maior (59
versus 58) (Tabela 7) Com relaccedilatildeo agrave SB o solo sob a variedade RB72454 SEM QUEIMA e sob
a variedade SP801842 COM QUEIMA apresentaram valores 113 e 111 vezes maiores
respectivamente em relaccedilatildeo ao solo sob RB72454 COM QUEIMA (Tabela 8) O solo sob a
variedade SP801842 SEM QUEIMA apresentou valor de Mg 113 vezes maior em relaccedilatildeo ao
solo sob SP813250 SEM QUEIMA
Apesar de maior aporte de material vegetal ao solo os teores de carbono orgacircnico no solo
natildeo diferiram entre os tratamentos sob os dois manejos de colheita Tal resultado pode ser devido
ao pouco tempo decorrido apoacutes a colheita sendo que a palhada ainda estava sobre o solo na
eacutepoca de amostragem Provavelmente parte do carbono natildeo foi incorporado agrave mateacuteria orgacircnica
do solo mesmo 84 dias apoacutes a colheita Nenhuma das 36 amostras apresentou Al trocaacutevel Isso se
deve ao fato de o pH estar proacuteximo de 60 onde todo o Al se precipita e tambeacutem aos altos teores
das bases Ca Mg e K sendo que a saturaccedilatildeo da CTC por esses elementos variou de 68 a 72
57
Tabela 6 - Teste de F na anaacutelise da variacircncia dos atributos quiacutemicos do solo para os
fatores Manejo Variedade e Interaccedilatildeo Manejo x Variedade
Variaacuteveis Manejo Variedade ManejoVariedade
Solo
pH ns ns
H+Al (mmolckg-1
) ns ns ns
Ca (mmolckg-1
) ns ns ns
Mg (mmolckg-1
) ns ns ns
K (mmolckg-1
) ns ns ns
P (mgkg-1
) ns ns ns
C orgacircnico (gkg-1
) ns ns ns
CTC (mmolckg-1
) ns ns ns
Soma de Bases ns ns
Saturaccedilatildeo por bases (V) ns ns ns
Saturaccedilatildeo por Ca () ns ns ns
Saturaccedilatildeo por Mg () ns ns
Saturaccedilatildeo por K () ns ns ns
Saturaccedilatildeo por Na () ns ns ns
ns ndash natildeo significativo - p lt 005 - p lt 001
Tabela 7 - Valores meacutedios das variaacuteveis analisadas sob os manejos SEM
QUEIMA (SQ) e COM QUEIMA (CQ) preacutevia agrave colheita
Variaacuteveis SQ CQ
Solo
pH 59 plusmn 022 A 58 plusmn 021 B
H+Al (mmolckg-1
) 122 plusmn 10 A 128 plusmn 100 A
Ca (mmolckg-1
) 185 plusmn 18 A 183 plusmn 297 A
Mg (mmolckg-1
) 76 plusmn 086 A 75 plusmn 092 A
K (mmolckg-1
) 41 plusmn 086 A 38 plusmn 075 A
P (mgkg-1
) 121 plusmn 456 A 137 plusmn 409 A
C orgacircnico (gkg-1
) 86 plusmn 199 A 91 plusmn 116 A
SB (mmolckg-1
) 302 plusmn 253 A 297 plusmn 389 A
CTC (mmolckg-1
) 424 plusmn 255 A 425 plusmn 388 A
Saturaccedilatildeo por bases (V) 710 plusmn 276 A 694 plusmn 328 A
Saturaccedilatildeo por Ca () 436 plusmn 187 A 428 plusmn 183 A
Saturaccedilatildeo por Mg () 178 plusmn 239 A 176 plusmn 355 A
Saturaccedilatildeo por K () 96 plusmn 158 A 90 plusmn 116 A
Os valores correspondem agrave Meacutedia plusmn Desvio Padratildeo (seis repeticcedilotildees)
Letras iguais dentro da linha natildeo diferem significativamente pelo teste de Tukey-Krumer (Ple005)
SB - Soma das bases Ca+ Mg
+ e K
+
58
Tabela 8 - Valores meacutedios dos atributos quiacutemicos do solo na interaccedilatildeo dos fatores Manejo de Colheita e Variedade
Atributo SQ CQ
SP813250 SP801842 RB72454 SP813258 SP801842 RB72454
pH 59 plusmn 0 23 a 60 plusmn 017 a 60 plusmn 025 a 58 plusmn 015 a 57 plusmn 023 a 58 plusmn 026 a
H+Al (mmolckg-1
) 128 plusmn 117 a 117plusmn 082 a 122 plusmn 075 a 125 plusmn 055 a 130 plusmn 126 a 128 plusmn 117 a
Ca (mmolckg-1
) 182 plusmn 098 a 180plusmn 110 a 193 plusmn 273 a 183 plusmn 314 a 197 plusmn 207 a 168 plusmn 331 a
Mg (mmolckg-1
) 70 plusmn 063 a 78plusmn 041 a 78 plusmn 117 a 77 plusmn 082 a 75 plusmn 055 a 73 plusmn 137 a
K (mmolckg-1
) 40 plusmn 090 a 37plusmn 072 a 45 plusmn 088 a 38 plusmn 084 a 38 plusmn 085 a 38 plusmn 068 a
P (mgkg-1
) 112 plusmn 098 a 117plusmn 668 a 133 plusmn 468 a 133 plusmn 361 a 132 plusmn 376 a 145 plusmn 532 a
C orgacircnico (gkg-1
) 91 plusmn 060 a 74plusmn 240 a 94 plusmn 212 a 83 plusmn 070 a 99 plusmn 100 a 89 plusmn 120 a
SB (mmolckg-1
) 292 plusmn 147ab 297plusmn 121ab 317 plusmn 372 a 300 plusmn 415ab 312 plusmn 232 a 280 plusmn 477 b
CTC (mmolckg-1
) 420 plusmn 141 a 413plusmn 163 a 438 plusmn 366 a 425 plusmn 414 a 442 plusmn 232 a 408 plusmn 471 a
Saturaccedilatildeo por bases (V) 694 plusmn 326 a 715plusmn 127 a 722 plusmn 291 a 700 plusmn 320 a 701 plusmn 323 a 681 plusmn 360 a
Saturaccedilatildeo por Ca () 433 plusmn 185 a 435 plusmn 179 a 440 plusmn 202 a 429 plusmn 183 a 445 plusmn 199 a 410 plusmn 195 a
Saturaccedilatildeo por Mg () 167 plusmn 237 b 189 plusmn 172 a 178 plusmn 325ab 180 plusmn 308ab 170 plusmn 353ab 179 plusmn 368ab
Saturaccedilatildeo por K () 94 plusmn 161 a 89 plusmn 101 a 104 plusmn 131 a 91 plusmn 063 a 87 plusmn 103 a 93 plusmn 153 a
Os valores correspondem agrave Meacutedia plusmn Desvio Padratildeo (seis repeticcedilotildees)
Letras iguais dentro da linha natildeo diferem significativamente pelo teste de Tukey-Krumer (Ple005)
SB - Soma das bases Ca+ Mg
+ e K
+
59
A palhada deixada sobre o solo em manejo de colheita de cana-de-accediluacutecar sem queima
preacutevia pode influenciar os atributos fiacutesicos quiacutemicos e bioloacutegicos do solo No entanto os
trabalhos sobre alteraccedilatildeo dos atributos quiacutemicos em funccedilatildeo apenas da palhada aplicada no solo
satildeo escarccedilos na literatura Por isso essa aacuterea de pesquisa carece de estudos mais aprofundados
para se conhecer os esfeitos da aplicaccedilatildeo de palhada sobre os processos bioquiacutemicos e fiacutesicos no
solo
2332 Produtividade da cana-de-accediluacutecar
O uso ou natildeo da praacutetica da queima previamente agrave colheita da cana-de-accediluacutecar pode mudar
o equiliacutebrio do agrossistema por afetar entre outras coisas a estrutura da comunidade
microbiana afetando alguns processos bioquiacutemicos importantes O depoacutesito de palha sobre o solo
pode tambeacutem interferir na produtividade da cana-de-accediluacutecar (RESENDE et al 2006) No entanto
no presente estudo a produtividade da cana-de-accediluacutecar natildeo diferiu entre os dois manejos de
colheita entre as variedades ou entre as interaccedilotildees dos fatores manejo e variedade (pgt005) No
primeiro corte a cana-de-accediluacutecar colhida com manejo SEM QUEIMA apresentou uma
produtividade de 1274 Mgha-1
enquanto que a colhida COM QUEIMA preacutevia apresentou uma
produtividade de 1386 Mgha-1
(Tabela 9)
Tabela 9 - Produtividade em Mgha-1
das trecircs variedades de cana-de-accediluacutecar sob
os dois manejos de colheita
Variedade Manejo
Meacutedia SEM QUEIMA COM QUEIMA
SP813250 1350 73 1341 142 1346 101
SP801842 1226 95 1435 141 1330 157
RB72454 1247 17 1384 138 1315 115
Meacutedia 1274 83 1386 128 1330 120
Os dados representam meacutedia de trecircs repeticcedilotildees desvio padratildeo da meacutedia
Apesar de maior aporte de material orgacircnico na forma de palhada o qual pode variar de 7
a 15 Mgha-1
ano-1
na colheita mecanizada (CAMPOS 2003) isso natildeo foi suficiente para causar
60
mudanccedilas no sistema de modo a aumentar a produccedilatildeo pelo menos no periacuteodo avaliado Tal
resultado pode ser devido ao pouco tempo com manejo SEM QUEIMA tendo havido apenas
uma colheita apoacutes implantaccedilatildeo do experimento e desse modo havendo pouca influecircncia da
palhada que foi depositada sobre o solo Isso eacute demonstrado pela ausecircncia de diferenccedila no teor de
carbono orgacircnico do solo entre o cultivo COM QUEIMA e o SEM QUEIMA preacutevia da cana-de-
accediluacutecar (Tabela7) Aleacutem do teor de carbono a maioria dos atributos quiacutemicos tambeacutem natildeo
respondeu com os tratamentos de manejo de colheita Mudanccedilas de produtividade tambeacutem natildeo
foram encontradas no primeiro corte da cana-de-accediluacutecar em um ensaio de longa duraccedilatildeo em que
Resende et al (2006) mostram que aumentos na produtividade de cana-de-accediluacutecar COM
QUEIMA em relaccedilatildeo agrave SEM QUEIMA apareceram somente na terceira colheita de um ciclo de
produccedilatildeo de sete cortes e a partir da segunda colheita no segundo ciclo de seis cortes Segundo os
autores as diferenccedilas de produtividade dos dois manejos foram mais fortes no segundo ciclo
indicando que essas diferenccedilas devem-se ao efeito cumulativo do aporte de material orgacircnico no
solo ao longo dos anos a partir do primeiro ciclo
2333 Fungos micorriacutezicos arbusculares no solo
O nuacutemero de esporos no solo rizosfeacuterico nos diferentes tratamentos eacute apresentado na
Figura 16 Natildeo houve diferenccedilas significativas (Tukey p gt 005) na densidade de esporos entre
os dois manejos de colheita entre as variedades de cana-de-accediluacutecar ou na interaccedilatildeo dos fatores
manejo e variedade O nuacutemero meacutedio de esporos por 50 g de solo variou de 23 no tratamento da
variedade RB72454 COM QUEIMA a 34 no tratamento da variedade SP813250 SEM QUEIMA
O nuacutemero meacutedio de esporos estaacute dentro da ampla faixa (19 a 815 esporos50ml-1
) encontrada
por Reis Paula e Doumlbereiner (1999) em um estudo sobre comunidades de FMAs na forma de
esporos no solo sob diversas lavouras de cana-de-accediluacutecar
61
Figura 16 ndash Nuacutemero de esporos de FMAs no solo sob as variedades SP813250 SP801842 e RB72454 de cana-de-
accediluacutecar sob manejo SEM QUEIMA (barras cinzas) e COM QUEIMA (barras pretas) Tratamentos com
mesma letra natildeo diferiram pelo teste de Tukey (p gt 005)
No presente trabalho foram observados 33 morfotipos de FMAs no solo rizosfeacuterico de
cana-de-accediluacutecar sendo 26 no manejo SEM QUEIMA e 24 no manejo COM QUEIMA Destes 18
morfotipos satildeo comuns aos dois tratamentos Dentre os esporos foram recuperadas espeacutecies dos
gecircneros Acaulospora Archaeospora Gigaspora Glomus (inclusive Glomus grupo A ndash Glomus
mosseae e Glomus clarum e Glomus grupo B ndash Glomus lamellosum) Paraglomus e
Scutellospora (Figura 17) Dentre o gecircnero Archaeospora houve apenas esporos de A Trappei
em uma amostra de solo sob a variedade RB72454 no tratamento SEM QUEIMA O tratamento
com a variedade SP813250 SEM QUEIMA foi o uacutenico a natildeo apresentar espeacutecies do gecircnero
Paraglomus Alguns dos esporos satildeo mostrados na Figura 18 Do filo Glomeromycota natildeo foram
encontrados esporos dos gecircneros Ambispora Diversispora Entrophospora Intraspora
Kuklospora e Pacispora
O nuacutemero de 33 espeacutecies encontradas sob cana-de-accediluacutecar estaacute dentro da faixa encontrada
em ecossistemas naturais ou manejados de acordo com os trabalhos levantados por Douds e
Millner (1999) Poreacutem a maior abrangecircncia de espeacutecies vegetais pode resultar em maior nuacutemero
de espeacutecies de FMAs no solo Blaszkowski (1994) recuperou 34 espeacutecies de FMAs em
ecossistema com 20 espeacutecies de plantas hospedeiras Andreola (1982) por outro lado recuperou
7 espeacutecies de FMAs em canaviais no municiacutepio de Araras SP Em outro estudo Reis Paula e
Doumlbereiner (1999) encontraram 18 espeacutecie em 35 amostras coletadas sob 14 variedades de cana-
Esp
oro
s p
or
50
g d
e so
lo
Variedade
Manejo
62
de-accediluacutecar em trecircs diferentes localidades Andreola (1982) recuperou 7 espeacutecies em cana-de-
accediluacutecar de um ensaio com tratamentos de aplicaccedilatildeo de vinhaccedila e adubaccedilatildeo nitrogenada e
fosfatada Portanto as espeacutecies recuperadas no presente trabalho podem indicar uma alta riqueza
de espeacutecies de FMAs no solo sob cana-de-accediluacutecar do experimento avaliado
Figura 17 ndash Nuacutemero de morfotipos de FMAs por gecircnero recuperados de solo sob trecircs variedades de cana-de-accediluacutecar
(SP813250 SP801842 e RB72454) com manejo SEM QUEIMA e COM QUEIMA preacutevia
As espeacutecies de FMAs identificadas na forma de esporos e a frequecircncia relativa de
ocorrecircncia nas amostras de solo satildeo mostradas na Tabela 10 As espeacutecies exclusivas do manejo
SEM QUEIMA satildeo Acaulospora sp 3 Acaulospora sp 6 Glomus clarum Glomus lamellosum
Glomus mosseae Glomus sp 10 Scutellospora sp e S verrucosa Jaacute as espeacutecies que ocorrem
apenas no manejo COM QUEIMA satildeo Acaulospora sp 2 Acaulospora sp 5 Acaulospora sp 7
Glomus coremioides Glomus sp 8 Glomus sp 9 e Paraglomus occultum As espeacutecies com
maior meacutedia de frequecircncia (gt 50 ) nas amostras de solo sob a cana-de-accediluacutecar em ordem
decrescente satildeo S pellucida A morrowiae Glomus sp 1 A scrobiculata G macrocarpum e
Glomus sp 6 Pode-se notar que as espeacutecies com frequecircncias maiores do que 50 nas amostras
de cana-de-accediluacutecar tambeacutem apresentam as maiores meacutedias de densidades de esporos (Tabela 11)
Satildeo elas em ordem decrescente Glomus sp 6 Glomus macrocarpum Glomus sp1 S pellucida
A scrobiculata e A morrowiae Essas 6 espeacutecies dominam a comunidade pois representam 79
Variedade
Nuacutemero de morfotipos
63
dos esporos recuperados do solo sob cana-de-accediluacutecar Assim essas espeacutecies mais abundantes e
frequentes nas amostas indicam que haacute a dominacircncia de poucas espeacutecies na comunidade de
esporos de FMAs no solo
No levantamento de Reis Paula e Doumlbereiner (1999) foram encontradas espeacutecies dos
gecircneros Acaulospora Entrophospora Gigaspora Glomus Paraglomus e Scutellospora sendo
que as espeacutecies predominantes nas trecircs localidades estudadas foram Acaulospora sp 1
(denominaccedilatildeo dos autores) S heterogama Glomus etunicatum Paraglomus occultum e
Gigaspora margarita Provavelmente os diferentes histoacutericos e caracteriacutesticas das aacutereas onde as
35 amostras foram coletadas por Reis Paula e Doumlbereiner (1999) influenciaram na estrutura da
comunidade de FMAs na forma de esporos a qual diferiu daquela reportada no presente trabalho
Eacute provaacutevel que a cana-de-accediluacutecar natildeo promova a seleccedilatildeo de espeacutecies de FMAs no solo jaacute que as
estruturas de comunidades de FMAs nos diferentes solos sob cana-de-accediluacutecar natildeo estatildeo
relacionadas No entanto tanto no presente estudo como no de Reis Paula e Doumlbereiner (1999) e
de Andreola (1982) haacute o predomiacutenio de espeacutecies do gecircnero Glomus dentre os gecircneros de FMAs
econtrados nas amostras
64
Tabela 10 ndash Frequecircncia de ocorrecircncia () de espeacutecies de FMAs em amostras de solo coletadas sob trecircs variedades de
cana-de-accediluacutecar (SP813250 SP801842 e RB72454) com manejo SEM QUEIMA (SQ) e COM QUEIMA
preacutevia (CQ)
SQ CQ
Espeacutecies SP813250 SP801842 RB72454 SP813258 SP801842 RB72454 Meacutedia1
Acaulpospora mellea 25 66 25 40 - 25 302
Acaulospora morrowiae 25 66 50 100 66 100 678
Acaulospora scrobiculata 75 33 50 80 33 75 577
Acaulospora sp 1 25 33 - - 33 25 193
Acaulospora sp 2 - - - - 33 - 55
Acaulospora sp 3 - - 25 - - - 42
Acaulospora sp 4 - 33 25 20 - - 130
Acaulospora sp 5 - - - - 33 - 55
Acaulospora sp 6 - - 25 - - - 42
Acaulospora sp 7 - - - - - 25 42
Archaeospora trappei - - 25 - - - 42
Gigaspora sp 25 33 25 60 33 25 335
Glomus clarum 25 - - - - - 42
Glomus coremioides - - - 20 - - 33
Glomus lamellosum - - 25 - - - 42
Glomus macrocarpum 50 33 50 60 66 75 557
Glomus mosseae - 33 - - - - 55
Glomus sinuosum 25 - - 40 - 25 150
Glomus sp 1 50 100 50 80 66 50 660
Glomus sp 2 - 33 - 40 33 - 177
Glomus sp 3 50 33 - 20 - - 172
Glomus sp 4 50 33 25 20 33 25 310
Glomus sp 5 25 33 25 - 33 - 193
Glomus sp 6 50 66 50 80 33 50 548
Glomus sp 7 - - 50 20 - - 117
Glomus sp 8 - - - - 33 - 55
Glomus sp 9 - - - 20 - - 33
Glomus sp 10 25 - - - - - 42
Paraglomus laccatum - 33 25 - 33 50 235
Paraglomus occultum - - - 20 - - 33
Scutellospora pellucida 75 100 25 100 66 50 693
Scutellospora sp - 33 - - - - 55
Scutellospora verrucosa 25 - - - - - 42
Meacutedia1
1894 2406 1742 2485 1900 1818
1 ndash Meacutedia das frequecircncias de ocorrecircncia de espeacutecies de FMAs
65
Tabela 11 ndash Nuacutemero de esporos de FMAs em solo sob as variedades SP813250 SP801842 e RB72454 com manejo
SEM QUEIMA (SQ) e COM QUEIMA preacutevia (CQ)
SQ CQ
Espeacutecies SP813250 SP801842 RB72454 SP813258 SP801842 RB72454 Meacutedia
Acaulpospora mellea 050 133 050 040 - 475 125
Acaulospora morrowiae 050 233 150 280 367 175 209
Acaulospora scrobiculata 825 133 150 500 067 075 292
Acaulospora sp 1 050 033 - - 167 025 046
Acaulospora sp 2 - - - - 067 - 011
Acaulospora sp 3 - - 050 - - - 008
Acaulospora sp 4 - 067 050 040 - - 026
Acaulospora sp 5 - - - - 033 - 006
Acaulospora sp 6 - - 025 - - - 004
Acaulospora sp 7 - - - - - 025 004
Archaeospora trappei - - 050 - - - 008
Gigaspora sp 025 033 025 060 067 025 039
Glomus clarum 025 - - - - - 004
Glomus coremioides - - - 040 - - 009
Glomus lamellosum - - 025 - - - 004
Glomus macrocarpum 325 067 975 320 767 225 446
Glomus mosseae - 033 - - - - 006
Glomus sinuosum 025 - - 040 - 025 017
Glomus sp 1 275 900 100 840 267 200 430
Glomus sp 2 - 100 - 040 067 - 034
Glomus sp 3 125 033 - 020 - - 030
Glomus sp 4 075 100 100 040 100 025 073
Glomus sp 5 125 133 025 - 067 - 058
Glomus sp 6 925 400 275 360 400 500 477
Glomus sp 7 - - 200 060 - - 043
Glomus sp 8 - - - - 100 - 017
Glomus sp 9 - - - 020 - - 003
Glomus sp 10 025 - - - - - 004
Paraglomus laccatum - 033 050 - 067 050 033
Paraglomus occultum - - - 020 - - 003
Scutellospora pellucida 500 400 050 380 433 475 373
Scutellospora sp - 033 - - - - 006
Scutellospora verrucosa 025 - - - - - 004
Dados representam as meacutedias (seis repeticcedilotildees) do nuacutemero de esporos por 50 g de solo
- Meacutedia do nuacutemero de esporocarpos por 50 g de solo
66
Figura 18 ndash Esporos de FMAs coletados sob cana-de-accediluacutecar (A) Acaulospora scrobiculata (B) Glomus
macrocarpum (C) Scutellospora pellucida (D) Glomus sp 6 (E) Acaulospora morrowiae
A riqueza observada as estimativas de riqueza de espeacutecies determinadas pelos meacutetodos
de ACE (CHAO LEE 1992) e CHAO-1 (CHAO 1984) e os iacutendices de diversidade natildeo
diferiram entre os manejos de colheita entre as variedades de cana-de-accediluacutecar ou na interaccedilatildeo dos
fatores manejo e variedade (Tabela 12) O nuacutemero de espeacutecies dentro de cada tratamento da
interaccedilatildeo manejo e variedade variou de aproximadamente 6 a 8 e a estimativa meacutedia de espeacutecies
por tratamento foi de aproximadamente 12 (ACE) e 10 (CHAO-1) Considerando-se todas as
amostras a cobertura de amostragem foi de aproximadamente 98
Pela anaacutelise de RDA as variaacuteveis CO P H+Al Bases CTC e Mg foram escolhidas
com o uso do Forward Selection do programa ldquoCanoco fo Windows 45rdquo (Figura 19) Essas
variaacuteveis explicam significativamente e se relacionam agrave variabilidade dos dados pelos teste de
permutaccedilatildeo de Monte-Carlo As relaccedilotildees satildeo significativas entre as espeacutecies de FMAs e as
variaacuteveis quiacutemicas do solo no primeiro eixo canocircnico (p = 0038) e em todos os eixos canocircnicos
(p = 0034) Os dois primeiros eixos explicam 169 da variabilidade dos dados sendo 101
no primeiro eixo e 68 no segundo As variaacuteveis quiacutemicas do solo explicam 42 da
variabilidade sendo que 259 desse valor eacute explicado nos dois primeiros eixos Outros autores
encontraram valores de correlaccedilotildees significativos abaixo de 060 entre variaacuteveis do solo e as
C B
A
D
E
67
espeacutecies de FMAs na forma de esporos (CUENCA MENESES 1996 CARRENHO et al
2001) sugerindo que os atributos do solo afetam a distribuiccedilatildeo de espeacutecies de FMAs na forma de
esporos no solo poreacutem em menor magnitude do que outros fatores desconhecidos
A RDA natildeo indicou separaccedilatildeo das amostras de acordo com o manejo de colheita ou com
variedades de cana-de-accediluacutecar Pelas variaacuteveis do solo verifica-se que a maioria das espeacutecies
estatildeo relacionadas positivamente com o teor de carbono orgacircnico (CO) ou com a saturaccedilatildeo da
CTC por bases As espeacutecies relacionadas positivamente com a saturaccedilatildeo por bases tecircm relaccedilatildeo
negativa com o teor de H+Al o que eacute coerente uma vez que quanto maior o teor de bases na
CTC menor a quantidade de H e Al trocaacuteveis A relaccedilatildeo positiva de apenas algumas espeacutecies de
FMAs com o teor de P eacute devido provavelmente pelo fato de que altas concentraccedilotildees desse
elemento inibem a colonizaccedilatildeo micorriacutezica e posteriormente diminuiriam a esporulaccedilatildeo das
outras espeacutecies natildeo relacionadas positivamente com o teor de P Dentre as espeacutecies mais
abundantes e frequentes (Tabelas 10 e 11) Glomus sp 6 Glomus sp 1 e S pellucida satildeo
relacionadas positivamente agrave saturaccedilatildeo de bases G macrocarpum e A morrowiae estatildeo
relacionadas positivamente com o teor de P mas negativamente com a saturaccedilatildeo de bases e teor
de CO e A scrobiculata estaacute relacionada positivamente com o teor de CO Assim a RDA mostra
que haacute relaccedilatildeo da variabilidade das espeacutecies com as variaacuteveis do solo mas natildeo permite a
separaccedilatildeo de amostras de acordo com os tratamentos
68
Tabela 12 ndash Meacutedia da riqueza observada estimativas de nuacutemero de espeacutecies iacutendices de diversidade e cobertura de amostragem
da comunidade de FMAs calculadas a partir dos esporos coletados e identificados sob as variedades SP813250
SP801842 e RB72454 com manejo SEM QUEIMA e COM QUEIMA preacutevia
Iacutendices de diversidade Estimativa de riquezas de UTOs
Comunidade SFMAsa
Shannonb 1D
bc Equitabilidade
d ACE-1
Chao1
ECA
e
SEM QUEIMA
SP813250 625 138 348 080 1108 945 088
SP801842 800 171 452 082 1407 115 088
RB72454 575 139 373 081 653 61 093
COM QUEIMA
SP813258 820 176 494 085 1232 1166 090
SP801842 667 157 445 087 707 69 098
RB72454 600 136 320 081 1893 1225 061
Todos os
tratamentosf 33 248 878 071 562 481 0983
Os valores correspondem agrave Meacutedia plusmn Desvio Padratildeo (seis repeticcedilotildees) a ndash Riqueza de espeacutecies de FMAs na forma de esporos
b ndash Estimador de maacutexima semelhanccedila
c ndash Reciacuteproco do iacutendice de Simpson
d ndash Equitabilidade de
Pielou e -
Estimativa de Cobertura da Amostragem
f ndash Dados representam os valores obtidos de todas as amostras
69
Figura 19 ndash Triplot de espeacutecies de FMAs amostras e variaacuteveis do solo sob cana-de-accediluacutecar da Anaacutelise de
Redundacircncia (RDA) Realizou-se a anaacutelise com Forward Selection selecionando teor de C orgacircnico
no solo (CO) H+Al saturaccedilatildeo de bases P CTC e toer de Mg em amostras sob cana-de-accediluacutecar com
colheita SEM QUEIMA e COM QUEIMA preacutevia (P = 0038 para o primeiro eixo canocircnico P = 0034
para a soma dos eixos segundo o teste de Monte Carlo)
Ao contraacuterio do que foi observado neste trabalho Reis Paula e Doumlbereiner (1999)
verificaram que a aacuterea com manejo SEM QUEIMA da cana-de-accediluacutecar apresentou maior riqueza
de espeacutecies de FMAs no solo No entanto esses autores compararam lavouras SEM QUEIMA e
COM QUEIMA com diferentes histoacutericos o que dificulta a comparaccedilatildeo direta das amostras
Por fim esse eacute um dos primeiros levantamentos de FMAs em solo sob cana-de-accediluacutecar a
campo no Brasil e os dados aqui apresentados serviratildeo como base de comparaccedilatildeo para futuros
estudos sobre a contribuiccedilatildeo das MAs para a cultura Os indicadores de diversidade de FMAs na
forma de esporos densidade de esporos riqueza diversidade e estimativa de nuacutemero de espeacutecies
natildeo apresentam diferenccedilas entre os manejos de colheita entre as variedades ou na interaccedilatildeo dos
fatores manejo e variedade A RDA utilizada para a ordenaccedilatildeo dos dados foi significativa
70
poreacutem natildeo permitiu qualquer discriminaccedilatildeo com base nos tratamentos O pouco tempo decorrido
desde a implantaccedilatildeo da cultura ateacute a avaliaccedilatildeo das amostras de solo (20 meses) pode ter
contribuiacutedo para que essas diferenccedilas na comunidade de FMAs na forma de esporos entre os
tratamentos natildeo fosse observada Como alguns esporos podem ficar em estado de dormecircncia
(TOMMERUP 1983 GEMMA KOSKE 1988) parte das espeacutecies de FMAs na forma de
esporos presentes nas amostras pode ser reflexo dos cultivos anteriores agrave instalaccedilatildeo do
experimento Assim novas amostragens devem ser feitas apoacutes ter passado um periacuteodo de tempo
maior desde a implantaccedilatildeo do experimento pois eacute possiacutevel que efeitos significativos da alteraccedilatildeo
do manejo possam ser observados somente a longo prazo
2334 Colonizaccedilatildeo micorriacutezica intrarradicular
Todas as amostras de raiacutezes de cana-de-accediluacutecar analisadas apresentaram colonizaccedilatildeo
micorriacutezica arbuscular Foi possiacutevel visualizar e identificar vaacuterias estruturas de FMAs incluindo
hifa extrarradicular apressoacuterio nas ceacutelulas da epiderme hifas intercelulares e intracelulares
arbuacutesculos e hifas intracelulares enoveladas (pelototildees) (Figura 20) A presenccedila de arbuacutesculos
tiacutepicos e de pelototildees foram observados simultaneamente na mesma amostra tanto em raiacutezes sob
manejo SEM QUEIMA como COM QUEIMA
A taxa de colonizaccedilatildeo variou de 30 a 52 e natildeo foi significativamente diferente entre
as variedades mas variou significativamente (p lt 005) entre os manejos SEM QUEIMA e COM
QUEIMA preacutevia agrave colheita (Tabela 13) As raiacutezes de plantas sob manejo SEM QUEIMA
apresentaram as maiores taxas de colonizaccedilatildeo A maior colonizaccedilatildeo micorriacutezica pode ser devido
ao maior teor de umidade no solo assegurada pela quantidade de palhada depositada apoacutes a
colheita Como visto em outros trabalhos a umidade estaacute positivamente correlacionada com a
colonizaccedilatildeo intrarradicular (HE MOURATOV STEINBERG 2002 LINGFEI ANNA
ZHIWEI 2005)
71
Figura 20 - Colonizaccedilatildeo micorriacutezica arbuscular em cana-de-accediluacutecar (A a H) ap ndash apressoacuterio hi ndash hifa intercelular
pe ndash ponto de entrada de hifa na raiz ar ndash arbuacutesculo en ndash hifa enovelada ve ndash vesiacutecula
A
hi
hi
ap
ap
he
B ap
F en
G
ve ve
ve
ve
H ar
ar
ar ar
ar
ar
E ar
D
hi
hi
hi
C
pe
hi
hi
72
Tabela 13 - Colonizaccedilatildeo micorriacutezica arbuscular () em raiacutezes de cana-de-
accediluacutecar sob manejo SEM QUEIMA preacutevia e COM QUEIMA
preacutevia agrave colheita
Manejo
Variedade SEM QUEIMA COM QUEIMA
SP813250 5187 1085 aA 3623 1044 aB
SP801842 4520 1511 aA 3010 394 aB
RB72454 4933 643 aA 3124 1088 aB
Os valores correspondem agrave Meacutedia plusmn Desvio Padratildeo (seis repeticcedilotildees)
Meacutedias seguidas de mesma letra maiuacutescula na linha e minuacutescula na coluna natildeo diferem
estatisticamente pelo teste de Tukey (p gt 005)
A colonizaccedilatildeo micorriacutezica eacute pouca estudada em cana-de-accediluacutecar e poucos trabalhos sobre o
assunto foram publicados Kelly et al (2001) verificaram que plantas de cana-de-accediluacutecar
cultivadas em casa-de-vegetaccedilatildeo possuem taxas de ateacute 60 de colonizaccedilatildeo em baixos niacuteveis de
foacutesforo no solo (entre 27 e 82 mg Pkg-1
) No entanto a micorrizaccedilatildeo natildeo trouxe ganhos na
massa seca das plantas Takahashi (2005) e Souza (2006) estudaram a colonizaccedilatildeo micorriacutezica
intrarradicular em mudas micropropagadas de cana-de-accediluacutecar inoculadas e crescidas em casa-de-
vegetaccedilatildeo em condiccedilotildees de baixo teor de P (20 mgKg-1
) e alto teor (200 mgKg-1
) no solo A
taxa de colonizaccedilatildeo intrarradicular variou de 10 a 34 nos tratamentos com alto teor de P e de
40 a 60 nos tratamentos com baixo teor de P sendo que Takahashi (2005) natildeo observou
alteraccedilatildeo da produccedilatildeo de biomassa das plantas inoculadas em relaccedilatildeo agraves natildeo-inoculadas
De acordo com a anaacutelise de correlaccedilatildeo de Pearson e RDA das espeacutecies de esporos no solo
natildeo haacute correlaccedilatildeo da taxa de colonizaccedilatildeo micorriacutezica arbuscular em cana-de-accediluacutecar e a
distribuiccedilatildeo de esporos no solo Poreacutem uma vez que a comunidade de FMAs medida pela
ocorrecircncia densidade e diversidade de esporos no solo natildeo apresentou diferenccedilas entre os
manejos apoacutes 20 meses de implantaccedilatildeo do experimento a colonizaccedilatildeo micorriacutezica arbuscular a
qual foi diferente entre os manejos e variedades pode ser um paracircmetro mais sensiacutevel agraves
alteraccedilotildees que ocorrem no ambiente Assim a colonizaccedilatildeo micorriacutezica arbuscular poderia ser
utilizada como um indicador de mudanccedilas ambientais
73
2335 Anaacutelise do gene rRNA 18S amplificado com os iniciadores NS7e F1Ra em raiacutezes de
cana-de-accediluacutecar
Da biblioteca de clones dos fragmentos do gene rRNA 18S amplificados com o par de
iniciadores NS7 e F1Ra de raiacutezes de cana-de-accediluacutecar sob manejo SEM QUEIMA e COM
QUEIMA preacutevia agrave colheita foram sequenciados 128 clones das amostras Das sequecircncias obtidas
duas do tratamento SEM QUEIMA foram consideradas quimeacutericas e excluiacutedas das demais
anaacutelises A comparaccedilatildeo por BLAST das sequecircncias obtidas com sequecircncias conhecidas (Tabela
14) e anaacutelise filogeneacutetica (Figura 21) possibilitam a afiliaccedilatildeo das mesmas ao reino Fungi Todas
as sequecircncias obtidas de raiacutezes de cana-de-accediluacutecar do tratamento COM QUEIMA e a maioria do
tratamento SEM QUEIMA satildeo representadas por fungos do Filo Ascomycota Em raiacutezes do
tratamento sob manejo SEM QUEIMA 4 sequecircncias (87 ) pertencem ao filo Zygomicota
Nenhum dos 126 clones apresentou similaridade elevada com sequecircncias de FMAs apesar de as
amostras apresentarem colonizaccedilatildeo micorriacutezica intrarradicular consideraacutevel
As sequecircncias relacionadas agrave Phoma sp apresentam dominacircncia tanto na biblioteca de
raiacutezes provenientes de manejo SEM QUEIMA (681 das sequecircncias) como COM QUEIMA
(802 das sequecircncias) Depois dessas sequecircncias as maiores frequecircncias observadas satildeo de
sequecircncias relacionadas agrave Leptosphaeria (106 ) e agrave Pleosporales (43 ) em manejo SEM
QUEIMA e relacionadas agrave Fusarium (79 ) em manejo COM QUEIMA Membros das classes
Eurotiomycetes e Sordariomycetes foram detectados apenas em raiacutezes do tratamento sob manejo
COM QUEIMA (clones B Scane D0408 B Scane E0909 e B Scane B0703) enquanto que os
Zygomycetes (clones UB Scane C1105 e UB Scane G0814) foram detectados somente em raiacutezes
do tratamento sob manejo SEM QUEIMA Dos 13 acessos com maior similaridade agraves sequecircncias
obtidas determinada utilizando-se o BLAST apenas trecircs (N quadriseptata Phoma sp e
Pleosporales sp) foram comuns agraves duas bibliotecas (Tabela 14)
As estimativas de riqueza os iacutendices de diversidade de UTOs e a estimativa de cobertura
de amostragem satildeo apresentados na Tabela 15 O nuacutemero de UTOs detectadas foi de 10 para
cana-de-accediluacutecar do tratamento sob manejo SEM QUEIMA e 11 para a amostra do tratamento sob
manejo COM QUEIMA Natildeo houve diferenccedila significativa entre as estimativas de riqueza e
iacutendices de diversidade de UTOs dos dois sistemas de manejos de colheita A estimativa de
riqueza de UTOs relacionadas agrave raiacutezes foi de 18 e 34 (segundo os iacutendices ACE-1 e Chao1
74
respectivamente) para o manejo SEM QUEIMA e de 23 e 51 para o manejo COM QUEIMA
preacutevia agrave colheita Apesar de natildeo apresentar diferenccedilas de riqueza e de diversidade de UTOs entre
os dois manejos a comparaccedilatildeo de curvas de cobertura homoacuteloga e heteroacuteloga utilizando o
webLIBSHUFF mostrou que as comunidades fuacutengicas das raiacutezes de cana-de-accediluacutecar dos dois
tratamentos satildeo significativamente diferentes (p lt 005) (Figura 22) Para as duas bibliotecas de
clones o tamanho da amostra analisada foi suficiente para cobrir a maioria dos grupos
filogeneacuteticos A taxa de cobertura homoacuteloga foi aproximadamente 82 em Distacircncias
Evolutivas maiores do que 001 que eacute o valor adotado para definir espeacutecie em estudos com
fungos (WALDROP et al 2006 JUMPPONEN JOHNSON 2005 ANDERSON et al 2003)
Tabela 14 ndash Similaridade das sequecircncias dos clones do gene rRNA 18s obtidas por amplificaccedilatildeo do DNA total
de raiacutezes de cana-de-accediluacutecar colonizadas por FMAs e utilizando os iniciadores NS7 e F1Ra em
relaccedilatildeo a sequecircncias de bancos de dados puacuteblicos
Manejo Clone Sequecircncia mais similar [Acesso] Similaridade Freq
(1)
SEM QUEIMA
UB SCane B0103 Candida xylopsoci [AY4881281] 99 21
UB SCane D0707 Cladosporium cladosporioides [DQ6780041] 100 21
UB SCane D0208 Heteromita globosa [AY4960431] 99 21
UB SCane F0911 Leptosphaeria korrae [AF4866261] 100 106
UB SCane G0814 Mucor circinelloides f lusitanicus [AF1134271] 99 64
UB SCane C1105 Mucor circinelloides f lusitanicus [AF1134271] 99 21
UB SCane D0907 Neophaeosphaeria quadriseptata [AF2508261] 99 21
UB SCane H0915 Phoma sp [AB2528691] 99 681
UB SCane E1010 Pleosporales sp [AB1956311] 99 43
COM QUEIMA
B SCane A0101 Debaryomyces mycophilus [AF4400171] 98 13
B SCane D1208 Debaryomyces mycophilus [AF4400171] 98 13
B SCane D0408 Eupenicillium javanicum [U212981] 100 13
B SCane B0703 Fusarium sp [AB2454421] 99 79
B SCane B1204 Galactomyces geotrichum [U009741] 100 13
B SCane C0705 Neophaeosphaeria quadriseptata [AF2508261] 99 13
B SCane A0202 Phoma sp [AB2528691] 98 776
B SCane A1002 Phoma sp [AB2528691] 98 26
B SCane E1010 Pleosporales sp [AB1956311] 99 13
B SCane E0909 Talaromyces flavus [M832621] 99 26
As sequecircncias foram comparadas usando-se o BLAST Cada clone representa um dos grupos formados por
UPGMA A coluna de frequecircncia se refere agrave proporccedilatildeo dos clones do grupo em cada biblioteca (1)
Frequecircncia de sequecircncias representadas pelo clone em cada um dos manejos (2)
Classe ldquoDothideomycetes et Chaetothyriomycetes incertae sedisrdquo
75
Figura 21 ndash Relaccedilotildees filogeneacuteticas entre a sequecircncias do gene rRNA 18S obtidas de raiacutezes de cana-de-accediluacutecar com o
par de iniciadores NS7 e F1Ra e sequecircncias de fungos determinadas usando-se neighbor-joining
Nuacutemeros sobre os ramos indicam a porcentagem de 1000 repeticcedilotildees da anaacutelise de bootstrap Cada clone
representa um dos grupos formados por UPGMA Os valores entre parecircnteses representam a
percentagem do clone em cada biblioteca A barra representa uma substituiccedilatildeo a cada 100 nucleotiacutedeos
Clones grafados em negrito em preto satildeo referentes agraves raiacutezes de cana-de-accediluacutecar colhida SEM QUEIMA
enquanto os grafados em vermelho se referem agraves raiacutezes de cana-de-accediluacutecar COM QUEIMA preacutevia agrave
colheita
- Classe ldquoDothideomycetes et Chaetothyriomycetes incertae sedisrdquo
76
Tabela 15 - Estimativas de UTOs iacutendices de diversidade e cobertura de amostragem determinadas com base no sequenciamento de
clones do gene rRNA 18S de fungos associados a raiacutezes de cana-de-accediluacutecar com ou SEM QUEIMA preacutevia agrave colheita
obtidos utilizando-se o par de iniciadores NS7 e F1Ra
Comunidade NS NU Estimativa de riquezas de UTOs Iacutendices de diversidade ECAc
ACE-1 Chao1
Shannona
1Dab
SEM QUEIMA 50 10 34 (14 165) 18 (11 53) 134 (099 169) 233 (132 909) 0880
COM QUEIMA 76 11 51 (18 246) 23 (13 79) 099 (067 131) 164 (078 1429) 0908
Valores entre parecircnteses representam o intervalo com 95 de confianccedila NS ndash nuacutemero de sequecircncias NU ndash nuacutemero de UTOs a
Estimador de maacutexima
semelhanccedila b
ndash Reciacuteproco do iacutendice de Simpson c ndash Estimativa de Cobertura da Amostragem Distacircncia evolutiva usada para as estimativas foi 001
77
Figura 22 - Anaacutelise de LIBSHUFF de comunidade de fungos associados agraves raiacutezes de cana-de-accediluacutecar sob dois manejos de colheita quando empregado o par de
iniciadores NS7 e F1Ra A manejo SEM QUEIMA (homoacutelogo) x manejo COM QUEIMA B manejo COM QUEIMA (homoacutelogo) x manejo SEM
QUEIMA As comunidades satildeo diferentes significativamente com P lt 005 A distribuiccedilatildeo de (Cy-Cyx)2 como uma funccedilatildeo de D indica a diferenccedila
entre as duas comunidades
00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
0 01 02 03 04 05 06
Distacircncia Evolutiva (D)
Cob
ertu
ra
0000
0005
0010
0015
0020
0025
(Cx-C
xy)2Homoacutelogo
Heteroacutelogo
(Cx-Cxy)2
95XY
00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
00 01 02 03 04 05 06
Distacircncia Evolutiva (D)
Co
ber
tura
0000
0005
0010
0015
0020
0025
(Cy
-Cy
x)2
Homoacutelogo
Heteroacutelogo
(Cy-Cyx)2
95YX
A B
78
2336 Anaacutelise do gene rRNA 18S amplificado com os iniciadores NS31 e AM1 em raiacutezes de
cana-de-accediluacutecar
Das bibliotecas de clones do gene rRNA 18S de raiacutezes de cana-de-accediluacutecar SEM QUEIMA
e COM QUEIMA preacutevia agrave colheita foram sequenciados 47 e 42 clones respectivamente Das
sequecircncias obtidas 9 foram consideradas quimeras com base nas anaacutelises feitas utilizando o
Chimera Check e BLAST Assim para as anaacutelises posteriores foram utilizadas 41 e 39
sequecircncias dos tratamentos SEM QUEIMA e COM QUEIMA respectivamente
Todas as sequecircncias foram mais similares ao Filo Ascomycota e natildeo foi possiacutevel
discriminar espeacutecies a partir dessas sequecircncias de acordo com as comparaccedilotildees feitas utilizando-
se o BLAST (Tabela 16) e a anaacutelise filogeneacutetica (Figura 23) Em uma das clades haacute o
agrupamento de diferentes classes de fungos uma sequecircncia de um clone do manejo COM
QUEIMA (B AM1 D1107) duas sequecircncias de Phoma (Ascomycota Mitospoacuterico) e uma
sequecircncia de Didymella (Dothideomycetes) Esses resultados mostram que a regiatildeo sequenciada
natildeo eacute informativa filogeneticamente Nenhuma sequecircncia apresentou alta similaridade com
sequecircncias de FMAs apesar do iniciador AM1 ser supostamente especiacutefico para essse grupo de
fungos Assim mesmo as riquezas de UTOs e os iacutendices de diversidade foram estimados (Tabela
17) Da mesma forma a comparaccedilatildeo das bibliotecas por meio do programa webLIBSHUFF foi
feita (Figura 24) Assim como no Brasil os amplicons obtidos com o uso dos iniciadores NS31 e
AM1 em amostras de DNA de cana-de-accediluacutecar durante o estaacutegio na Universidade do Estado do
Kansas EUA resultou em sequecircncias relacionadas somente agrave Ascomycota (dados natildeo
mostrados) mesmo fazendo-se a seleccedilatildeo de raiacutezes finas e claras para a extraccedilatildeo de DNA natildeo
houve a amplificaccedilatildeo do DNA de FMAs
Natildeo houve diferenccedilas entre as estimativas de UTOs entre os dois manejos utilizando-se
sequecircncias obtidas com ambos conjuntos de iniciadores No entanto o iacutendice de diversidade de
Shannon foi significativamente maior no manejo SEM QUEIMA usando-se o par de iniciadores
NS31 e AM1 Assim como no uso do conjunto de iniciadores NS7 e F1Ra o emprego do par
NS31 e AM1 resultou em uma taxa de cobertura elevada (Figura 24) De acordo com as anaacutelises
de Libshuff as duas bibliotecas foram significativamente diferentes (P lt 005)
79
Tabela 16 ndash Similaridade das sequecircncias dos clones do gene rRNA 18s obtidas por amplificaccedilatildeo do DNA total
de raiacutezes de cana-de-accediluacutecar colonizadas por FMAs e utilizando os iniciadores NS31 e AM1 em
relaccedilatildeo a sequecircncias de bancos de dados puacuteblicos
Manejo Clone Sequecircncia mais similar [Acesso] Similaridade Freq(1)
SEM QUEIMA
UB AM1 G0414 Fusarium oxysporum [DQ9161501] 99 122
UB AM1 C0406 Fusarium cerealis [AF1419471] 98 24
UB AM1 H0315 Cladosporium cladosporioides [EU3755231] 99 537
UB AM1 B0204 Penicillium glabrum [AF5480901] 99 49
UB AM1 D0107 Phialophora verrucosa [EF4136141] 99 141
UB AM1 B0303 Phialophora verrucosa [EF4136141] 100 122
COM QUEIMA
B AM1 F0812 Fusarium oxysporum [DQ9161501] 99 948
B AM1 H0715 Fusarium oxysporum [DQ9161501] 98 26
B AM1 D1107 Phoma sp [EU8264811] 100 26
As sequecircncias foram comparadas usando-se o BLAST Cada clone representa um dos grupos formados por
UPGMA A coluna de frequecircncia se refere agrave proporccedilatildeo dos clones do grupo em cada biblioteca (1)
Frequecircncia de sequecircncias representadas pelo clone em cada um dos manejos (2)
Classe ldquoDothideomycetes et Chaetothyriomycetes incertae sedisrdquo
80
Figura 23 ndash Relaccedilotildees filogeneacuteticas entre a sequecircncias do gene rRNA 18S obtidas de raiacutezes de cana-de-accediluacutecar com o
par de iniciadores NS31 e AM1 e sequecircncias de fungos determinadas usando-se neighbor-joining
Nuacutemeros sobre os ramos indicam a porcentagem de 1000 repeticcedilotildees da anaacutelise de bootstrap Cada clone
representa um dos grupos formados por UPGMA Os valores entre parecircnteses representam a
percentagem do clone em cada biblioteca A barra representa uma substituiccedilatildeo a cada 100 nucleotiacutedeos
Clones grafados em negrito em preto satildeo referentes agraves raiacutezes de cana-de-accediluacutecar colhida SEM QUEIMA
enquanto os grafados em vermelho se referem agraves raiacutezes de cana-de-accediluacutecar COM QUEIMA preacutevia agrave
colheita
- Classe ldquoDothideomycetes et Chaetothyriomycetes incertae sedisrdquo
81
Tabela 17 - Estimativas de UTOs iacutendices de diversidade e cobertura de amostragem determinadas com base no sequenciamento de
clones do gene rRNA 18S de fungos associados a raiacutezes de cana-de-accediluacutecar com ou SEM QUEIMA preacutevia agrave colheita
obtidos utilizando-se o par de iniciadores NS31 e AM1
Comunidade NS NU Estimativa de riquezas de UTOs Iacutendices de diversidade ECAc
ACE-1 Chao1
Shannona
1Dab
SEM QUEIMA 41 6 64 (60 116) 65 (60 144) 1366 (1103 1630) 292 (209 484) 0976
COM QUEIMA 39 3 40 (31 141) 35 ( 30 114) 0320 (0058 0583) 117 (049-320) 0974
Valores entre parecircnteses representam o intervalo com 95 de confianccedila NS ndash nuacutemero de sequecircncias NU ndash nuacutemero de UTOs a
Estimador de maacutexima
semelhanccedila b ndash Reciacuteproco do iacutendice de Simpson
c ndash Estimativa de Cobertura da Amostragem Distacircncia evolutiva usada para as estimativas foi 001
82
Figura 24 - Anaacutelise de LIBSHUFF de comunidade de fungos associados agraves raiacutezes de cana-de-accediluacutecar sob dois manejos de colheita quando empregado o par de
iniciadores NS31 e AM1 A manejo SEM QUEIMA (homoacutelogo) x manejo COM QUEIMA B manejo COM QUEIMA (homoacutelogo) x manejo SEM
QUEIMA As comunidades satildeo diferentes significativamente com P lt 005 A distribuiccedilatildeo de (Cy-Cyx)2 como uma funccedilatildeo de D indica a diferenccedila
entre as duas comunidades
00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
00 01 02 03 04 05 06
Distacircncia Evolutiva (D)
Co
ber
tura
0000
0100
0200
0300
0400
0500
0600
0700
0800
(Cy
-Cy
x)2
Homoacutelogo
Heteroacutelogo
(Cx-Cxy)2
95XY
00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
0 01 02 03 04 05 06
Distacircncia Evolutiva (D)
Co
bertu
ra
0000
0002
0004
0006
0008
0010
0012
(Cx
-Cx
y)2
Homoacutelogo
Heteroacutelogo
(Cy-Cyx)2
95YX
A B
83
2337 Anaacutelise do gene rRNA 18S amplificado com os iniciadores especiacuteficos para grupos
de FMAs em raiacutezes de cana-de-accediluacutecar
Para determinar a estrutura da comunidade de FMAs por meio do sequenciamento dos
amplicons os iniciadores aqui desenhados e validados foram testados em amostras de raiacutezes de
cana-de-accediluacutecar do campo Apoacutes a amplificaccedilatildeo de fragmentos do gene rRNA 18S com os
iniciadores ACAU220 GIGA202 GLOMA690 e GLOMB673 e o sequenciamento dos
amplicons foram obtidas 161 sequecircncias Dessas 35 foram retiradas das anaacutelises por
consistirem quimeras ou sequecircncias de baixa qualidade Verificou-se que nenhum dos
iniciadores desenhados foi especiacutefico para FMAs de acordo com a comparaccedilatildeo das sequecircncias
obtidas com sequecircncias de bancos de dados por meio de BLAST (Tabelas 18 19 20 e 21) As
sequecircncias de parte do gene do rRNA 18S obtidas foram alinhadas para a anaacutelise filogeneacutetica
(Figuras 25 26 27 e 28) As sequecircncias obtidas natildeo se agruparam com as sequecircncias de fungos
do filo Glomeromycota do banco de dados (GenBank) Os amplicons obtidos com o iniciador
ACAU220 em sua maioria foram mais similares a Cladosporium (Dothideomycetes
Ascomycota) (Tabela 18 e Figura 25) A maioria dos amplicons obtidos com o iniciador
GIGA202 foram mais similares agrave Fusarium (Sordariomycetes Ascomycota) (Tabela 19 e
Figura 26) Quando utilizou-se o iniciador GLOMA690 a maioria dos amplicons foram mais
similares a Monodictys (Sordariomycetes Ascomycota) e a Cryptococcus (Tremellomycetes
Basidiomycota) (Tabela e Figura 27) Jaacute com o uso do iniciador GLOMB673 a maioria dos
amplicons foram mais similares a Phoma (Ascomycota mitospoacuterico) (Tabela 21 e Figura 28)
Com exceccedilatildeo de um amplicon obtido com o iniciador ACAU220 e alguns amplicons obtidos
com o iniciador GLOMB673 os quais foram mais similares agrave Basidiomycota todas os outros
amplicons obtidos com o emprego dos iniciadores desenhados foram mais similares a
Ascomycota Portanto uma vez que nenhuma sequecircncia obtida estaacute relacionada ao filo
Glomeromycota ao qual pertencem os FMAs os iniciadores desenhados foram inespeciacuteficos
para identificaccedilatildeo desses fungos nas raiacutezes de cana-de-accediluacutecar em condiccedilatildeo de campo
Mesmo assim foram estimadas a riqueza de UTOs e os iacutendices de diversidade de
Shannon e reciacuteproco de Simpson com os dados obtidos Pelo programa Spade foram estimadas
um total de 49 UTOs sendo 26 do tratamento SEM QUEIMA e 25 do tratamento COM
QUEIMA (Tabela 22) A estimativa de riqueza de fungos variou de 64 no manejo COM
84
QUEIMA 216 no manejo SEM QUEIMA a 265 espeacutecies de fungos considerando-se as
amostras dos dois tratamentos de colheita Os dois tratamentos tambeacutem natildeo apresentaram
diferenccedilas quanto aos iacutendices de diversidade A estimativa de cobertura da amostragem foi de
683 no tratamento sob manejo COM QUEIMA e 701 no tratamento sob manejo SEM
QUEIMA Verifica-se que a curva de rarefaccedilatildeo natildeo atinge a assiacutentota isto eacute somente uma
porccedilatildeo da riqueza de fungos associados agraves raiacutezes de cana-de-accediluacutecar foi amostrada (Figura 29)
As sequecircncias obtidas natildeo se agrupam com base em suas relaccedilotildees filogeneacuteticas em
funccedilatildeo do tratamento (SEM QUEIMA ou COM QUEIMA) Existem apenas 7 UTOs (56 do
total de UTOs) em comum entre os tratamentos SEM QUEIMA e COM QUEIMA As UTOs
em comum satildeo as identificadas pelos nuacutemeros 1 2 3 4 7 16 e 23 nas Tabelas 18 a 21 Esse
nuacutemero reduzido de UTOs em comum aos dois tratamentos indicaram diferenccedila na comunidade
de fungos associados agraves raiacutezes de cana-de-accediluacutecar A anaacutelise de Libshuff mostrou que as
comunidades de fungos dos dois tratamentos satildeo significativamente diferentes (p lt 005)
(Figura 30)
Muitas sequecircncias do gene rRNA 18S amplificadas de raiacutezes de cana-de-accediluacutecar com o
uso dos iniciadores desenhados podem representar novos taxa Um total de 52 (416 )
sequecircncias apresentam similaridade menor do que 96 agraves sequecircncias disponiacuteveis no banco de
dados do NCBI Essas sequecircncias foram verificadas como natildeo quimeacutericas e satildeo mais similares
a sequecircncias de Ascomycota e Basidiomycota com base na anaacutelise filogeneacutetica Empregando-
se os iniciadores aqui desenhados as seis UTOs mais frequentes representam 568 do total
de sequecircncias enquanto as UTOs contendo um uacutenica sequecircncia (singletons) representam 735
do total de UTOs mostrando a existecircncia de dominacircncia de algumas espeacutecies fuacutengicas na
comunidade associada agraves raiacutezes
As sequecircncias obtidas com os iniciadores grupo-especiacuteficos de FMAs desenhados no
presente trabalho natildeo tem regiatildeo em comum com as sequecircncias de clones das bibliotecas
obtidas utilizando os iniciadores da primeira abordagem (NS7 e F1Ra) No entanto a regiatildeo
amplificada do gene rRNA 18S obtida com uso dos iniciadores da segunda abordagem (NS31 e
AM1) eacute comum agrave parte da regiatildeo amplificada com o uso dos iniciadores grupo-especiacuteficos
Pela anaacutelise filogeneacutetica usando neighbor joining as sequecircncias da segunda abordagem
mostraram-se relacionadas a algumas sequecircncias obtidas com os iniciadores especiacuteficos (dados
natildeo mostrados) Isso mostra a consistecircncia do meacutetodo de PCR e sequenciamento para o
85
levantamento populacional dos fungos associados agraves raiacutezes de cana-de-accediluacutecar em condiccedilotildees de
campo apesar de o nuacutemero de UTOs recuperadas ser menor com o uso do iniciador AM1
Tabela 18 - Anaacutelise do BLAST de sequecircncias obtidas das bibliotecas de raiacutezes de cana-de-accediluacutecar COM
QUEIMA e SEM QUEIMA preacutevia agrave colheita utilizando o iniciador ACAU220
Manejo Clone iniciador UTO(1)
Sequecircncia mais similar [Acesso] Similaridade
(2)
SEM QUEIMA
A01 ACAU220 UTO 1 Cladosporium cladosporioides [EU3755231] 100
G01 ACAU220 UTO 1 Cladosporium cladosporioides [EU3755231] 96
F02 ACAU220 UTO 1 Cladosporium cladosporioides [EU3755231] 95
G02 ACAU220 UTO 1 Cladosporium cladosporioides [EU7234841] 94
B03 ACAU220 UTO 1 Cladosporium cladosporioides [EU3755231] 93
C03 ACAU220 UTO 1 Cladosporium cladosporioides [EU3755231] 93
D03 ACAU220 UTO 1 Cladosporium cladosporioides [EU7234841] 93
E01 ACAU220 UTO 1 Cladosporium cladosporioides [EU3755231] 93
D02 ACAU220 UTO 2 Penicillium brevicompactum [EU2636081] 98
H01 ACAU220 UTO 2 Penicillium freii [AY6409981] 98
A03 ACAU220 UTO 2 Phialocephala fortinii [EU3820701] 96
B02 ACAU220 UTO 3 Monodictys arctica [EU6865191]] 93
C01 ACAU220 UTO 4 Penicillium purpurogenum [DQ3659471] 96
C02 ACAU220 UTO 5 Hypocrea koningii [EU7224041] 92
D01 ACAU220 UTO 6 Pseudocolus fusiformis [AF0266231] 98
E02 ACAU220 UTO 7 Fusarium oxysporum [EU7108211] 98
Com Queima
H03 ACAU220 UTO 1 Cladosporium cladosporioides [EU3755231] 96
H04 ACAU220 UTO 1 Cladosporium cladosporioides [EU3755231] 96
D05 ACAU220 UTO 1 Cladosporium cladosporioides [EU3755231] 95
G04 ACAU220 UTO 1 Cladosporium cladosporioides [EU3755231] 93
B04 ACAU220 UTO 2 Penicillium glabrum [AF5480901] 93
A04 ACAU220 UTO 3 Phoma sp [EU8264811] 97
G03 ACAU220 UTO 3 Monodictys arctica [EU6865191] 97
E05 ACAU220 UTO 3 Phoma sp [EU8264811] 94
D04 ACAU220 UTO 3 Didymella exitialis [EU1675641] 91
B05 ACAU220 UTO 4 Penicillium purpurogenum [DQ3659471] 96
C05 ACAU220 UTO 16 Monodictys arctica [EU6865191] 93
F03 ACAU220 UTO 28 Paraconiothyrium brasiliense [EU2956511] 91
F05 ACAU220 UTO 29 Alternaria sp [EU8264791] 97
G05 ACAU220 UTO 30 Lithothelium septemseptatum [AY5846621] 96
Os E-values de todas as comparaccedilotildees foram iguais a zero (1)
Identidade das Unidades Taxonocircmicas Operacionais determinadas pelo programa DOTUR ao niacutevel de 99 de
similaridade (2)
Similaridade da sequecircncia ambiental com o respectivo acesso do NCBI dada pela anaacutelise de BLAST
86
Tabela 19 - Anaacutelise do BLAST de sequecircncias obtidas das bibliotecas de raiacutezes de cana-de-accediluacutecar COM
QUEIMA e SEM QUEIMA preacutevia agrave colheita utilizando o iniciador GIGA202
Manejo Clone iniciador UTO(1)
Sequecircncia mais similar [Acesso] Similaridade
(2)
SEM QUEIMA
A06 GIGA202 UTO 1 Cladosporium cladosporioides [EU3755231] 96
D07 GIGA202 UTO 3 Monodictys arctica [EU6865191] 95
H06 GIGA202 UTO 4 Penicillium purpurogenum [AF2452571] 97
B08 GIGA202 UTO 4 Penicillium purpurogenum [DQ3659471]] 93
A08 GIGA202 UTO 7 Fusarium oxysporum [EF5903261] 96
A07 GIGA202 UTO 7 Fusarium oxysporum [EF5903261] 95
F07 GIGA202 UTO 7 Fusarium oxysporum [EF5903261] 94
E06 GIGA202 UTO 7 Fusarium oxysporum [EF5903261] 93
F06 GIGA202 UTO 7 Fusarium oxysporum [EF5903261] 93
C07 GIGA202 UTO 7 Fusarium oxysporum [EF5903261] 92
D06 GIGA202 UTO 7 Fusarium oxysporum [EF5903261] 92
B06 GIGA202 UTO 8 Fusarium oxysporum [EF5903261] 90
C06 GIGA202 UTO 9 Fusarium oxysporum [EF5903261] 90
C08 GIGA202 UTO 10 Fusarium oxysporum [EF5903261] 90
E07 GIGA202 UTO 11 Fusarium oxysporum [EF5903261] 91
G06 GIGA202 UTO 12 Monodictys arctica [EU6865191] 87
G07 GIGA202 UTO 13 Fusarium oxysporum [EF5903261] 91
COM QUEIMA
A09 GIGA202 UTO 1 Cladosporium cladosporioides [EU3755231] 97
D09 GIGA202 UTO 3 Monodictys arctica [EU6865191] 99
E10 GIGA202 UTO 3 Phoma sp [EU8264811] 99
F09 GIGA202 UTO 3 Phaeosphaeria nodorum [EU1892131] 99
G09 GIGA202 UTO 3 Phoma sp [EU8264811] 99
B09 GIGA202 UTO 3 Phoma sp [EU8264811] 97
C09 GIGA202 UTO 3 Phoma sp [EU8264811] 96
H08 GIGA202 UTO 3 Phaeosphaeria nodorum [EU1892131] 96
B10 GIGA202 UTO 7 Fusarium oxysporum [EF5903261] 95
G10 GIGA202 UTO 7 Fusarium oxysporum [EF5903261] 94
F08 GIGA202 UTO 7 Fusarium oxysporum [EF5903261] 93
E09 GIGA202 UTO 30 Paraconiothyrium variabile [EU2956531] 95
A10 GIGA202 UTO 31 Monodictys arctica [EU6865191] 89
C10 GIGA202 UTO 32 Penicillium purpurogenum [DQ3659471] 92
E08 GIGA202 UTO 33 Pyrenochaeta nobilis [DQ8982871] 98
F10 GIGA202 UTO 34 Fusarium oxysporum [EF5903261] 94
H09 GIGA202 UTO 35 Monodictys arctica [EU6865191] 95
Os E-values de todas as comparaccedilotildees foram iguais a zero (1)
Unidades Taxonocircmicas Operacionais determinadas pelo programa DOTUR ao niacutevel de 99 de similaridade (2)
Similaridade da sequecircncia ambiental com o respectivo acesso do NCBI dada pela anaacutelise de BLAST
87
Tabela 20 - Anaacutelise do BLAST de sequecircncias obtidas das bibliotecas de raiacutezes de cana-de-accediluacutecar COM
QUEIMA e SEM QUEIMA preacutevia agrave colheita utilizando o iniciador GLOMA690
Manejo Clone iniciador UTO(1)
Sequecircncia mais similar [Acesso] Similaridade
(2) E-value
SEM QUEIMA
A11 GLOMA690 UTO 3 Monodictys arctica [EU6865191] 99 00
B11 GLOMA690 UTO 3 Monodictys arctica [EU6865191] 99 8e-167
B12 GLOMA690 UTO 3 Monodictys arctica [EU6865191] 99 6e-163
D11 GLOMA690 UTO 3 Monodictys arctica [EU6865191] 98 8e-162
F11 GLOMA690 UTO 3 Monodictys arctica [EU6865191] 97 5e-159
A01 GLOMA690 UTO 3 Phoma sp [EU8264811] 97 00
C01 GLOMA690 UTO 3 Phoma sp [EU8264811] 97 00
B01 GLOMA690 UTO 14 Phoma sp [EU8264811] 98 00
A12 GLOMA690 UTO 14 Monodictys arctica [EU6865191] 97 3e-151
E11 GLOMA690 UTO 14 Monodictys arctica [EU6865191] 94 2e-142
C11 GLOMA690 UTO 15 Cryptococcus vishniacii [AB0326571] 99 1e-164
H12 GLOMA690 UTO 16 Monodictys arctica [EU6865191] 98 1e-159
G11 GLOMA690 UTO 16 Monodictys arctica [EU6865191] 97 4e-155
D12 GLOMA690 UTO 16 Monodictys arctica [EU6865191] 96 4e-150
E12 GLOMA690 UTO 17 Cryptococcus aerius [EU8476621] 96 6e-148
F12 GLOMA690 UTO 18 Monodictys arctica [EU6865191] 96 1e-150
G12 GLOMA690 UTO 19 Monodictys arctica [EU6865191] 90 4e-120
H11 GLOMA690 UTO 20 Monodictys arctica [EU6865191] 98 8e-162
D01 GLOMA690 UTO 21 Cryptococcus gastricus [DQ6455131] 97 00
COM QUEIMA
C02 GLOMA690 UTO 3 Phoma medicaginis [EU1675751] 97 00
A03 GLOMA690 UTO 36 Cryptococcus terreus [AB0326491] 97 00
E02 GLOMA690 UTO 36 Cryptococcus terreus [AB0326491] 98 00
B03 GLOMA690 UTO 36 Cryptococcus terreus [AB0326491] 96 00
B02 GLOMA690 UTO 37 Cryptococcus terreus [AB0326491] 93 00
D03 GLOMA690 UTO 38 Dothidotthia aspera [EU6732281] 88 1e-139
E01 GLOMA690 UTO 39 Phoma sp [EU8264811] 93 00
E03 GLOMA690 UTO 40 Phoma sp [EU8264811] 92 00
F01 GLOMA690 UTO 41 Cryptococcus terreus [AB0326491] 93 00
G02 GLOMA690 UTO 42 Phoma sp [EU8264811] 97 00
H02 GLOMA690 UTO 43 Phoma sp [EU8264811] 97 00
(1) Unidades Taxonocircmicas Operacionais determinadas pelo programa DOTUR ao niacutevel de 99 de similaridade
(2) Similaridade da sequecircncia ambiental com o respectivo acesso do NCBI dada pela anaacutelise de BLAST
88
Tabela 21 - Anaacutelise do BLAST de sequecircncias obtidas das bibliotecas de raiacutezes de cana-de-accediluacutecar COM
QUEIMA e SEM QUEIMA preacutevia agrave colheita utilizando o iniciador GLOMB673
Manejo Clone iniciador UTO(1)
Sequecircncia mais similar [Acesso] Similaridade
(2) e-value
SEM QUEIMA
A05 GLOMB673 UTO 3 Monodictys arctica [EU6865191] 99 00
A06 GLOMB673 UTO 3 Phoma sp [EU8264811] 99 00
D06 GLOMB673 UTO 3 Phoma sp [EU8264811] 99 00
B05 GLOMB673 UTO 3 Phoma sp [EU8264811] 98 00
E04 GLOMB673 UTO 3 Monodictys arctica [EU6865191] 98 00
B04 GLOMB673 UTO 3 Phoma sp [EU8264811] 97 00
C06 GLOMB673 UTO 3 Leptosphaeria doliolum [U434571] 97 00
D05 GLOMB673 UTO 3 Monodictys arctica [EU6865191] 96 00
D04 GLOMB673 UTO 16 Phoma sp [EU8264811] 98 00
A04 GLOMB673 UTO 22 Phoma medicaginis [EU1675751] 92 7e-156
C04 GLOMB673 UTO 23 Monodictys arctica [EU6865191] 98 00
F04 GLOMB673 UTO 24 Rhytidhysteron rufulum [AF2014521] 95 00
F05 GLOMB673 UTO 25 Monodictys arctica [EU6865191] 94 00
G05 GLOMB673 UTO 26 Pleosporales [FJ1768441] 99 00
H05 GLOMB673 UTO 27 Phoma sp [EU8264811] 96 00
COM QUEIMA
G08 GLOMB673 UTO 3 Phoma sp [EU8264811] 99 00
C08 GLOMB673 UTO 3 Phoma sp [EU8264811] 97 00
C07 GLOMB673 UTO 16 Monodictys arctica [EU6865191] 98 00
G07 GLOMB673 UTO 16 Monodictys arctica [EU6865191] 96 00
A07 GLOMB673 UTO 23 Monodictys arctica [EU6865191] 99 00
D07 GLOMB673 UTO 23 Phoma sp [EU8264811] 98 00
B07 GLOMB673 UTO 34 Trichocladium asperum [EU2636131] 94 00
E06 GLOMB673 UTO 34 Trichocladium asperum [EU2636131] 94 3e-174
F06 GLOMB673 UTO 35 Phoma sp [EU8264811] 99 00
A08 GLOMB673 UTO 39 Phoma sp [EU8264811] 99 00
E07 GLOMB673 UTO 44 Dothidotthia aspera [EU6732251] 90 1e-162
F07 GLOMB673 UTO 45 Monodictys arctica [EU6865191] 91 2e-180
F08 GLOMB673 UTO 46 Phoma sp [EU8264811] 90 8e-170
G06 GLOMB673 UTO 47 Coniothyrium palmarum [AY6425141] 95 00
H06 GLOMB673 UTO 48 Pleosporales sp [FJ1768441] 92 2e-161
H08 GLOMB673 UTO 49 Phoma sp [EU8264811] 97 00
(1) Unidades Taxonocircmicas Operacionais determinadas pelo programa DOTUR ao niacutevel de 99 de similaridade
(2) Similaridade da sequecircncia ambiental com o respectivo acesso do NCBI dada pela anaacutelise de BLAST
89
Figura 25 ndash Relaccedilotildees filogeneacuteticas entre as sequecircncias do rDNA 18S obtidas de raiacutezes de cana-de-accediluacutecar
utilizando o iniciador ACAU220 e sequecircncias de fungos determinadas usando neighbor joining
Nuacutemeros sobre os ramos indicam a percentagem de 1000 repeticcedilotildees da anaacutelise de bootstrap O
comprimento da barra representa duas substituiccedilotildees a cada 100 nucleotiacutedeos As sequecircncias do
tratamento SEM QUEIMA estatildeo grafadas em preto e negrito e as do tratamento COM QUEIMA
estatildeo em vermelho e negrito
90
Figura 26 ndash Relaccedilotildees filogeneacuteticas entre as sequecircncias do rDNA 18S obtidas de raiacutezes de cana-de-accediluacutecar
utilizando o iniciador GIGA202 e sequecircncias de fungos determinadas usando neighbor joining
Nuacutemeros sobre os ramos indicam a percentagem de 1000 repeticcedilotildees da anaacutelise de bootstrap O
comprimento da barra representa duas substituiccedilotildees a cada 100 nucleotiacutedeos As sequecircncias do
tratamento SEM QUEIMA estatildeo grafadas em preto e negrito e as do tratamento COM QUEIMA
estatildeo em vermelho e negrito
91
Figura 27 ndash Relaccedilotildees filogeneacuteticas entre as sequecircncias do rDNA 18S obtidas de raiacutezes de cana-de-accediluacutecar
utilizando o iniciador GLOMA690 e sequecircncias de fungos determinadas usando neighbor joining
Nuacutemeros sobre os ramos indicam a percentagem de 1000 repeticcedilotildees da anaacutelise de bootstrap O
comprimento da barra representa duas substituiccedilotildees a cada 100 nucleotiacutedeos As sequecircncias do
tratamento SEM QUEIMA estatildeo grafadas em preto e negrito e as do tratamento COM QUEIMA
estatildeo em vermelho e negrito
92
Figura 28 ndash Relaccedilotildees filogeneacuteticas entre as sequecircncias do rDNA 18S obtidas de raiacutezes de cana-de-accediluacutecar
utilizando o iniciador GLOMB673 e sequecircncias de fungos determinadas usando neighbor joining
Nuacutemeros sobre os ramos indicam a percentagem de 1000 repeticcedilotildees da anaacutelise de bootstrap O
comprimento da barra representa duas substituiccedilotildees a cada 100 nucleotiacutedeos As sequecircncias do
tratamento SEM QUEIMA estatildeo grafadas em preto e negrito e as do tratamento COM QUEIMA
estatildeo em vermelho e negrito
93
Figura 29 ndash Curvas de rarefaccedilatildeo para bibliotecas de clones do gene rRNA 18S obtidas usando os iniciadores
FMAs grupo-especiacuteficos em amostras DNA de raiacutezes de cana-de-accediluacutecar sob tratamento SEM
QUEIMA e COM QUEIMA A curva de rarefaccedilatildeo foi gerada com o programa DOTUR (SCHLOSS
HANDELSMAN 2005) utilizando o niacutevel de 99 de similaridade
94
Tabela 22 - Estimativas de UTOs iacutendices de diversidade e cobertura de amostragem calculadas a partir de bibliotecas de rDNA 18S
de fungos associados a raiacutezes de cana-de-accediluacutecar com ou SEM QUEIMA preacutevia agrave colheita utilizando os iniciadores
ACAU220 GIGA202 GLOMA690 e GLOMB673
Valores entre parecircnteses representam o intervalo com 95 de confianccedila NS ndash nuacutemero de sequecircncias NU ndash nuacutemero de UTOs a
Estimador de maacutexima
semelhanccedila b ndash Reciacuteproco do iacutendice de Simpson
c ndash Estimativa de Cobertura da Amostragem Distacircncia evolutiva usada para as estimativas foi 001
Comunidade NS NU Estimativa de riquezas de UTOs Iacutendices de diversidade
ECAc
ACE-1 Chao1
Shannona
1Da b
SEM QUEIMA 67 26 1777 (621 6645)
2160 (1066 4738)d
2544 (2242 2845) 679 (447 1412) 0701
COM QUEIMA 58 28 1080 (511 3057) 641( 391 1457) 2808 (2520 3096) 904 (631 1953) 0683
Todas as sequecircncias 125 49 2130(1077 5072)
2650(1145 7616) 3134 (2898 3370) 1083 (715 2232) 0712
95
Figura 30 - Anaacutelise de LIBSHUFF de comunidade de fungos associado agraves raiacutezes de cana-de-accediluacutecar sob dois manejos de colheita utilizando o conjunto de
iniciadores desenhados ACAU220 GIGA202 GLOMA690 e GLOMB673 A manejo SEM QUEIMA (homoacutelogo) x manejo COM QUEIMA B
manejo COM QUEIMA (homoacutelogo) x manejo SEM QUEIMA As comunidades satildeo diferentes significativamente com P lt 005 A distribuiccedilatildeo de
(Cy-Cyx)2 como uma funccedilatildeo de D indica a diferenccedila entre as duas comunidades
B A
96
Os estudos de comunidades de FMAs satildeo importantes devido aos efeitos das MAs para as
plantas e para os ecossistemas terrestres (HEIJDEN et al 1998) Poreacutem a principal dificuldade
nas investigaccedilotildees do ciclo de vida da filogenia organizaccedilatildeo geneacutetica dinacircmica e estrutura das
comunidades dos FMAs eacute o seu biotrofismo obrigatoacuterio As abordagens moleculares
principalmente a caracterizaccedilatildeo de genes do rRNA tecircm contribuido para a elucidaccedilatildeo da
ecologia dos FMAs Esses genes satildeo muito utilizados por suas caracteriacutesticas evolutivas as quais
permitem a investigaccedilatildeo em diferentes niacuteveis de resoluccedilatildeo filogeneacutetica (HILLIS DIXON 1991)
Aleacutem disso eacute um gene que ocorre em muacuteltiplas coacutepias no genoma sendo a sua detecccedilatildeo mais
faacutecil em relaccedilatildeo a outros genes Segundo Oumlpik et al (2006) de 26 trabalhos 23 investigaram
comunidade de FMAs utilizando o gene rRNA 18S 7 investigaram regiotildees ITS e 4 avaliaram o
gene rRNA 28S sendo que alguns dos trabalhos utilizaram mais de um locus gecircnico
O desenho de novos iniciadores para a amplificaccedilatildeo de DNA dos organismos pertencentes
ao filo Glomeromycota eacute importante para evitar o vieacutes causado pelo uso do tradicional iniciador
AM1 (HELGASON 1998) Esse iniciador tem sido usado em inuacutemeros estudos de comunidades
de FMAs em campo (OumlPIK et al 2006) no entanto ele natildeo amplifica o DNA dos grupos basais
de Glomeromycota como Archaeosporales (REDECKER 2000 SANTOS FINLAY TEHLER
2006 SANTOS-GONZAacuteLEZ et al 2007) Aleacutem disso o iniciador AM1 pode amplificar
sequecircncias de fungos natildeo-micorriacutezicos arbusculares (DOUHAN et al 2005) Jaacute o emprego de
iniciadores especiacuteficos para fungos em geral pode natildeo cobrir toda a comunidade fuacutengica e dessa
forma natildeo refletir a comunidade de FMAs da amostra ou natildeo identificar sequer uma sequecircncia
de fungo do filo Glomeromycota (Tabela 14 e Figura 21) Por essa razatildeo o desenho de
iniciadores especiacuteficos para os principais grupos de Glomeromycota eacute de suma importacircncia
Mesmo com a colonizaccedilatildeo micorriacutezica variando de 30 a 52 natildeo foi possiacutevel a
detecccedilatildeo de FMAs nas raiacutezes utilizando-se as trecircs abordagens (1) aplicaccedilatildeo do iniciador AM1
(2) iniciador F1Ra especiacutefico para fungos em geral e (3) uso dos iniciadores aqui desenhados A
ausecircncia de sequecircncias clonadas que fossem mais similares agraves sequecircncias de Glomeromycota
mesmo utilizando iniciadores especiacuteficos e funcionais em amostras de casa-de-vegetaccedilatildeo e em
amostras de campo (raiacutezes da pradaria Konza) pode indicar um ambiente com uma comunidade
fuacutengica diversa e complexa nas raiacutezes de cana-de-accediluacutecar do campo Com os iniciadores
desenhados neste estudo houve um maior nuacutemero de UTOs detectadas em relaccedilatildeo aos
iniciadores AM1 ou F1Ra O nuacutemero de 49 UTOs sequenciadas e 265 UTOs estimadas somente
97
nas raiacutezes da cana-de-accediluacutecar (Tabela 22) indicam alta diversidade fuacutengica em relaccedilatildeo agrave outros
ambientes Waldrop et al (2006) avaliaram a diversidade de fungos do solo empregando-se o
par de iniciadores ITS1F e ITS4 e o sequenciamento dos clones provenientes de amostras de
aacutereas com diferentes nuacutemeros de espeacutecies vegetais no estado de Minnesota EUA Esses autores
obtiveram um total de 149 UTOs de fungos do solo em 7 diferentes tratamentos com um nuacutemero
maacuteximo de 40 UTOs quando se sequenciaram 72 clones de um tratamento Mas esses resultados
foram obtidos de amostras de DNA extraiacutedo do solo o qual geralmente apresenta maior
diversidade fuacutengica do que aquela associada agraves raiacutezes Neubert et al (2006) avaliaram a estrutura
da comunidade de fungos nos diferentes oacutergatildeos de caniccedilo e verificaram que as raiacutezes satildeo os
oacutergatildeos com maior diversidade A alta diversidade poderia ser a causa do vieacutes na amplificaccedilatildeo nos
experimentos deste trabalho no entanto Vandenkoornhuyse et al (2002) estudaram a
diversidade de fungos em raiacutezes da Poaceae Arrhenatherum elatius com o uso de iniciadores
especiacuteficos para fungos em geral e encontraram 49 filotipos sendo 3 relacionados agrave
Glomeromycota Husband et al (2002) amplificaram o DNA de FMAs de raiacutezes de floresta
tropical do Panamaacute empregando os iniciadores NS31 e AM1 e mostram que a
ldquohiperdiversidaderdquo pode natildeo ser a explicaccedilatildeo para o problema
Por outro lado considerando que quanto maior a diversidade vegetal maior o nuacutemero de
nichos e portanto maior a diversidade de fungos (LODGE 1997) a diversidade em raiacutezes de
uma lavoura de cana-de-accediluacutecar natildeo seria alta ao ponto de mascarar a presenccedila de FMAs Em
aacutereas de monocultura como as de cana-de-accediluacutecar haveria uma dominacircncia de um pequeno grupo
de fungos resultando em amostras de DNA com prevalecircncia desses organismos os quais se
sobrepujariam em relaccedilatildeo aos FMAs nas amostras de DNA total Como foi mostrado pelo
sequenciamento de clones do gene rRNA 18S e anaacutelise pelo DOTUR aproximadamente 60
das sequecircncias pertencem a apenas seis UTOs de um total de 49 UTOs Desse modo pode haver
uma razatildeo DNA alvo DNA natildeo-alvo desfavoraacutevel agrave amplificaccedilatildeo especiacutefica
Considerando que os iniciadores desenhados obtiveram resultados positivos nos testes in
silico e em amostras controle de casa-de-vegetaccedilatildeo eacute possiacutevel que o problema resida nas
condiccedilotildees suboacutetimas de PCR Assim paracircmetros como temperatura de pareamento dos
iniciadores concentraccedilotildees de cloreto de magneacutesio e diluiccedilatildeo da primeira PCR podem estar em
niacuteveis natildeo ideais Os testes para esses e outros paracircmetros tais como presenccedila ou ausecircncia de
BSA ou DMSO (Dimetil Sulfoacutexido) foram feitos nas amostras controle provindas de casa-de-
98
vegetaccedilatildeo e natildeo nas raiacutezes de cana-de-accediluacutecar do campo Eacute possiacutevel que as amplificaccedilotildees
inespeciacuteficas com o emprego dos iniciadores desenhados usando DNA de raiacutezes de cana-de-
accediluacutecar poderiam ser evitadas com a otimizaccedilatildeo das condiccedilotildees de PCR O BSA eacute um adjuvante
que pode aumentar a eficiecircncia da amplificaccedilatildeo O DMSO eacute um agente desnaturante que inibe
formaccedilatildeo de estruturas secundaacuterias e eacute utilizado para melhorar a eficiecircncia e a especificidade de
amplificaccedilatildeo (KITADE et al 2003) Entretanto o problema pode ter mais de uma origem em
razatildeo de o emprego dos iniciadores Glomus grupo A (GLOMA189 e GLOMA690) em raiacutezes da
pradaria Konza resultar em amplicons especiacuteficos e em ausecircncia de sequecircncias natildeo-alvo (Figuras
14 e 15) Esses resultados nos mostra que haacute um problema especiacutefico com as amostras de raiacutezes
de cana-de-accediluacutecar onde pode haver um inibidor natildeo universal uma vez que a siacutentese de
amplicons apesar de serem inespeciacuteficos ocorre Um possiacutevel fator para a natildeo detecccedilatildeo de
FMAs nas raiacutezes eacute a incapacidade do meacutetodo de extraccedilatildeo de homogeneizar completamente o
tecido vegetal o que deixaria as hifas dos FMAs protegidas ou ligadas aos tecidos da cana-de-
accediluacutecar Essa proteccedilatildeo diminuiria a eficiecircncia da extraccedilatildeo do DNA de FMAs nas amostras de
raiacutezes de cana-de-accediluacutecar
Esses problemas podem contribuir para a amplificaccedilatildeo do DNA de determinados fungos
em funccedilatildeo do ambiente Esse vieacutes jaacute foi constatado em outros trabalhos (ANDERSON et al
2003 JUMPPONEN 2007) e pode ser decorrecircncia do fato de os iniciadores terem sido
desenhados com base em sequecircncias de espeacutecimes mantidas em coleccedilotildees de culturas e em
laboratoacuterios e natildeo em sequecircncias de organismos que ocorrem naturalmente no campo Uma vez
que os FMAs satildeo simbiotroacuteficos obrigatoacuterios a obtenccedilatildeo desse tipo de sequecircncia eacute dificultada
Assim a inespecificidade dos iniciadores pode ter origem na baixa relaccedilatildeo DNA alvo
DNA natildeo-alvo nas condiccedilotildees suboacutetimas de PCR ou em problemas inerentes agraves amostras ou ao
meacutetodo de extraccedilatildeo de DNA de raiacutezes de cana-de-accediluacutecar A soluccedilatildeo para a validaccedilatildeo dos
iniciadores especiacuteficos e para o acesso agrave comunidade de Glomeromycota nas raiacutezes de cana-de-
accediluacutecar pode ser alcanccedilada por meio de experimentos para se testar esses paracircmentros Outro
ponto a ser observado eacute que eacute preciso ser cauteloso para conclusotildees tiradas sobre comunidades de
FMAs quando se emprega o par de iniciadores NS31 e AM1 sem o uso do sequenciamento como
nas anaacutelises de T-RFLP e DGGE Os resultados podem natildeo refletir a real da comunidade de
FMAs nas amostras
99
Apesar de a detecccedilatildeo de FMAs natildeo ser possiacutevel as sequecircncias obtidas satildeo informativas
quanto ao que ocorre com a estrutura da comunidade fuacutengica nas raiacutezes A alta frequecircncia de
sequecircncias de Ascomycota nas bibliotecas obtidas com os iniciadores F1Ra (especiacutefico para
fungos) AM1 (especiacutefico para FMAs) e os especiacuteficos para grupos de FMAs ACAU220
GIGA202 GLOMA690 e GLOMB673 indicam uma dominacircncia de fungos desse filo nas raiacutezes
de cana-de-accediluacutecar
Com o emprego do iniciador F1Ra foi estimada uma riqueza de ateacute 51 UTOs (Tabela 15)
e do AM1 uma riqueza de ateacute 65 UTOs (Tabela 17) em duas amostras de cana-de-accediluacutecar sob
manejo SEM QUEIMA e COM QUEIMA A razatildeo para a diferenccedila eacute que o iniciador F1Ra eacute
universal para Fungi enquanto o segundo eacute especiacutefico para um grupo de fungos No entanto com
o uso dos iniciadores grupo-especiacuteficos aqui desenhados foi estimada uma riqueza de ateacute 265
UTOs nas 36 amostras de raiacutezes de cana-de-accediluacutecar Com relaccedilatildeo agrave estrutura da comunidade
fuacutengica o uso dos iniciadores F1Ra ou AM1 e dos iniciadores especiacuteficos aqui desenhados
indicam diferenccedilas entre as comunidades fuacutengicas nos tratamento SEM QUEIMA e COM
QUEIMA pela anaacutelise de Libshuff Esses resultados podem indicar que o uso de apenas um par
de iniciadores mesmo universal para fungos e poucas repeticcedilotildees de amostras pode resultar em
baixa cobertura de amostragem da comunidade fuacutengica
Os iacutendices estimados de riqueza e de diversidade de UTOs com o uso dos iniciadores
especiacuteficos para fungos FMAs e FMAs grupo-especiacutefico natildeo foram diferentes entre os dois
manejos de colheita sugerindo que a comunidade fuacutengica natildeo eacute afetada em nuacutemero e diversidade
de organismos pelo sistema de colheita adotado pelo menos na eacutepoca avaliada Isso pode ser
explicado pelo pouco tempo de manejo SEM QUEIMA em que o teor de C no solo ainda natildeo foi
alterado (Tabela 7) indicando que a deposiccedilatildeo de palha sobre o solo ainda natildeo afeta
significativamente as propriedades quiacutemicas e bioloacutegicas do solo
100
3 CONCLUSOtildeES
A abundacircncia riqueza e diversidade de FMAs determinadas com base na presenccedila de
esporos assexuais no solo natildeo diferiu entre os tratamentos SEM QUEIMA e COM QUEIMA
preacutevia agrave colheita nem entre as variedades de cana-de-accediluacutecar e na interaccedilatildeo dos fatores Manejo de
Colheita e Variedades de cana-de-accediluacutecar
O manejo de colheita SEM QUEIMA preacutevia estimulou a colonizaccedilatildeo micorriacutezica
arbuscular em cana-de-accediluacutecar em relaccedilatildeo ao manejo com colheita COM QUEIMA preacutevia logo
apoacutes a primeira colheita
O uso de iniciadores especiacuteficos para fungos em geral (Reino Fungi) do iniciador AM1 e
dos iniciadores especiacuteficos para grupos de FMAs natildeo permitiu a detecccedilatildeo de FMAs nas raiacutezes de
cana-de-accediluacutecar
Os iacutendices de riqueza e diversidade e a estrutura da comunidade fuacutengica associados agraves
raiacutezes de cana-de-accediluacutecar determinados por meio dos dados de sequenciamento do gene rRNA
18S natildeo diferiram entre os manejos de colheita SEM QUEIMA e COM QUEIMA preacutevia
O manejo da cana-de-accediluacutecar e colheita COM QUEIMA preacutevia agrave colheita alterou a
estrutura da comunidade fuacutengica associada agraves raiacutezes logo apoacutes a primeira colheita
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AGRADECIMENTOS
Eu gostaria de agradecer ao CNPq pela bolsa no iniacutecio do Curso agrave FAPESP pela bolsa
concedida no restante do curso e agrave CAPES pela concessatildeo da bolsa de estudo para estaacutegio no
exterior por 5 meses
Ao Prof Dr Maacutercio Rodrigues Lambais pela orientaccedilatildeo e incentivo ao longo do curso
Ao Dr Prof Ari Jumpponen (Kansas State University Manhattan KS USA) por ter me
acolhido e me recebido nos EUA pela amizade pela sua constante confianccedila em nosso trabalho e
pelo seu incentivo agrave vida profissional
Ao Dr Prof Sidney Luiz Stuumlrmer por ter realizado o aacuterduo trabalho de identificaccedilatildeo dos
esporos de FMAs parte essencial desse trabalho
Ao Dr Prof Francisco de Sousa por disposiccedilatildeo em ajudar com discussotildees e
esclarecimentos sobre os trabalhos pela internet
Agrave Prof Dra Elke JBN Cardoso pela concessatildeo do material do laboratoacuterio de
Microbiologia do Solo e material da Coleccedilatildeo de FMAs aleacutem do constante apoio disposiccedilatildeo para
atender aos alunos e pela confianccedila depositada em mim
Agrave parte essencial de minha vida portanto desse trabalho tambeacutem
Meu Pai Erasmo minha Matildee Marlene meus irmatildeos Mateus Ana Julia e Maria Luiza aos
meus avoacutes Florinda Naziozeno (in memorian) e Quiteacuteria aos meus tios Maria Elena Malu
Ismael (in memorian) Raquel Israel e Maria Aparecida que sempre me incentivaram
acreditando e investindo em mim
Agradeccedilo especialmente agrave Simone por sua confianccedila apoio paciecircncia e por sua
companhia e incentivo
Aos teacutecnicos dos laboratoacuterios de Microbiologia Luis Fernado Baldesin Wladimir
Rosignolo e especialmente agrave Denise de Lourdes C Mescolotti pela ajuda nos experimentos em
laboratoacuterio
Ao Dr Joseacute Pereira Silva Juacutenior pela amizade esclarecimentos e ajuda na elaboraccedilatildeo do
projeto
Aos colegas e amigos durante a jornada de doutorado Adriano Lucheta Alessandra de
Paula Alexandre Martines Andreacute Nakatani Carolina Baretta Christie Monteiro Daniel
Lammel Daniele Takahashi Denise Santos Dilmar Baretta Eduardo Armas Elaine Malosso
5
Flaacutevio Alves Flaacutevio de Paula Gisele Lopes Giselle Gomes Heacutelio Jackson Lange Juliano Cury
Karina Cenciani Luiz Fernando Romanholo Magnus Marcela Arnaldo Maacutercio Morais Pablo
Hardoim Rafael Armas Rafael Leal Rafaela Robinson Moresca Simatildeo Lindoso Sandra
Soraya Kiriachek Winston todos estagiaacuterios e demais amigos natildeo mencionados aqui
Aos amigos que encontrei e que me acolheram em Manhattan Adelaide Altair Ana
Anand Daniel Dave David Fellipe Flaacutevia German Greg Keerthi Lia Leila Lorena Maria
Michael Nicolas Renata Thais William
6
SUMAacuteRIO
RESUMO 8
ABSTRACT 9
1 INTRODUCcedilAtildeO 10
2 DESENVOLVIMENTO 12
21 Revisatildeo bibliograacutefica 12
211 Micorrizas Arbusculares 12
212 Estudo de comunidades de fungos micorriacutezicos arbusculares 13
213 Taxonomia e identificaccedilatildeo molecular de fungos micorriacutezicos arbusculares 16
22 Material e meacutetodos 19
221 Comparaccedilatildeo dos meacutetodos de extraccedilatildeo de DNA das raiacutezes 19
222 Amplificaccedilatildeo do gene rRNA 18S de grupos especiacuteficos de FMAs 24
223 Estrutura da comunidade de FMAs em raiacutezes e solo rizosfeacuterico de cana-de-accediluacutecar sob
diferentes manejos de colheita 27
2231 Anaacutelises quiacutemicas do solo 28
2232 Extraccedilatildeo de esporos de FMAs do solo 29
2233 Colonizaccedilatildeo micorriacutezica intrarradicular 29
2234 Anaacutelise do gene rRNA 18S fuacutengico em raiacutezes de cana-de-accediluacutecar 30
22341 Amplificaccedilatildeo do gene rRNA 18S de fungos gerais e FMAs 30
22342 Amplificaccedilatildeo do gene rRNA 18S de grupos especiacuteficos de FMAs em cana-de-accediluacutecar 31
22343 Purificaccedilatildeo dos amplicons 32
22344 Clonagem dos amplicons do gene rRNA 18S 33
22345 Extraccedilatildeo do DNA plasmidial 33
7
22346 Sequenciamento dos clones do gene rRNA 18S 34
22347 Anaacutelise de sequecircncias do gene rRNA 18S 35
23 Resultados e Discussatildeo 36
231 Comparaccedilatildeo dos meacutetodos de extraccedilatildeo de DNA das raiacutezes 36
232 Desenho e validaccedilatildeo de iniciadores especiacuteficos para grupos de FMAs 41
233 Estrutura da comunidade de FMAs em raiacutezes e solo rizosfeacuterico de cana-de-accediluacutecar sob
diferentes manejos de colheita 56
2331 Atributos quiacutemicos do solo 56
2332 Produtividade da cana-de-accediluacutecar 59
2333 Fungos micorriacutezicos arbusculares no solo 60
2334 Colonizaccedilatildeo micorriacutezica intrarradicular 70
2335 Anaacutelise do gene rRNA 18S amplificado com os iniciadores NS7e F1Ra em raiacutezes de
cana-de-accediluacutecar 73
2336 Anaacutelise do gene rRNA 18S amplificado com os iniciadores NS31 e AM1 em raiacutezes de
cana-de-accediluacutecar 78
2337 Anaacutelise do gene rRNA 18S amplificado com os iniciadores especiacuteficos para grupos de
FMAs em raiacutezes de cana-de-accediluacutecar 83
3 CONCLUSOtildeES 100
REFEREcircNCIAS 101
8
RESUMO
Comunidades de fungos micorriacutezicos arbusculares no solo e raiacutezes de cana-de-accediluacutecar
Os fungos micorriacutezicos arbusculares (FMAs filo Glomeromycota) formam associaccedilotildees
simbioacuteticas com a maioria das plantas vasculares Normalmente as hifas dos FMAs crescem no
solo e colonizam o interior das raiacutezes No entanto natildeo se sabe se as espeacutecies mais abundantes
detectadas no solo por meio da identificaccedilatildeo com base na morfologia dos esporos assexuais satildeo
tambeacutem as mais abundantes no interior das raiacutezes devido agraves dificuldades para a identificaccedilatildeo dos
FMAs com base nas estruturas intrarradiculares Assim o objetivo do presente trabalho foi
avaliar a estrutura da comunidade de FMAs em cana-de-accediluacutecar sob dois manejos de colheita por
meio da identificaccedilatildeo das espeacutecies que estatildeo no solo na forma de esporos assexuais e aquelas que
estatildeo nas raiacutezes usando o sequenciamento de clones do gene rRNA 18S Amostras de solo e
raiacutezes de cana-de-accediluacutecar de trecircs variedades e dois manejos de colheita SEM QUEIMA preacutevia e
COM QUEIMA preacutevia agrave colheita foram coletadas em um experimento localizado no municiacutepio
de Novo Horizonte SP Foram utilizadas trecircs abordagens para a identificaccedilatildeo dos FMAs no
interior das raiacutezes emprego de (1) iniciador especiacutefico para fungos em geral (2) iniciador
especiacutefico para FMAs e (3) iniciadores especiacuteficos para grupos de FMAs O nuacutemero de esporos
por 50 g de solo a riqueza de espeacutecies observada e estimada e a diversidade de esporos natildeo
diferiram significativamente entre os manejos SEM QUEIMA e COM QUEIMA Efeitos
significativos de variedades de cana-de-accediluacutecar ou na interaccedilatildeo dos fatores manejo e variedade
natildeo foram observados A anaacutelise de ordenaccedilatildeo com base nos esporos identificados tambeacutem natildeo
indicou separaccedilatildeo das amostras em funccedilatildeo dos tratamentos Entretanto plantas do tratamento sob
manejo SEM QUEIMA apresentaram as maiores taxas de colonizaccedilatildeo micorriacutezica arbuscular
quando comparadas agraves plantas do tratamento sob manejo COM QUEIMA Esses dados indicam
que a taxa de colonizaccedilatildeo micorriacutezica arbuscular eacute um indicador mais sensiacutevel agrave mudanccedila de
manejo de colheita da cana-de-accediluacutecar do que os outros indicadores avaliados Apoacutes a extraccedilatildeo de
DNA das raiacutezes o uso dos iniciadores especiacuteficos para fungos em geral para FMAs e iniciadores
especiacuteficos para grupo de FMAs natildeo resultou em sequecircncias de Glomeromycota Mesmo assim a
comunidade de fungos associados agraves raiacutezes detectada por sequenciamento do gene rRNA 18S foi
avaliada Os resultados indicam que a estrutra da comunidade fuacutengica associada agraves raiacutezes de
cana-de-accediluacutecar diferiu significativamente entre os manejos de colheita SEM QUEIMA e COM
QUEIMA preacutevia apesar de natildeo haver diferenccedilas na riqueza e iacutendices de diversidade de unidades
taxonocircmicas operacionais observadas Em geral estudos adicionais devem ser feitos para
otimizar as condiccedilotildees para amplificaccedilatildeo do gene rRNA 18S de FMAs para melhor entender a
ecologia dos mesmos
Palavras-chave Micorriza arbuscular rRNA18S Ecologia Fungos
9
ABSTRACT
Arbuscular mycorrhizal fungi communities in soil and sugarcane roots
Arbuscular mycorrhizal fungi (AMF Glomeromycota) form mutualistic symbioses with
most land plants AMF hypha generally grow through the soil and colonize the cortical tissue of
the plant roots However it is not known whether the most abundant species in the soil
determined based on the morphology of asexual spores are the most abundant inside the roots
due the difficulties in identifying AMF based on intraradical structures Therefore the aim of this
study was to evaluate the AMF community structure in sugarcane rhizosphere and roots under
two harvesting managements based on spores in the soil and sequencing of 18S rRNA gene
clones respectively Sugarcane rhizosphere soil and roots were sampled from three varieties
under two harvesting managements without pre-harvesting burning and with pre-harvesting
burning at an experimental field located in Novo Horizonte (Satildeo Paulo Brazil) Three
approaches were used to identify AMF inside the roots (1) using fungi-specific primers (2)
using AMF-specific primers and (3) using AMF group-specific primers The number of spores in
the soil the observed and estimated species richness and the diversity of AMF spores in the
treatments without and with pre-harvesting burning were not statistically different Statistically
significant effects of sugarcane varieties or the interaction of the factors Harvesting Management
and Varieties were not observed Ordination analysis based on the identified spores did not show
clustering by treatments However intraradical root colonization rates were higher in the
treatment without pre-harvesting burning as compared to the treatment with pre-harvesting
burning These data indicate that intraradical colonization rate may be used as a more sensitive
indicator of environmental changes due to harvesting management as compared to the other
indicators evaluated The use of fungi-specific AMF-specific and AMF group-specific primers
did not allow the detection of Glomeromycota in the sugarcane roots sampled from the field
experiment Nonetheless the fungal communities associated with sugarcane roots detected by
18S rRNA gene clone sequencing were evaluated The results indicate that the fungal
communities associated with sugarcane roots from the treatments without and with pre-harvesting
burning were statistically different even though no differences in operational taxonomic unit
richness and diversity indices were observed In general additional studies are necessary to
optimize AMF 18S rRNA gene amplification for a better understanding of their ecology
Keywords Arbuscular mycorrhiza 18S rRNA Ecology Fungi
10
1 INTRODUCcedilAtildeO
Os fungos micorriacutezicos arbusculares (FMAs) formam associaccedilotildees simbioacuteticas com a
maioria das plantas vasculares terrestres (SMITH READ 1997) incluindo algumas de
importacircncia econocircmica para o homem (OrsquoCONNOR SMITH SMITH 2002) A associaccedilatildeo
micorriacutezica geralmente propicia melhor desenvolvimento vegetal devido ao aumento de absorccedilatildeo
de aacutegua e nutrientes principalmente foacutesforo (P) pelas hifas do FMA O fungo recebe em troca
fotoassimilados e fatores de crescimento necessaacuterios para completar o seu ciclo de vida (SMITH
BARKER 2002)
Entre as plantas que formam micorrizas arbusculares estaacute a cana-de-accediluacutecar uma cultura
de grande importacircncia econocircmica no Brasil (MAPA 2008) A expansatildeo das aacutereas cultivadas com
cana-de-accediluacutecar tem sido incentivada pelo interesse na produccedilatildeo de aacutelcool para uso como
combustiacutevel alternativo Previamente agrave colheita parte dessa aacuterea cultivada eacute queimada podendo
contribuir para o aumento de gases poluentes e responsaacuteveis pelo efeito estufa Assim a praacutetica
de colheita da cana-de-accediluacutecar sem queima vem ganhando interesse por causar menores impactos
ambientais No entanto os efeitos dessa alteraccedilatildeo do manejo da cultura de cana-de-accediluacutecar sobre a
microbiota dos solos satildeo poucos conhecidos
O uso da microbiota edaacutefica como indicador de impactos ambientais tem sido
extensivamente discutidos (NIELSEN WINDING 2002 LAMBAIS et al 2005 BUNEMANN
SCHWENKE GD VAN ZWIETEN 2006 FLIEszligBACH et al 2007 FRANCHINI et al
2007) Nesse contexto alteraccedilotildees na estrutura da comunidade de FMAs poderiam ser indicadores
de estresses ambientais No entanto para o eficiente uso dos FMAs como indicadores de
estresses ambientais eacute necessaacuterio identificar as espeacutecies presentes no ecossistema tanto em
associaccedilatildeo com o vegetal como no solo A identificaccedilatildeo dos FMAs eacute normalmente feita com base
na morfologia dos esporos pois as estruturas intrarradiculares de diferentes espeacutecies natildeo podem
ser diferenciadas morfologicamente O uso de teacutecnicas moleculares eacute uma alternativa para
superar essas dificuldades e viabilizar o estudo da ecologia dos FMAs Para a investigaccedilatildeo de
comunidades de FMAs iniciadores especiacuteficos para amplificar fragmentos do gene rRNA eou
espaccedilos intergecircnicos tecircm sido usados (HIJRI et al 2006 SANTOS-GONZAacuteLEZ FINLAY
TEHLER 2007 LEE LEE YOUNG 2008)
Entretanto a amplificaccedilatildeo de fragmentos do gene rRNA 18S de FMAs por PCR (Reaccedilatildeo
em Cadeia da Polimerase) ainda eacute limitada pois os iniciadores existentes natildeo amplificam o DNA
11
de todos os organismos do filo Glomeromycota Essa ineficiecircncia pode ser resultado do baixo
nuacutemero de sequecircncias do gene rRNA 18S disponiacuteveis para o desenho de iniciadores especiacuteficos
Alternativamente se iniciadores mais geneacutericos fossem usados a aplicaccedilatildeo dos meacutetodos de
sequenciamento em larga escala do gene rRNA 18S (rDNA) de amostras ambientais poderia
contornar o problema de especificidade dos iniciadores
Assim os objetivos deste estudo satildeo (1) avaliar meacutetodos de extraccedilatildeo de DNA e
desenvolver meacutetodos de amplificaccedilatildeo por PCR e sequenciamento de clones de fragmento do gene
rRNA 18S para a anaacutelise de comunidades de FMAs (2) investigar a diversidade e a estrutura das
comunidade de FMAs no solo rizosfeacuterico e raiacutezes de cana-de-accediluacutecar utilizando a teacutecnica
desenvolvida neste estudo em condiccedilotildees de campo e (3) determinar os efeitos da queima da
cana-de-accediluacutecar preacutevia agrave colheita na diversidade e estrutura das comunidades de FMAs
12
2 DESENVOLVIMENTO
21 Revisatildeo bibliograacutefica
211 Micorrizas Arbusculares
As micorrizas arbusculares (MAs) satildeo associaccedilotildees entre certos fungos do solo e uma
grande parte das plantas vasculares Esta associaccedilatildeo eacute encontrada em cerca de 70 de espeacutecies
vegetais e estaacute distribuiacuteda em vaacuterios ecossistemas terrestres (SMITH READ 1997) As MAs
tecircm importacircncia para a nutriccedilatildeo vegetal e ocorrem na maioria das espeacutecies cultivadas pelo
homem (BURROWS PFLEGER 2002 OrsquoCONNOR SMITH SMITH 2002)
Os FMAs pertencem ao filo Glomeromycota classe Glomeromycetes a qual possui 4
ordens 10 famiacutelias e 13 gecircneros com aproximadamente 180 espeacutecies descritas (SCHUumlSSLER
2008) Esses fungos colonizam o coacutertex das raiacutezes crescendo inter- e intracelularmente Em certo
momento da simbiose haacute uma intensa divisatildeo dicotocircmica do aacutepice da hifa no interior de ceacutelulas
corticais formando o arbuacutesculo estrutura possivelmente responsaacutevel pela troca de nutrientes
entre os simbiontes (BONFANTE-FASOLO 1984) Em estaacutedios mais tardios da colonizaccedilatildeo haacute
formaccedilatildeo de vesiacuteculas estruturas intrarradiculares com suposta funccedilatildeo de reserva de lipiacutedios e
formaccedilatildeo de esporos no solo ou no interior das raiacutezes
Os FMAs em associaccedilatildeo com o vegetal conectam o solo com as raiacutezes aumentando o
volume de solo explorado e ultrapassando a zona de depleccedilatildeo de alguns nutrientes Assim os
benefiacutecios nutricionais satildeo proporcionados pela maior absorccedilatildeo de elementos minerais
especialmente aqueles pouco moacuteveis no solo como P aleacutem de Zn e Cu (COLOZZI-FILHO
BALOTA 1994 SIQUEIRA 1996) Dessa forma em consequecircncia da melhoria do estado
nutricional da planta a associaccedilatildeo micorriacutezica pode trazer uma seacuterie de benefiacutecios para o
hospedeiro vegetal como a reduccedilatildeo dos estresses de origem bioacutetica e abioacutetica (QUILAMBO et
al 2005 COLLA et al 2008) e aumento da taxa fotossinteacutetica (SHENG et al 2008) Haacute
evidecircncias de que as MAs aumentam tambeacutem a absorccedilatildeo de aacutegua (ALMEIDA 1985 AL-
KARAKI MCMICHAEL ZAK 2004 AUGEacute et al 2004) conferindo agraves plantas maior
toleracircncia ao estresse hiacutedrico O miceacutelio crescendo no solo contribui para o aumento da
agregaccedilatildeo das partiacuteculas do solo por meio do enovelamento das hifas e produccedilatildeo de glomalina
(NOacuteBREGA et al 2001) A intensidade e a qualidade dos efeitos das MAs nas plantas e solo
13
dependem da interaccedilatildeo entre os genomas da planta do fungo e destes com o ambiente Poreacutem
em condiccedilotildees de baixa disponibilidade de nutrientes principalmente P a maior eficiecircncia
simbioacutetica promove uma maior conservaccedilatildeo de nutrientes no agroecossistema Sendo a simbiose
mutualista os FMAs tambeacutem se beneficiam recebendo fotoassimilados que necessitam para
completar seu ciclo de vida Dessa forma a base do mutualismo das MAs eacute a transferecircncia
bidirecional de nutrientes entre os simbiontes (SMITH BARKER 2002)
As MAs satildeo especialmente importantes nos ecossistemas de regiotildees tropicais uma vez
que nos solos dessas regiotildees boa parte do P estaacute fortemente associada a oacutexidos de ferro e
alumiacutenio acarretando uma baixa disponibilidade para as plantas O estudo da ecologia dos FMAs
nos solos apresenta no entanto uma seacuterie de limitaccedilotildees impostos principalmente pela
impossibilidade de se cultivar os FMAs in vitro
212 Estudo de comunidades de fungos micorriacutezicos arbusculares
Os estudos de comunidades de FMAs tem aumentado ao longo dos anos (KOYDE
MOSSE 2004) em face dos efeitos beneacuteficos das MAs para a nutriccedilatildeo das plantas e para a
conservaccedilatildeo de ecossistemas Segundo demonstrado por Heijden et al (1998) o aumento da
riqueza de espeacutecies de FMAs no solo aumenta a diversidade vegetal a entrada de nutrientes e a
produtividade do ecossistema Por outro lado existem indicativos de que a comunidade vegetal
tambeacutem pode influenciar as comunidades de FMAs (JOHNSON et al 2003) Por suas funccedilotildees
nos ecosistemas as comunidades de FMAs podem ser usadas para monitorar alteraccedilotildees na
qualidade do solo em funccedilatildeo de eventos de praacuteticas de manejo agriacutecola (NIELSEN WINDING
2002 LAMBAIS et al 2005 FLIEszligBACH et al 2007)
Alguns dos distuacuterbios impostos ao ambiente podem causar alteraccedilotildees nas comunidades de
FMAs que perduram durante anos dependendo de como ela eacute manejada Moreira et al (2007)
utilizaram atributos ecoloacutegicos com base nas comunidades de FMAs na forma de esporos no
solo para distinguir uma floresta nativa de uma aacuterea reflorestada com Araucaacuteria haacute 18 anos e
tendo pasto sob as aacutervores As duas aacutereas foram discriminadas com base em anaacutelise discrimante
canocircnica sendo que o iacutendice de Diversidade de Shannon de FMAs foi o atributo ecoloacutegico que
mais contribuiu para a distinccedilatildeo da aacuterea de floresta nativa e a aacuterea reflorestada Foram
identificadas 27 espeacutecies de FMAs nas duas aacutereas sendo que a aacuterea natural apresentou maior
14
diversidade e nuacutemero total de esporos do que a aacuterea reflorestada Os autores sugerem que a
ausecircncia de distuacuterbios e a maior diversidade de plantas tenha contribuiacutedo para a maior
diversidade e abundacircncia de FMAs
As praacuteticas agriacutecolas podem influenciar de forma significativa a composiccedilatildeo da
comunidade de FMAs na forma de esporos no solo Mathimaran et al (2007) avaliaram os efeitos
de cinco anos de rotaccedilatildeo de culturas sobre a comunidade de FMAs em um Ferralsol no Kenya
Haviam dois tratamentos de plantio rotaccedilatildeo de milho com crotalaacuteria e plantio contiacutenuo de
milho e dois tratamentos de adubaccedilatildeo com ou sem adubaccedilatildeo fosfatada Os autores acessaram a
comunidade por meio da extraccedilatildeo e identificaccedilatildeo de esporos e por sequenciamento da subunidade
maior do gene rRNA de esporos de cultura armadilha A diversidade de FMAs natildeo foi afetada
pelos manejos de plantio ou pela adubaccedilatildeo de P No entanto a abundacircncia relativa de espeacutecies foi
maior para o tratamento com rotaccedilatildeo de cultura
Em determinadas situaccedilotildees a mudanccedila do manejo da lavoura pode natildeo levar a mudanccedilas
na comunidade de FMAs O efeito do manejo de cultivo convencional e orgacircnico de pomares e
viveiros de citros sobre as comunidades de FMAs foi avaliado por Focchi et al (2004) Em 36
amostras de 6 pomares dois viveiros e uma aacuterea de mata nativa foram recuperadas 26 espeacutecies
de FMAs Os autores natildeo encontraram diferenccedilas nas comunidades de FMAs em funccedilatildeo do
manejo adotado embora praacuteticas conservacionistas como rotaccedilatildeo de culturas possam contribuir
para o aumento da diversidade e riqueza de FMAs no solo (DOUDS JANKE PETERS 1993
ROSALES VALDEacuteZ 1996)
Outro fator que pode causar alteraccedilotildees da estrutura da comunidade de FMAs eacute a queima
da biomassa vegetal Eom et al (1999) estudaram a comunidade fuacutengica em uma pradaria dos
EUA de 9 anos sob diferentes tratamentos regimes de queima corte da cobertura vegetal e
adubaccedilotildees nitrogenadas eou fosfatadas Os autores coletaram esporos para identificaccedilatildeo
morfoloacutegica e raiacutezes para determinaccedilatildeo da colonizaccedilatildeo micorriacutezica e verificaram que a queima
anual diminuiu a diversidade de FMAs mas natildeo a abundacircncia de esporos e a colonizaccedilatildeo
intrarradicular As interaccedilotildees dos tratamentos de queima roccedilagem da cobertura vegetal e
adubaccedilatildeo resultaram em mudanccedilas de diversidade e abundacircncia de FMAs mostrando que essas
praacuteticas influenciam os fatores do solo como teor de N e umidade os quais podem alterar a
comunidade de FMAs (EOM et al 1999)
15
Poucos trabalhos existem na literatura que tenham estudado a interaccedilatildeo de FMAs com
cana-de-accediluacutecar Paula et al (1991) estudaram a interaccedilatildeo de Gluconacetobacter diazotrophicus
com Glomus clarum em trecircs culturas incluindo a cana-de-accediluacutecar Os autores verificaram que a
inoculaccedilatildeo do FMA junto com uma mistura de bacteacuterias diazotroacuteficas resultou em maior
colonizaccedilatildeo micorriacutezica e maior populaccedilatildeo de G diazotrophicus na parte aeacuterea da cana-de-
accediluacutecar o que evidencia um sinergismo entre os dois microrganismos Gosal Gupta e Gosal
(2001) verificaram que a inoculaccedilatildeo com FMAs em cana-de-accediluacutecar micropropagada aumentou a
sobreviecircncia apoacutes transplante das plantas para o solo em relaccedilatildeo agraves placircntulas natildeo micorrizadas
Alguns trabalhos investigaram a influecircncia dos FMAs no desenvolvimento da cana-de-
accediluacutecar em condiccedilotildees de campo Foi observada que a resposta dessa cultura agrave MA aos 83 dias
apoacutes o plantio eacute baixa (KELLY et al 2001 2005) Por outro lado Reddy et al (2004)
verificaram aumento do crescimento da cana-de-accediluacutecar com inoculaccedilatildeo de alguns FMAs aos 40
e 80 dias apoacutes o plantio Em outro estudo foi observado que a produccedilatildeo de cana-de-accediluacutecar eacute
maior com a inoculaccedilatildeo de FMAs somente em tratamentos com adubaccedilatildeo inferior de nitrogecircnio
foacutesforo e potaacutessio comparada agrave cana-de-accediluacutecar sem inoculaccedilatildeo (QUILLOY LANSANG 1992)
Apesar desses trabalhos com cana-de-accediluacutecar nenhum deles avaliaram os efeitos dos
FMAs na produccedilatildeo final e na qualidade do produto como os teores de accediluacutecar Aleacutem do que na
maior parte dos estudos foi aplicada apenas uma variedade de cana-de-accediluacutecar Existe apenas um
artigo (REIS PAULA DOumlBEREINER 1999) e uma dissertaccedilatildeo de mestrado (ANDREOLA
1982) investigando a comunidade de FMAs em cana-de-accediluacutecar em condiccedilotildees de campo Reis
Paula e Doumlbereiner (1999) estudaram 14 variedades de cana-de-accediluacutecar em diversas lavouras no
estado do Rio de Janeiro e em Pernambuco Esses autores encontraram um total de 18 espeacutecies de
FMAs na forma de esporos e indicaccedilotildees de que a praacutetica da queima do canavial antes da colheita
pode reduzir a diversidade de FMAs Andreola (1982) analisou um ensaio de adubaccedilatildeo
nitrogenada e fosfatada e aplicaccedilatildeo de vinhaccedila em cana-de-accediluacutecar sobre um Latossolo no
municiacutepio de Araras SP ao longo de 13 meses O autor verificou maiores nuacutemeros de esporos e
taxa de colonizaccedilatildeo micorriacutezica arbuscular nos meses com maior precipitaccedilatildeo pluviomeacutetrica Jaacute a
aplicaccedilatildeo de vinhaccedila e a adubaccedilatildeo nitrogenada e fosfatada natildeo mudaram o nuacutemero de eporos no
solo e a taxa de colonizaccedilatildeo micorriacutezica arbuscular Assim os resultados de Andreola (1982)
mostram variaccedilatildeo de esporos e taxa de colonizaccedilatildeo micorriacutezica em funccedilatildeo da pluviosidade e
ausecircncia de resposta agrave aplicaccedilatildeo de vinhaccedila ou adubos fosfatados e nitrogenados
16
Portanto considerando os poucos trabalhos no assunto e a importacircncia da cultura para o
Brasil eacute tambeacutem importante o conhecimento sobre a comunidade de FMAs associada agrave cana-de-
accediluacutecar e os efeitos sofridos por essa comunidade em razatildeo de mudanccedilas de manejo ou alteraccedilotildees
do ambiente
213 Taxonomia e identificaccedilatildeo molecular de fungos micorriacutezicos arbusculares
A taxonomia dos FMAs eacute feita com base na morfologia e ontogenia de esporos assexuais
como tamanho cor forma nuacutemero de paredes caracteriacutesticas da hifa de sustentaccedilatildeo etc (Figura
1) Devido agrave semelhanccedila das estruturas fuacutengicas intrarradiculares natildeo eacute possiacutevel a identiicaccedilatildeo de
espeacutecies com base nas mesmas Assim existem vaacuterios limitantes para o estudo da ecologia dos
FMAs em condiccedilotildees de campo A morfologia e a produccedilatildeo dos esporos satildeo dependentes do
estaacutedio fisioloacutegico da planta hospedeira e das condiccedilotildees ambientais A magnitude da esporulaccedilatildeo
no solo pode natildeo refletir o grau de colonizaccedilatildeo das raiacutezes Assim uma espeacutecie de FMA pode
esporular abundantemente no solo mas colonizar uma pequena proporccedilatildeo do sistema radicular da
planta Em contraste uma espeacutecie que colonize uma grande proporccedilatildeo do sistema radicular pode
natildeo produzir um grande nuacutemero de esporos (REDECKER HIJRI WIEMKEN 2003) Essas
informaccedilotildees sugerem que as espeacutecies mais abundantes na forma de esporos no solo podem natildeo
representar as mais abundantes no interior das raiacutezes (CLAPP et al 1995 e ROSENDAHL
STUKENBROCK 2004) As dificuldades nos estudos de ecologia de FMAs tornam-se ainda
maiores devido ao fato dos mesmos serem biotroacuteficos obrigatoacuterios e natildeo serem passiacuteveis de
cultivo in vitro O uso de culturas armadilhas ou raiacutezes transformadas para a multiplicaccedilatildeo de
FMAs seria uma alternativa mas essa abordagem eacute trabalhosa e geralmente demanda longo
tempo aleacutem de existir a possibilidade de seleccedilatildeo de espeacutecies de FMAs pela planta hospedeira
usada (CARRENHO TRUFEM BONONI 2002)
Os esforccedilos para identificar espeacutecies conhecer a diversidade e a dinacircmica de comunidades
de FMAs satildeo cada vez maiores devido aos seus impactos na organizaccedilatildeo e produccedilatildeo de
ecossistemas incluindo agroecossistemas Para contornar tais problemas uma alternativa seria o
uso de teacutecnicas moleculares independentes de cultivo (REDECKER HIJRI WIEMKEN 2003
STUKENBROCK ROSENDAHL 2005 HEMPEL RENKER BUSCOT 2007) Por meio da
anaacutelise de certas regiotildees do DNA de FMAs eacute possiacutevel estabelecer relaccedilotildees filogeneacuteticas entre
17
diferentes filotipos encontrados em amostras de solo eou raiacutezes e definir a dinacircmica populacional
da aacuterea de estudo por exemplo Com o emprego da teacutecnica da PCR eacute possiacutevel produzir
relativamente grandes quantidades de DNA para anaacutelise a partir de amostras com concentraccedilotildees
iacutenfimas de DNA total Assim o uso da PCR revolucionou os estudos de filogenia e diversidade
geneacutetica de FMAs jaacute que os mesmos natildeo podem ser cultivados axenicamente Anaacutelises geneacuteticas
tecircm permitido a identificaccedilatildeo de FMAs em raiacutezes colonizadas bem como a definiccedilatildeo das
relaccedilotildees filogeneacuteticas de isolados de FMAs na forma de esporos (RENKER et al 2003
SHEPHERD et al 2007 CROLL et al 2008)
Figura 1 ndash Caracteriacutesticas morfoloacutegicas utilizadas para a identificaccedilatildeo taxonocircmica de FMAs A esporo de Glomus
etunicatum mostrando a hifa de sustentaccedilatildeo (ldquosubtending hyphardquo) e uma camada da parede do esporo
(ldquoL2rdquo) B esporos de Glomus clavisporum em esporocarpo mostrando a rede de hifas (ldquohyphal plexusrdquo)
C placa (ou escudo) de germinaccedilatildeo presente em esporo de Scutellospora scutata D detalhe de
ornamentaccedilatildeo da parede externa de um esporo de Acaulospora denticulata Fonte INVAM (2008)
Sequecircncias do gene rRNA 18S tecircm sido utilizadas para a identificaccedilatildeo taxonocircmica de
FMAs (HELGASON et al 1998 ROSENDAHL STUKENBROCK 2004) a qual
A Fonte INVAM 2008 B Fonte INVAM 2008
D Fonte INVAM 2008 C Fonte INVAM 2008
18
normalmente coincide com a taxonomia baseada em morfologia dos esporos (MORTON
REDECKER 2001 SCHWARZOTT WALKER SCUumlSSLER 2001 WALKER et al 2004)
Alternativamente os espaccediladores internos transcritos (ITS do inglecircs Internal Transcribed
Spacer) sequecircncias que separam os genes rRNA 18S 58S e 25S28S tambeacutem podem ser
utilizados para estudos filogeneacuteticos Poreacutem as sequecircncias dos ITS de FMAs satildeo altamente
variaacuteveis devido agrave grande variabilidade geneacutetica dos nuacutecleos dos esporos (SANDERS et al
1995 LLOYD-MACGILP et al 1996) o que pode inviabilizar a identificaccedilatildeo de espeacutecies com
base nessas sequecircncias
O uso de PCR para amplificar fragmentos do gene rRNA 18S de FMAs ainda eacute limitado
O iniciador AM1 (HELGASON et al 1998) geralmente utilizado nos estudos de comunidades
de FMAs natildeo amplifica o DNA de todas as espeacutecies de FMAs e pode amplificar o DNA de
alguns fungos que natildeo pertencem ao filo Glomeromycota (REDECKER 2000 DOUHAN et al
2005 LEE LEE YOUNG 2008) Outro iniciador utilizado para estudos de ecologiafilogenia de
FMAs eacute o VANS1 Poreacutem esse iniciador eacute complementar a uma regiatildeo natildeo muito conservada do
gene rRNA 18S de Glomeromycota (SIMON LALONDE BRUNS 1992 SCHUumlSSLER et al
2001) e pode natildeo amplificar o DNA de todas as espeacutecies de Glomeromycota A eficiecircncia dos
iniciadores para PCR depende do nuacutemero de sequecircncias de diferentes espeacutecies usadas para definiacute-
los De acordo com as bases de dados integradas pelo Centro Nacional de Informaccedilatildeo para
Biotecnologia (NCBI httpwwwncbinlmnihgov) no ano de 2006 existiam cerca de 3800
sequecircncias do gene rRNA 18S de fungos Glomeromycota depositadas e aproximadamente
49000 sequecircncias de fungos de outros filos Jaacute em 2008 aproximadamente 6500 sequecircncias do
gene rRNA 18S de Glomeromycota e 86000 sequecircncias de fungos de outros filos estavam
disponiacuteveis
Uma vez que as informaccedilotildees sobre sequecircncias do gene rRNA 18S na base de dados do
NCBI tecircm aumentado constantemente com maior nuacutemero tanto de sequecircncias alvo como natildeo-
alvo o desenho de novos iniciadores especiacuteficos mais eficientes se torna possiacutevel No entanto
como o filo Glomeromycota eacute bastante diverso para os genes rRNA uma alternativa seria o
desenho de iniciadores para grupos especiacuteficos de FMAs com menor diversidade geneacutetica
19
22 Material e meacutetodos
221 Comparaccedilatildeo dos meacutetodos de extraccedilatildeo de DNA das raiacutezes
Para o estudo de comunidades de FMAs colonizando as raiacutezes das plantas eacute necessaacuteria a
extraccedilatildeo do DNA total das raiacutezes colonizadas o qual eacute composto de DNA da planta e DNA de
fungos e outros microrganismos associados agraves raiacutezes Os meacutetodos de extraccedilatildeo de DNA de plantas
utilizam diferentes processos para a lise de membranas para a liberaccedilatildeo e a purificaccedilatildeo desses
aacutecidos nucleacuteicos da amostra Considerando-se a complexidade do DNA total extraiacutedo de raiacutezes
coletadas no campo os diferentes meacutetodos de extraccedilatildeo de DNA podem apresentar eficiecircncias
variaacuteveis Dessa forma foram testados cinco meacutetodos de extraccedilatildeo de DNA de raiacutezes visando a
anaacutelise de FMAs a elas associadas Foi avaliada a concentraccedilatildeo pureza e a viabilidade de
amplificaccedilatildeo do DNA total obtido utilizando-se raiacutezes de Brachiaria sp inoculadas com
diferentes espeacutecies de FMAs
As plantas foram previamente inoculadas com diferentes espeacutecies de FMAs e cultivadas
em vasos contendo solo esterilizado em autoclave Os FMAs utilizados foram
- Acaulospora scrobiculata
- Glomus clarum
- Gigaspora rosea
- Paraglomus brasilianum
- Glomus etunicatum
- Gigaspora rosea e Scutellospora heterogama
Foram utilizados cinco meacutetodos para extraccedilatildeo de DNA das raiacutezes colonizadas por FMAs
(Quadro 1) sendo dois deles com kits comerciais e outros trecircs adaptados de procedimentos
documentados na literatura conforme descrito abaixo
Antes da extraccedilatildeo de DNA as raiacutezes foram lavadas quatro vezes com aacutegua destilada para
remoccedilatildeo de impurezas mais grosseiras homogeneizadas e maceradas em nitrogecircnio liacutequido com
o uso de almofariz e pilatildeo de porcelana Cada amostra foi dividida em 5 aliacutequotas de mesma
massa fresca (200 a 500 mg) e transferidas para tubos de polietileno Assim foi utilizada a
mesma quantidade de material vegetal de cada amostra de raiacutezes para cada um dos 5 meacutetodos de
extraccedilatildeo de DNA
20
Meacutetodos
1 Kit FastDNA Spin (Bio 101 Vista Califoacuternia)
2 Kit UltraClean Soil DNA Isolation (Mo Bio Laboratories Carlsbad CA USA)
3 Meacutetodo adaptado de Edwards et al (1997)
4 Meacutetodo adaptado de Doyle e Doyle (1990)
5 Meacutetodo adaptado de Redecker (2000)
Quadro 1 ndash Meacutetodos utilizados para extraccedilatildeo de DNA de raiacutezes de braquiaacuteria
colonizadas por FMAs
Meacutetodo 1 kit FastDNA Spin (Bio 101 Vista Califoacuternia) O DNA total da amostra de
raiacutezes foi extraiacutedo de acordo com as instruccedilotildees do fabricante No microtubo de lise foram
adicionadas as raiacutezes maceradas e 800 μL de soluccedilatildeo de lise para tecidos vegetais (CLS-VF) mais
100 μL da soluccedilatildeo PPS Cada microtubo de lise continha granada finamente moiacuteda e 2 esferas de
ceracircmica O microtubo foi agitado em um homogeneizador FP120Fast Prep Cell Disruptor (Bio
101 Vista Califoacuternia) por 20 segundos com velocidade de 4ms-1
As amostras foram
centrifugadas por 10 minutos a 13000 g 600 μL da fase superior foram transferidos para novos
microtubos de 15 mL Foram adicionados 600 μL da soluccedilatildeo com matriz de ligaccedilatildeo e
prosseguiu-se com inversatildeo dos tubos por 20 vezes e incubaccedilatildeo a temperatura ambiente com leve
agitaccedilatildeo Em seguida as amostras foram centrifugadas a 13000 g por 1 minuto e o sobrenadante
foi descartado O peacutelete foi ressuspendido em 500 μL da soluccedilatildeo de lavagem SEWS A soluccedilatildeo
foi transferida para o filtro Spin Filter reg o qual foi acoplado a um microtubo Este conjunto foi
centrifugado por duas vezes a 13000 g por 1 minuto O filtrado foi descartado O filtro foi entatildeo
transferido para novo tubo e adicionaram-se 50 μL da soluccedilatildeo DES sobre a matriz de ligaccedilatildeo
contida no tubo A matriz foi ressuspendida cuidadosamente para hidrataccedilatildeo e solubilizaccedilatildeo do
DNA Essa mistura foi incubada por 5 minutos a temperatura ambiente e centrifugou-se a 13000
g por um minuto para recuperar o DNA eluiacutedo com DES O DNA obtido foi armazenado a -20
ordmC
Meacutetodo 2 Kit UltraClean Soil DNA Isolation (Mo Bio Laboratories Carlsbad CA
USA) O DNA foi extraiacutedo de acordo com o manual do fabricante com modificaccedilotildees conforme
descrito a seguir As raiacutezes maceradas foram transferidas para tubo contendo a soluccedilatildeo de lise
21
Bead A mistura foi agitada gentilmente e adicionaram-se 60 L da Soluccedilatildeo 1 Depois de inverter
o tubo por vaacuterias vezes este foi incubado a 70o C por 10 minutos Adicionaram-se 200 L de
Soluccedilatildeo IRS (Soluccedilatildeo de Remoccedilatildeo de Inibidor) e a soluccedilatildeo foi homogeneizada no
homogeneizador FP120Fast Prep Cell Disruptor (Bio 101 Vista Califoacuternia) por 20 segundos
com velocidade de 4 ms-1
O tubo foi centrifugado a 10000 g por 30 segundos e o sobrenadante
transferido para um novo tubo onde foram adicionados 250 L da Soluccedilatildeo 2 A soluccedilatildeo foi
homogeneizada em vortex por 5 segundos e o tubo incubado a 4o C por 5 minutos para depois ser
centrifugado a 10000 g por 1 minuto Todo o sobrenadante foi transferido para um novo tubo
onde se adicionaram 13 mL da Soluccedilatildeo 3 e a soluccedilatildeo foi homogeneizada em vortex por 5
segundos 700 L foram transferidos para o filtro do kit e o conjunto filtro-tubo foi centrifugado
agrave 10000 g por 1 minuto O filtrado foi descartado e adicionaram-se mais 700 L de soluccedilatildeo ao
mesmo filtro Em seguida o tubo foi centrifugado agrave 10000 g por 1 minuto O processo foi
repetido ateacute que todo o sobrenadante fosse filtrado Foram adicionados entatildeo 300 L da Soluccedilatildeo
4 sobre o filtro centrifugou-se a 10000 g por 30 segundos O filtrado foi descartado e
centrifugou-se novamente por 1 minuto Para recuperar o DNA o filtro foi transferido para um
novo tubo e adicionaram-se 50 l da Soluccedilatildeo 5 no centro do filtro O conjunto filtro-tubo foi
centrifugado a 10000 g por 30 segundos e depois o filtro foi descartado A soluccedilatildeo de DNA
obtida foi armazenada a ndash20o C
Meacutetodo 3 Meacutetodo adaptado de Edwards (1997) Agraves raiacutezes maceradas foram
adicionados 800 μL de soluccedilatildeo tampatildeo de Etil Xantana de Potaacutessio (625 mM de Etil Xantana de
Potaacutessio - PEX 100 mM de tris-HCl pH 75 700 mM NaCl 10 mM EDTA pH 80) As
suspensotildees foram homogeneizadas em vortex e incubadas a 65 ordmC por uma hora Depois da
incubaccedilatildeo foram adicionados 500 μL de fenolclorofoacutermioaacutelcool isoamiacutelico (25241 vvv) e a
mistura foi emulsificada em vortex Os microtubos foram centrifugados a 12000 g por 5 minutos
Uma aliacutequota de 650 μL do sobrenadante foi coleta e transferida para um novo tubo A essa
soluccedilatildeo foram adicionados mais 650 μL de fenolclorofoacutermioaacutelcool isoamiacutelico A mistura foi
emulsificada e centrifugada a 12000 g por 2 minutos A fase aquosa sobrenadante foi transferida
para novo tubo e misturada com 650 μL de clorofoacutermioaacutelcool isoamiacutelico (241 vv) As misturas
foram homogeneizadas novamente em vortex e centrifugadas a 12000 g por 5 minutos Um
volume de 500 μL do sobrenadante foi transferido para novo tubo onde foi adicionado 110 do
volume de acetato de soacutedio 3M (pH 52) e igual volume (500 μL) de isopropanol para
22
precipitaccedilatildeo do DNA A precipitaccedilatildeo do DNA foi feita por uma hora a 4 oC Em seguida os
tubos foram centrifugados por 15 minutos a 12000 g e a 4 ordmC O sobrenadante foi descartado e
adicionaram-se 500 μL de etanol 70 ao peacutelete formado Os microtubos foram centrifugados a
12000 g por 5 minutos O DNA precipitado foi seco em cacircmara de fluxo ressuspendido em 100
μL de TE (10 mM Tris HCl 1 mM de EDTA pH 80) e armazenado a -20 ordmC
Meacutetodo 4 Meacutetodo adaptado de Doyle Doyle (1990) Em cada microtubo de 15 mL
contendo as raiacutezes maceradas foram adicionados 650 μL da soluccedilatildeo tampatildeo de extraccedilatildeo (2 de
brometo de cetiltrimetilamocircnio (CTAB) 14 M de NaCl 100 mM deTris-HCl pH 80 20 mM de
EDTA pH 80 1 de polivinilpirrolidona PVP) Os microtubos foram agitados em vortex e
incubados em banho-maria a 55ordm C por 50 minutos Foram adicionados 650 μL de
clorofoacutermioaacutelcool isoamiacutelico (241 vv) e agitou-se em voacutertex ateacute formar uma emulsatildeo
Centrifugaram-se as amostras por 5 minutos a 12000 g para separaccedilatildeo do sobrenadante A fase
aquosa de cada amostra foi transferida para um novo microtubo onde se adicionou o mesmo
volume de isopropanol para precipitaccedilatildeo de DNA Em seguida os tubos foram centrifugados por
5 minutos a 12000 g Os peacuteletes formados foram lavados duas vezes com etanol 70 com
centrifugaccedilatildeo a 12000 g por 2 minutos para remoccedilatildeo de sais O DNA precipitado foi seco em
cacircmara de fluxo ressolubilizado em 50 μL de TE (10 mM Tris HCl 1 mM de EDTA pH 80) e
armazenado a -20 ordmC
Meacutetodo 5 Meacutetodo adaptado de Redecker (2000) A cada aliacutequota de raiacutezes maceradas
foram adicionados 300 μL de NaOH 025M Os microtubos foram incubados a 90 ordmC por 10
minutos Em seguida adicionaram-se 150 μL de Tris-HCl 05 M e 300 μL de HCl 025 M e
procedeu-se a incubaccedilatildeo por 10 minutos a 90 ordmC As amostras foram centrifugadas a 12000 g por
5 minutos e o sobrenadante foi transferido para um novo microtubo O DNA foi precipitado
adicionando-se o mesmo volume de isopropanol Em seguida os tubos foram centrifugados por 5
minutos a 12000 g Os peacuteletes de DNA foram lavados por duas vezes com etanol 70 seguido
de centrifugaccedilatildeo a 12000 g por 2 minutos para remoccedilatildeo de sais O DNA precipitado foi seco em
cacircmara de fluxo ressolubilizado em 50 μL de aacutegua ultrapura e armazenado a -20 ordmC
O DNA extraiacutedo por diferentes meacutetodos foi quantificado em gel por meio de comparaccedilatildeo
com marcador de massa Low DNA Mass Ladder (Invitrogen) apoacutes eletroforese A imagem do gel
de agarose (1) foi analisada com o programa FragmeNT Analysis Application version 11
(Molecular Dynamics GE Healthcare) O DNA tambeacutem foi quantificado por espectrofotometria
23
agrave 260 nm (SAMBROOK FRITSCH MANIATS 1989) O caacutelculo da concentraccedilatildeo de DNA na
amostra foi feito de acordo com a equaccedilatildeo
[DNA] = (50 ngμL-1
x D) x (A260 - A320)
Onde
D = fator de diluiccedilatildeo da amostra
A260 = absorbacircncia a 260 nm
A320 = absorbacircncia a 320 nm
A pureza do DNA foi determinada pela relaccedilatildeo das absorbacircncias a 260 e 280 nm
(SAMBROOK FRITSCH MANIATS 1989)
As amostras de DNA de raiacutezes de braquiaacuteria foram adicionalmente submetidas agrave PCR
com o objetivo de determinar se o DNA era amplificaacutevel Para isso foram utilizados os pares de
iniciadores NS1 e NS8 complementares ao gene rRNA 18S (WHITE et al 1990) e os
iniciadores SSU-Glom1 e LSU-Glom1 complementares agrave regiatildeo ITS (RENKER et al 2003) A
amplificaccedilatildeo do DNA foi feita em soluccedilatildeo contendo 04 M de cada iniciador 200 M de cada
um dos nucleotiacutedeos (dNTPs) 15 mM de MgCl2 (para o par de iniciadores NS1 e NS8) ou 20
mM de MgCl2 (para o par de iniciadores SSU-Glom1 e LSU-Glom1) 15 U de DNA polimerase
Taq e 1x o tampatildeo de reaccedilatildeo totalizando um volume de 30 l Os fragmentos de rDNA 18S
(iniciadores NS1 e NS8) foram amplificados apoacutes a desnaturaccedilatildeo inicial a 94 ordmC por 2 minutos
em 30 ciclos de desnaturaccedilatildeo a 94 ordmC por 30 segundos pareamento do iniciador a 53ordmC por 1
minuto extenccedilatildeo a 72 ordmC por 2 minutos seguidos de um periacuteodo final de extensatildeo de 10 minutos
a 72ordm C A regiatildeo ITS (iniciadores SSU-Glom1 e LSU-Glom1) foi amplificada apoacutes desnaturaccedilatildeo
inicial a 94 ordmC por 10 minutos em 40 ciclos de desnaturaccedilatildeo a 94 ordmC por 40 segundos 54 ordmC por
30 segundos 72 ordmC por 40 segundos seguidos de extensatildeo a 72 ordmC por 10 minutos Para todos os
ensaios empregou-se uma reaccedilatildeo controle negativo sem DNA Os amplicons obtidos foram
analisados por eletroforese em gel de agarose 1 (mv) e visualizados apoacutes coloraccedilatildeo com SYBR
Green
O experimento para comparaccedilatildeo dos meacutetodos de extraccedilatildeo de DNA teve um delineamento
inteiramente aleatorizado Para cada meacutetodo as repeticcedilotildees constituiacuteram-se das 6 amostras de
raiacutezes com diferentes espeacutecies de FMAs inoculadas Os dados de concentraccedilatildeo de DNA e da
24
relaccedilatildeo da absorbacircncia a 260 e 280 nm foram analisados por ANOVA e as meacutedias comparadas
pelo teste de Tukey Os dados foram transformados para x05
para normalizaccedilatildeo
222 Amplificaccedilatildeo do gene rRNA 18S de grupos especiacuteficos de FMAs
Esta etapa do trabalho foi desenvolvida no laboratoacuterio do Professor Ari Jumpponnen
(Division of Biology Kansas State University USA)
Com o objetivo de se desenhar iniciadores para amplificar DNA de FMAs sequecircncias do
gene rRNA 18S foram obtidas da base de dados do NCBI Nessa etapa natildeo foram utilizadas
sequecircncias de origem ambiental pois o desenho dos iniciadores deveria se basear em organismos
identificados Para que os iniciadores fossem discriminatoacuterios contra outros grupos de fungos
tambeacutem se utilizou sequecircncias do gene rRNA 18S de fungos dos filos Basidiomycota
Ascomycota Zygomycota e Chytriodiomycota Essas sequecircncias foram utilizadas como natildeo-alvo
na validaccedilatildeo dos iniciadores A entrada para a busca no NCBI foi ldquo(Glomeromycota AND 18S)
NOT (environmental OR uncultured)rdquo para as sequecircncias de FMAs e ldquo(Grupo de Fungo AND
18S AND AFTOL) NOT (internal)rdquo para cada um dos 4 grupos citados acima como
ldquo(Basidiomycota AND 18S AND AFTOL) NOT (internal)rdquo para Basidiomycota O termo
ldquointernalrdquo foi utilizado para se excluir sequecircncias da regiatildeo ITS no banco de dados Foram
coletadas 100 sequecircncias do gene rRNA 18S de FMAs e 59 sequecircncias de fungos natildeo-
micorriacutezicos arbusculares
Todas as sequecircncias foram importadas para o programa Sequencher 46 para o
alinhamento e formaccedilatildeo de contigs A formaccedilatildeo desses contigs permitiu a separaccedilatildeo em grupos
baseados nas diferenccedilas das sequecircncias dos organismos portanto baseado na filogenia
Inicialmente os paracircmetros de alinhamento foram ajustados da seguinte forma o algoritmo de
agrupamento (Assembly Algorithm) utilizou os dados impuros (Dirty Data) para haver mais rigor
na formaccedilatildeo de agrupamentos e para evitar a inserccedilatildeo de grandes ldquogapsrdquo Foi utilizado o
ReAligner (ANSON MYERS 1997) para otimizar ldquogapsrdquo como pequenos insertos A
percentagem miacutenima de coincidecircncia das sequecircncias (Minimum Match Percentage) foi 100
enquanto a cobertura miacutenima (Minimum Overlap) foi 100 A percentagem miacutenima de
similaridade das sequecircncias foi iniciada com o maior valor para se detectar e se eliminar as
sequecircncias idecircnticas visando a formaccedilatildeo de um banco de dados com sequecircncias uacutenicas apenas
25
Depois do primeiro alinhamento com 100 de similaridade seacuteries de alinhamentos foram feitos
com o paracircmetro de percentagem miacutenima de similaridade diminuindo um ponto percentual a cada
alinhamento O valor da cobertura miacutenima permaneceu a 100 para excluir a possibilidade de
alinhamento de regiotildees incorretas Assim os contigs para os grupos de sequecircncias de
Glomeromycota Acaulosporaceae Gigasporaceae Glomus grupo A e Glomus grupo B foram
usados para o desenho dos iniciadores que amplificassem o seu DNA alvo
Para a obtenccedilatildeo das sequecircncias consenso de cada grupo fez-se o alinhamento no
programa Multalin (CORPET 1988) No desenho dos iniciadores empregaram-se as sequecircncias
consenso dos grupos de FMAs nos programas Beacon Designer 702 (Premier Biosoft
International Palo Alto CA EUA) e Primer3 v040 (ROZEN SKALETSKY 2000) aleacutem da
busca manual dos iniciadores Na busca manual procuraram-se as regiotildees consenso para os
grupos de FMAs e que fossem dissimilares agraves sequecircncias natildeo-alvo
Apoacutes se encontrarem os possiacuteveis iniciadores especiacuteficos eles foram validados quanto agrave
especificidade utilizando o BLAST Nessa etapa a especificidade foi considerada quando a
similaridade e a cobertura para sequecircncias alvo foram de 100 e quando esses valores foram
menores para sequecircncias natildeo-alvo Assim a anaacutelise de similaridade foi feita utilizando-se as
seguintes entradas para busca no BLAST Glomeromycota o grupo de espeacutecies de cada iniciador
e Eucariotos sem Glomeromycota Os iniciadores ainda foram alinhados com as sequecircncias alvo
e natildeo-alvo para confirmar a especificidade a similaridade e a posiccedilatildeo de alinhamento no
programa Multialin Depois avaliou-se a temperatura de desnaturaccedilatildeo (melting temperature) o
tamanho do oligonucleotiacutedeo a formaccedilatildeo de grampos e o autopareamento utilizando-se o
programa Oligo Analyzer (Copyright (C) 2000-2002 Teemu Kuulasmaa) Por fim procedeu-se os
ensaios de amplificaccedilatildeo de DNA alvo por meio de PCR utilizando-se os iniciadores grupo-
especiacuteficos como Forward e um iniciador modificado de Borneman e Hartin (2000) como
Reverse (Tabela 1) Apoacutes a verificaccedilatildeo em alinhamentos com sequecircncias de Glomeromycota o
iniciador nu-SSU-1196 (BORNEMAN HARTIN 2000) foi alterado com degeneraccedilatildeo de uma
base ldquoCrdquo por ldquoC ou Trdquo (Y) Essa degeneraccedilatildeo permitiu obter 100 de similaridade entre as
sequecircncias de FMAs testadas
26
Tabela 1 ndash Iniciadores grupo-especiacuteficos para FMAs
Iniciador Sequecircncia (5rsquo 3rsquo) Especificidade Referecircncia
ACAU220 GGG GTT TCC CAT TGG TGR ATC AT Acaulosporaceae Esse estudo
GLOMB652 TAA GGG GTA TGA ACT GGT GTA G Glomus Grupo B Esse estudo
GLOMB673 GTC AAT TTC TCA CCT TCT GGA G Glomus Grupo B Esse estudo
GIGA202 AAA CCA ATA RCC TTC GGG TTT C Gigasporaceae Esse estudo
GIGA615 TAG TTG AAT TTC GGG GTT CTA C Gigasporaceae Esse estudo
GLOMA189 TTA GAT AAA AAA CCA ATA TCG GG Glomus Grupo A Esse estudo
GLOMA690 CGT AAT GCC ATT AAT TTG GTG T Glomus Grupo A Esse estudo
nu-SSU-1196
modificado TCT GGA CCT GGT GAG TTT YC Fungi
Modificado de
Borneman
Hartin (2000)
Para validaccedilatildeo dos iniciadores utilizaram-se amostras de DNA de FMAs provenientes de
vasos de multiplicaccedilatildeo obtidos de culturas do INVAM (West Virginia University) As espeacutecies
de FMAs utilizadas pertencem aos 4 grupos de FMAs Acaulospora lacunosa e A longula
(Acaulosporacea) Glomus claroideum (Glomus grupo B) Glomus caledonium (Glomus grupo
A) Scutellospora castanea e S calospora (Gigasporaceae) O DNA total foi extraiacutedo a partir do
substrato dos vasos de multiplicaccedilatildeo que continham esporos e raiacutezes colonizadas utilizando-se o
Ultra Clean Soil DNA Kit (MoBio Laboratories Carlsbad CA EUA)
Para otimizar as condiccedilotildees da amplificaccedilatildeo do DNA alvo para cada iniciador desenhado
foram testados os gradientes de concentraccedilatildeo de DNA temperatura de pareamento dos
iniciadores concentraccedilatildeo de MgCl2 concentraccedilatildeo de dNTPs concentraccedilatildeo de iniciadores
concentraccedilatildeo da enzima DNA Polimerase Taq aleacutem da presenccedila ou ausecircncia de BSA (Albumina
de Soro Bovino) As condiccedilotildees da PCR otimizadas foram 50 ng de DNA 15 mM de MgCl2
200 microM de cada dNTP 04 microM de cada iniciador 125 U da DNA polimerase Taq 1x tampatildeo
para a DNA polimerase sem o uso de BSA para um volume final de 25 microL O programa de
amplificaccedilatildeo foi 94 ordmC por 2 minutos para a desnaturaccedilatildeo inicial seguido por 30 ciclos de 94 ordmC
por 1 minuto 61 ordmC por 1minuto e 72 ordmC por 2 minutos e um passo de extensatildeo final a 72 ordmC por
8 minutos
Previamente aos ensaios com amostras ambientais a habilidade dos iniciadores em
amplificar o DNA alvo foi testada em amostras de DNA extraiacutedos de raiacutezes de cana-de-accediluacutecar e
27
Brachiaria sp inoculadas com FMAs e cultivadas em casa-de-vegetaccedilatildeo Amostras de DNA de
raiacutezes de uma pradaria dos Estados Unidos tambeacutem foram utilizadas para verificar a eficiecircncia e a
especificidade dos iniciadores em amostras do campo Essas amostras foram coletadas de um
experimento em pradaria conduzido na Konza Prairie Biological Station (estaccedilatildeo de estudos
bioloacutegicos da Kansas State University em Manhattan KS - httpwwwkonzaksuedukonza)
com comunidade vegetal dominada por espeacutecies nativas como Andropogon gerardii Panicum
virgatum e Sorghastum nutans As amostras satildeo de dois tratamentos sem adubaccedilatildeo nitrogenada e
com aplicaccedilatildeo de 10 g de N por m2
(JUMPPONEN et al 2005) O DNA dessas amostras foi
extraiacutedo com o kit MoBio Ultra Clean Soil DNA Kit
Foi necessaacuterio utilizar a nested PCR para a amplificaccedilatildeo do DNA alvo nas amostras
provenientes da pradaria Na primeira PCR foram utilizados os iniciadores NS1 e NS8 (WHITE
1990) A amplificaccedilatildeo foi feita com desnaturaccedilatildeo inicial a 94 ordmC por 2 minutos 25 ciclos de 94
ordmC por 1 minuto 58 ordmC por 1 minuto e 30 segundos e 72 ordmC por 2 minutos e extensatildeo final a 72
ordmC por 8 minutos Na segunda PCR utilizaram-se os iniciadores grupos especiacuteficos desenhados
nesse trabalho com as mesmas condiccedilotildees descritas acima para o DNA de raiacutezes de vasos de
multiplicaccedilatildeo Os produtos de PCR das amostras ambientais amplificados com o uso dos
iniciadores grupo-especiacuteficos foram ligados em vetor TOPO (Invitrogen) e clonados em
Escherichia coli Para o sequenciamento do DNA alvo os insertos foram amplificados a partir
das colocircnias de E coli e foram selecionados a partir do padratildeo de bandas apoacutes a digestatildeo com as
endonucleases AluI e HinfI Os clones que apresentaram os mesmos padrotildees de bandas foram
considerados iguais Escolheram-se apenas 1 a 3 representantes para o sequenciamento
dependendo do nuacutemero de clones com o mesmo padratildeo As sequecircncias foram obtidas utilizando-
se sequenciador capilar de alta capacidade da High-Throughput Sequencing Solutions empresa
administrada pela Universidade de Washington EUA
223 Estrutura da comunidade de FMAs em raiacutezes e solo rizosfeacuterico de cana-de-accediluacutecar sob
diferentes manejos de colheita
As amostras de solos e raiacutezes de cana-de-accediluacutecar foram coletadas para a extraccedilatildeo de
esporos para a determinaccedilatildeo da colonizaccedilatildeo intrarradicular e para a identificaccedilatildeo de sequecircncias
do gene rRNA 18S de FMAs nas raiacutezes Para tanto utilizou-se uma aacuterea experimental do Centro
28
de Tecnologia Canavieira (CTC) localizada na Usina Satildeo Joseacute da Estiva (21ordm30rsquo45rdquoS e
49ordm13rsquo08rdquoW) no municiacutepio de Novo Horizonte SP O experimento foi instalado em 16042004
sobre um latossolo vermelho-amarelo com dois tratamentos de manejo de colheita SEM
QUEIMA e COM QUEIMA preacutevia e trecircs variedades de cana-de-accediluacutecar (1) SP813250 (2)
SP801842 e (3) RB72454 As variedades foram plantadas com espaccedilamento de 15 m entre
linhas com seis repeticcedilotildees em blocos aleatorizados Anteriormente agrave implantaccedilatildeo do experimento
na aacuterea houve o cultivo de cana-de-accediluacutecar variedade SP711406 com 10 cortes e queima
previamente agrave cada colheita seguido de um cultivo de soja A amostragem foi feita aos 84 dias
apoacutes a primeira colheita da cana-de-accediluacutecar em 15122005 na profundidade de 0-10 cm sob as
trecircs variedades de cana-de-accediluacutecar A produtividade em toneladas de colmos por hectare (TCH)
tambeacutem foi calculada para as trecircs variedades
2231 Anaacutelises quiacutemicas do solo
As amostras de solo coletadas foram secas ao ar para a anaacutelise de pH H+Al Al Ca Mg
K P Carbono orgacircnico (CO) soma de bases (SB) capacidade de troca catiocircnica a pH 70 (CTC)
e saturaccedilatildeo da CTC por bases (Quadro 2)
Atributo Meacutetodo ou extrator Referecircncia
pH Medido em CaCl2 001M Raij et al 2001
H+Al pH em SMP Raij et al 2001
Al trocaacutevel KCl 1M e titulaccedilatildeo com NaOH 0025M Raij et al 2001
Ca Mg trocaacuteveis e P Resina trocadora de iacuteons Raij et al 2001
K trocaacutevel Melich 1 Silva 1999
Carbono orgacircnico (CO) Colorimetria Raij et al 2001
Soma de bases (SB) Somatoacuteria de Ca Mg K -
CTC (pH 70) Somatoacuteria de H+Al Ca Mg K -
Saturaccedilatildeopor bases da
CTC (V)
Saturaccedilatildeo = (Ca Mg K)100CTC -
Quadro 2 ndash Metodologias utilizadas para a anaacutelise quiacutemica do solo
A CTC a pH 70 foi calculada somando-se os teores de H + Al Ca Mg e K Depois
29
foram calculadas as porcentagens da saturaccedilatildeo da CTC por Ca Mg K e por Al (m) da seguinte
forma Saturaccedilatildeo do Elemento () = (teor do ElementoCTC)100
2232 Extraccedilatildeo de esporos de FMAs do solo
Os esporos dos FMAs foram extraiacutedos do solo por peneiramento uacutemido (GERDEMANN
NICOLSON 1963) e centrifugaccedilatildeo por duas vezes em soluccedilatildeo de sacarose 70 a 560 g por 2
minutos Os esporos foram identificados conforme descrito no International Culture Collection
of (Vesicular) Arbuscular Mycorrhiza Fungi (INVAM 2007) Para a anaacutelise estatiacutestica o nuacutemero
de esporos foi transformado para (x + 05)05
O iacutendice de diversidade de Shannon o reciacuteproco do
iacutendice de Simpson as estimativas de riqueza de espeacutecies e a estimativa de cobertura de
amostragem foram realizadas com o uso do programa SPADE (CHAO SHEN 2003) O iacutendice
de equitabilidade de Pielou foi calculada de acordo com Magurran (1988)
Para determinar a influecircncia das variaacuteveis ambientais na variabilidade de ocorrecircncia das
espeacutecies de FMAs sob cana-de-accediluacutecar foi realizada uma anaacutelise de redundacircncia canocircnica (RDA)
utilizando-se o programa ldquoCanoco for windows 45rdquo com transformaccedilatildeo dos dados para log x e
avaliaccedilatildeo da anaacutelise por meio do teste de permutaccedilatildeo de Monte-Carlo Na RDA a ordenaccedilatildeo das
amostras eacute condicionada diretamente pelas variaacuteveis ambientais e assim permite medida direta
da relaccedilatildeo entre as variaacuteveis ambientais e as espeacutecies detectadas Para eliminar a colinearidade de
dados e selecionar as variaacuteveis que melhor explicaram de forma significativa a variabilidade dos
dados utilizou-se Forward selection na RDA Dados de presenccedila e ausecircncia de espeacutecies de
FMAs foram utilizados para os caacutelculos
2233 Colonizaccedilatildeo micorriacutezica intrarradicular
Para a avaliaccedilatildeo da colonizaccedilatildeo intrarradicular pelos FMAs as raiacutezes de cana-de-accediluacutecar
foram lavadas e imersas em KOH 10 por uma noite Depois foram aquecidas a 60ordmC em KOH
10 por 10 minutos para clarificaccedilatildeo Apoacutes a clarificaccedilatildeo as estruturas fuacutengicas foram coradas
por 3 minutos a 90ordmC com tinta de caneta comercial Parkerreg 5 diluiacuteda em soluccedilatildeo de aacutecido
aceacutetico 5 e lactoglicerol 10 A colonizaccedilatildeo das raiacutezes foi analisada sob microscoacutepio
estereoscoacutepio pelo meacutetodo da placa reticulada segundo Giovannetti e Mosse (1980) Os dados
30
foram transformados para arcsen(x + 1)05
para as anaacutelises estatiacutesticas
2234 Anaacutelise do gene rRNA 18S fuacutengico em raiacutezes de cana-de-accediluacutecar
O DNA das amostras de raiacutezes do campo foi extraiacutedo com o objetivo de amplificar e
clonar fragmentos do gene rRNA 18S de FMAs O DNA foi extraiacutedo com kit comercial Fast
DNA (Bio101 Vista) apoacutes a lavagem das raiacutezes com aacutegua desionizada e maceraccedilatildeo em
nitrogecircnio liacutequido A clonagem do gene rRNA 18S de FMAs foi realizada usando trecircs
abordagens A primeira abordagem foi com a utilizaccedilatildeo de iniciadores especiacuteficos para um
segmento do gene rRNA 18S conservado em fungos (NS7 e F1Ra) Assim apoacutes o
sequenciamento de clones poderiacuteamos detectar as populaccedilotildees de fungos em geral incluindo as
populaccedilotildees de FMAs A segunda abordagem teve como objetivo amplificar parte do gene rRNA
18S de fungos do filo Glomeromycota utilizando-se o iniciador AM1 descrito como especiacutefico
para FMAs (HELGASON et al 1998) A terceira abordagem foi desenhar iniciadores especiacuteficos
para amplificar fragmentos do gene rRNA 18S de grupos especiacuteficos de FMAs nas amostras de
raiacutezes de cana-de-accediluacutecar do campo Para o desenho dos iniciadores inicialmente procurou-se
obter sequecircncias de FMAs mantidos em vasos de multiplicaccedilatildeo As abordagens e meacutetodos
utilizados estatildeo descritos em detalhes abaixo
22341 Amplificaccedilatildeo do gene rRNA 18S de fungos gerais e FMAs
O gene rRNA 18S fuacutengico foi amplificado por nested PCR com os iniciadores universais
para eucariotos NS1 e NS8 (WHITE et al 1990) na primeira reaccedilatildeo de amplificaccedilatildeo Os
produtos da primeira PCR foram diluiacutedos 50 vezes e utilizados em uma segunda reaccedilatildeo de
amplificaccedilatildeo com o par de iniciadores NS7 e F1Ra (SOUZA et al 2004) para amplificar DNA
de fungos em geral e os iniciadores NS31 e AM1 para amplificar DNA de Glomeromycota A
primeira reaccedilatildeo de amplificaccedilatildeo foi realizada com DNA total extraiacutedo das raiacutezes em soluccedilatildeo
contendo 04 M de cada um dos iniciadores (NS1 e NS8) 200 M de cada um dos nucleotiacutedeos
(dNTPs) 15 mM de MgCl2 1 U da enzima (DNA polimerase Taq) e 1x o tampatildeo de reaccedilatildeo
totalizando um volume de 30 l Apoacutes desnaturaccedilatildeo inicial a 94 ordmC por 2 minutos os fragmentos
de rDNA 18S foram amplificados em 30 ciclos de desnaturaccedilatildeo a 94 ordmC por 30 segundos
31
pareamento do iniciador a 53ordmC por 1 minuto extenccedilatildeo a 72 ordmC por 2 minutos seguidos de um
periacuteodo final de extensatildeo de 10 minutos a 72ordm C
A segunda reaccedilatildeo de amplificaccedilatildeo foi realizada com o produto de amplificaccedilatildeo da
primeira reaccedilatildeo diluiacutedo em soluccedilatildeo contendo 04 M de cada um dos iniciadores (NS7 e F1Ra ou
NS31 e AM1) 200 M de cada um dos nucleotiacutedeos (dNTPs) 10 mM de MgCl2 2 U da enzima
(DNA polimerase Taq) e 1x o tampatildeo de reaccedilatildeo totalizando um volume de 20 l A
amplificaccedilatildeo com os iniciadores NS7 e F1Ra foi feita apoacutes desnaturaccedilatildeo inicial a 94 ordmC por 2
minutos em 30 ciclos de 94 ordmC por 1 minuto 62ordmC por 28 segundos 72 ordmC por 1 minuto
seguidos de 5 minutos a 72ordm C para extensatildeo final A amplificaccedilatildeo com os iniciadores NS31e
AM1 foi feita apoacutes desnaturaccedilatildeo inicial a 94ordm C por 2 minutos em 35 ciclos de 94ordm C por 30
segundos 60ordm C por 30 segundos 72ordm C por 45 segundos (aumentando 1segundo por ciclo) e
seguido de extensatildeo final a 72ordm C por 5 minutos Os amplicons corados com SYBR Green foram
visualizados em gel de agarose 1 apoacutes eletroforese
22342 Amplificaccedilatildeo do gene rRNA 18S de grupos especiacuteficos de FMAs em cana-de-
accediluacutecar
Os iniciadores desenhados foram utilizados para avaliar a estrutura das comunidades de
FMAs em raiacutezes de cana-de-accediluacutecar sob os manejos SEM QUEIMA e COM QUEIMA preacutevia agrave
colheita O DNA total extraiacutedo das raiacutezes usando o meacutetodo 1 (kit Bio101) foi amplificado com os
iniciadores NS31 e AM1 para comparaccedilatildeo da eficiecircncia dos mesmos As condiccedilotildees para a
amplificaccedilatildeo utilizando os iniciadores aqui desenhados foram as mesmas descritas acima para as
raiacutezes da pradaria A ligaccedilatildeo dos amplicons transformaccedilatildeo de E coli clonagem e extraccedilatildeo de
DNA plasmidial foi feita conforme descrito acima para os inciadores NS7 e F1Ra e para NS31 e
AM1 Para as raiacutezes de cana-de-accediluacutecar 20 clones obtidos com cada iniciador e de cada um dos
tratamentos de colheita foram sequenciados O sequecircnciamento de ampliconsobtidos de raiacutezes de
cana-de-accediluacutecar foi feito em sequenciador automaacutetico ABI 3100 utilizando-se o DYEnamic ET
Terminator Cycle Sequencing Kit (ABI Prism 3100 Applied Biossystems) As sequecircncias foram
analisadas para detecccedilatildeo de quimeras no programa Chimera Check utilizando o mesmo meacutetodo
descrito acima
32
Na anaacutelise de BLAST as sequecircncias obtidas de cada iniciador foram avaliadas
separadamente Tanto as sequecircncias obtidas do NCBI para o desenho de iniciadores como as
sequecircncias de cana-de-accediluacutecar do campo foram alinhadas por meio do ClustalW no programa
MEGA 40 (TAMURA et al 2007) e manualmente ajustadas para a anaacutelise filogeneacutetica As
sequecircncias ambientais obtidas com o emprego do iniciador ACAU220 foram alinhadas em 624
posiccedilotildees sendo 304 parsimocircnia-informativas As sequecircncias do iniciador GIGA202 foram
alinhadas em 586 posiccedilotildees sendo 313 parsimocircnia-informativas Alinharam-se as sequecircncias de
GLOMA690 em 298 posiccedilotildees com 115 parsimocircnia-informativas Por fim as sequecircncias do
iniciador GLOMB673 foram alinhadas em 498 posiccedilotildees sendo 239 parsimocircnia-informativas As
relaccedilotildees filogeneacuteticas entre as sequecircncias fuacutengicas foram inferidas por meio da anaacutelise de
neighbor joining (NJ) (SAITOU NEI 1987) no programa MEGA 40 Sequecircncias do gene rRNA
18S de milho (Zea mays) soja (Glycine max) e Homo sapiens foram utilizadas como outgroup
Na anaacutelise de NJ os ldquoGapsrdquo e ldquomissing datardquo sofreram deleccedilatildeo completa o modelo de
substituiccedilatildeo foi o de Jukes-Cantor com taxas uniformes entre sites A robustez da topologia
inferida foi testada com 1000 replicatas de ldquobootstraprdquo
As sequecircncias obtidas com todos os iniciadores em raiacutezes de cana-de-accediluacutecar foram
alinhadas em 256 posiccedilotildees sendo 124 parsimocircnio-informativas Utilizou-se o programa DOTUR
para o agrupamento de sequecircncias em unidades taxonocircmicas operacionais (UTOs) para a anaacutelise
de diversidade e para a obtenccedilatildeo da curva de rarefaccedilatildeo de sequecircncias As sequecircncias com uma
similaridade gt 99 foram consideradas pertencentes agrave mesma UTO Foi feita comparaccedilatildeo entre
as bibliotecas de sequecircncias por meio do programa webLIBSHUFF (SINGLETON et al 2001)
utilizando-se as matrizes de distacircncias evolutivas calculadas
22343 Purificaccedilatildeo dos amplicons
Os amplicons foram purificados dos geacuteis de agarose com o kit GFX PCR DNA and Gel
Band Purification (GE Healthcare) conforme instruccedilotildees do fabricante
As bandas de DNA foram excisadas do gel de agarose e colocadas em microtubo de 15
mL adicionando-se 1 microL de uma soluccedilatildeo tampatildeo de captura (GE Healthcare) por mg de gel O
microtubo foi agitado vigorosamente em vortex e incubado a 60oC ateacute que a agarose estivesse
completamente dissolvida Apoacutes a dissoluccedilatildeo total da agarose a amostra foi centrifugada por 30
33
segundos a 12000 g e incubada agrave temperatura ambiente durante 10 minutos Uma aliacutequota de
aproximadamente 300 microL da amostra foi transferida para a coluna de purificaccedilatildeo incubada
durante 10 minutos a temperatura ambiente e centrifugada por 30 segundos a 12000 g Este
processo foi entatildeo repetido com o volume restante da amostra O liacutequido que passou pela coluna
durante a centrifugaccedilatildeo foi descartado e adicionou-se agrave coluna 500 microL de tampatildeo de lavagem
(GE Healthcare) seguido de uma incubaccedilatildeo durante 10 minutos a temperatura ambiente e
centrifugaccedilatildeo por 30 segundos a 12000 g A coluna foi entatildeo transferida para um microtubo de
15 mL Para eluiccedilatildeo do DNA adicionou-se 50 microL de TE (pH 80) diretamente na matriz da
coluna incubando-se por 10 minutos e em seguida centrifugou-se por 30 segundos a 8000 g O
DNA recuperado no microtubo foi novamente centrifugado por 90 segundos a 8000 g para
remover a resina remanescente A soluccedilatildeo de DNA foi entatildeo transferida para novo microtubo de
15 mL A qualidade do DNA foi determinada apoacutes eletroforese em gel de agarose 1 (TBE 05
X) e coloraccedilatildeo com SYBR-Green I (Moleculat Probes) O marcador de massa Low DNA Mass
Ladder (Invitrogen) foi utilizado como padratildeo de tamanho e quantidade de DNA
22344 Clonagem dos amplicons do gene rRNA 18S
Os amplicons de parte do gene rRNA 18S foram clonados no vetor pGEM-T Easy
(Promega) segundo as instruccedilotildees do fabricante A reaccedilatildeo de ligaccedilatildeo dos amplicons ao plasmiacutedeo
foi feita utilizando-se tampatildeo de ligaccedilatildeo raacutepida 1X (30 mM Tris-HCl pH 78 10 mM DDT 1
mM ATP 5 polietilenoglicol PEG) e 3 U de DNA ligase T4 A soluccedilatildeo foi incubada a 4 ordmC
durante 16 horas Em seguida ceacutelulas competentes de Ecoli DH5α foram transformadas por
meio de choque teacutermico utilizando-se os produtos da reaccedilatildeo de ligaccedilatildeo As ceacutelulas transformadas
foram plaqueadas em meio Luria Bertani (LB-aacutegar) contendo ampicilina (50 microg mL-1
) e X-Gal
(5-bromo-4-cloro-3-indolil--D-galactosideo 20 microg mL-1
) As bacteacuterias contendo plasmiacutedeos
recombinantes foram selecionadas para cultivo em meio LB liacutequido contendo ampicilina (50 microg
mL-1
) durante 22 horas a 38 ordmC sob agitaccedilatildeo horizontal a 300 rpm
22345 Extraccedilatildeo do DNA plasmidial
Apoacutes o cultivo das bacteacuterias contendo o plasmiacutedeo recombinante em microplacas as
34
suspensotildees celulares foram centrifugadas por 6 minutos a 4000 g a 20 oC O sobrenadante foi
descartado e o peacutelete obtido foi lavado com 240 microL de uma soluccedilatildeo tampatildeo contendo 25 mM
Tris-HCl (pH 80) 10 mM EDTA (pH 80) e 50 mM de glicose centrifugado a 20oC por 6
minutos e 4000 g Apoacutes descarte do sobrenadante foi adicionado 80 microL da soluccedilatildeo tampatildeo e em
seguida as ceacutelulas foram ressuspendidas por agitaccedilatildeo Para uma microplaca de fundo ldquoUrdquo
contendo 1 microL de RNAse em cada cavidade (10 mg mL-1
) foram transferidos 60 microL de cada
suspensatildeo de ceacutelulas Em cada poccedilo da placa foram adicionados 60 microL da soluccedilatildeo de lise (NaOH
02 N e SDS 1) a placa foi selada a suspensatildeo homogeneizada por inversatildeo e incubada a
temperatura ambiente por 10 minutos Em seguida foram adicionados 60 microL de soluccedilatildeo
contendo 3M de acetato de potaacutessio 10 de aacutecido aceacutetico glacial misturando por inversatildeo A
placa foi mantida por 10 minutos agrave temperatura ambiente e entatildeo incubada aberta em estufa a
90oC por 30 minutos Apoacutes esse tempo a placa foi resfriada em gelo por 10 minutos e
centrifugada por 4 minutos (4000 g 20oC) O sobrenadante foi transferido para uma placa de 96
poccedilos Millipore (MAGV N22) fixada sobre uma placa de fundo ldquoVrdquo de 250 microL e o conjunto
centrifugado (sem a tampa) por 4 minutos a 4000 g e 4 oC Ao filtrado adicionou-se 110 microL de
isopropanol gelado e em seguida centrifugou-se por 45 minutos a 4000 g a 4 oC O precipitado
de DNA foi entatildeo lavado com 180 microL de etanol 70 Centrifugou-se novamente a 4000 g por 5
minutos a 4 oC Apoacutes o descarte do sobrenadante inverteu-se a placa sobre papel absorvente e
centrifugou-se por 1 minuto a 900 g e 4 oC Apoacutes secar durante 1 hora a temperatura ambiente o
DNA foi ressolubilizado em 80 microL de aacutegua ultrapura esterilizada durante toda a noite e
armazenado a -20 oC O DNA foi quantificado atraveacutes de espectrofotometria a 260 nm e sua
integridade determinada por eletroforese em gel de agarose 1 (TBE 05 X)
22346 Sequenciamento dos clones do gene rRNA 18S
Para o sequenciamento dos clones de fragmentos do gene rRNA 18S utilizou-se 200-500
ng de DNA plasmidial 10 pmol do iniciador M13f (5rsquo GTA AAA CGA CGG CCA G 3rsquo) 2 microL
de DYEnamic ET Terminator (GE Healthcare) 2 microL de soluccedilatildeo tampatildeo Save Money (200 mM
Tris-HCl pH 90 5 mM MgCl26H2O) e aacutegua ultrapura para um volume final de 10 microL A
amplificaccedilatildeo por PCR foi realizada em um termociclador Mastercycler Gradiente (Eppendorf)
com as seguintes condiccedilotildees 25 ciclos de 20 segundos a 95 oC 15 segundos a 50
oC e 1 minuto a
35
60 o
C Os produtos de PCR foram precipitados com 110 de volume de uma soluccedilatildeo de acetato de
soacutedio 15 M e EDTA 250 mM e 6 volumes de etanol 95 gelado As suspensotildees foram
centrifugadas a 4000 g por 45 minutos e o peacutelete lavado com etanol 70 a temperatura
ambiente O peacutelete foi seco no escuro por no miacutenimo 2 horas ressuspendido em formamida e
desnaturado a 96oC por 5 minutos O sequenciamento foi realizado em um sequenciador capilar
automaacutetico ABI 3100 (Applied Biosystems) de acordo com as recomendaccedilotildees do fabricante
22347 Anaacutelise de sequecircncias do gene rRNA 18S
A similaridade com sequecircncias de DNA existentes no banco de dados do GenBank foi
determinada pelo Basic Local Alignment Search Tool (BLAST) no NCBI (ALTSCHUL et al
1990) A existecircncia de quimeras foi determinada usando o Chimera Check version 27 do
Ribosomal Database Project (RDP) (MAIDAK et al 1999) Foi considerado que as sequecircncias
satildeo potencialmente quimeacutericas se elas tecircm um ponto de quebra de quimera distinto gt20 no
Chimera Check Para se confirmar a indicaccedilatildeo do programa Chimera Check as sequecircncias foram
re-analisadas usando-se o BLAST depois da exclusatildeo dos nucleotiacutedeos anteriores e posteriores ao
ponto de quebra da quimera Se um dos dois seguimentos isto eacute o anterior ou o posterior ao
ponto de quebra foi mais similar a outro organismo do que o organismo mais similar agrave sequecircncia
original completa entatildeo a sequecircncia foi considerada como quimera
Para a anaacutelise filogeneacutetica as sequecircncias foram agrupadas por UPGMA com distacircncia-p
Cada grupo foi formado com valor de corte de 04 de distacircncia entre as sequecircncias Uma
sequecircncia representativa de cada grupo formado foi utilizada para construccedilatildeo da aacutervore
filogeneacutetica por neighbor-joining (NJ) utilizando-se o programa MEGA versatildeo 31(KUMAR
TAMURA NEI 2004) apoacutes alinhamento das sequecircncias no programa ClustalW e ajuste manual
O alinhamento das sequecircncias foi feito com deleccedilatildeo completa dos ldquogapsrdquo e a matriz de distacircncia
foi calculada utilizando-se o paracircmetro Jukes-Cantor como modelo de substituiccedilatildeo assumindo
taxa uniforme de substituiccedilatildeo para siacutetios variaacuteveis A robustez da topologia inferida por NJ foi
testada por 1000 repeticcedilotildees de bootstrap (PEER WACHTER 1994)
Para o agrupamento de sequecircncias em unidades taxonocircmicas operacionais (UTOs)
empregou-se o programa DOTUR (SCHLOSS HANDELSMAN 2005) Para isso foi utilizada
uma matriz de distacircncia evolutiva calculada com o programa DNADIST com algoritmo de
36
Jukes-Cantor apoacutes alinhamento das sequecircncias dos clones das bibliotecas da amostra de raiacutezes de
cana-de-accediluacutecar SEM QUEIMA e da amostra COM QUEIMA preacutevia agrave colheita As sequecircncias
com uma similaridade gt 99 foram consideradas pertencentes agrave mesma UTO A estimativa de
riqueza de UTOs pelos meacutetodos natildeo-parameacutetricos ACE-1 (CHAO LEE 1992) e e Chao1
(CHAO 1984) dos iacutendices de diversidade de Shannon reciacuteproco do iacutendice de Simpson e a
cobertura de amostragem foram realizadas com o programa SPADE (CHAO SHEN 2003) A
comparaccedilatildeo estatiacutestica das bibliotecas de clones foi feita por meio do programa webLIBSHUFF
(SINGLETON et al 2001) utilizando as matrizes de distacircncias evolutivas calculadas
anterormente
23 Resultados e Discussatildeo
231 Comparaccedilatildeo dos meacutetodos de extraccedilatildeo de DNA das raiacutezes
O DNA total extraiacutedo das raiacutezes de braquiaacuteria inoculadas com FMAs apoacutes a eletroforese
pode ser visto na Figura 2 As amostras extraiacutedas com o meacutetodo adaptado de Redecker (2000)
foram as uacutenicas a natildeo apresentar bandas no gel As concentraccedilotildees de DNA obtidas com cada
meacutetodo satildeo apresentadas na Figura 3 Pode-se observar com base no desvio padratildeo que o meacutetodo
que apresenta menor variaccedilatildeo na quantidade de DNA extraiacuteda entre amostras eacute o kit MoBio
seguido pelo kit Bio101 Os meacutetodos adaptados de Edwards et al (1997) de Doyle e Doyle
(1990) e de Redecker (2000) apresentaram maior variabilidade entre as amostras Poreacutem a
concentraccedilatildeo dada pela comparaccedilatildeo com marcador molecular diferiu em ordem e em magnitude
da concentraccedilatildeo determinada com base na absorbacircncia
37
Figura 2 ndash Eletroforese em gel de agarose (2) do DNA total extraiacutedo de raiacutezes de braquiaacuteria colonizadas com
FMAs usando 5 diferentes meacutetodos de extraccedilatildeo A espeacutecie de FMA inoculada nas raiacutezes de braquiaacuteria
estaacute descrita acima do grupo de amostras LM - marcador de massa Low DNA Mass Ladder 1 ndash
extraccedilatildeo de DNA com kit FastDNA Spin (Bio 101 Vista Califoacuternia) 2 ndash extraccedilatildeo de DNA com kit
UltraClean Soil DNA Isolation (Mo Bio Laboratories Carlsbad CA USA) 3 ndash extraccedilatildeo de DNA com
meacutetodo adaptado de Edwards et al (1997) 4 ndash extraccedilatildeo de DNA com meacutetodo adaptado de Doyle amp
Doyle (1990) 5 ndash extraccedilatildeo de DNA com meacutetodo Adaptado de Redecker (2000)
As amostras extraiacutedas pelos meacutetodos do kit Bio101 adaptado de Edwards et al (1997) e
adaptado de Doyle e Doyle (1990) apresentaram DNA de melhor qualidade com base na relaccedilatildeo
A260A280 (Figura 4) Na Figura 4 eacute possiacutevel observar maior variabilidade na relaccedilatildeo A260A280
para as amostras do kit MoBio seguidas do kit Bio101 protocolo adaptado de Edwards (1997)
Doyle e Doyle (1990) e de Redecker (2000) Apesar disso as amostras do kit Bio101 foram as
que apresentaram maior eficiecircncia na amplificaccedilatildeo do gene rRNA 18S por PCR (Tabelas 2 e 3)
A eficiecircncia na amplificaccedilatildeo natildeo seguiu a ordem de concentraccedilatildeo de DNA inicial de qualquer um
dos meios de quantificaccedilatildeo tampouco apresentou maior frequecircncia de amplificaccedilatildeo as amostras
com valores de A260A280 mais proacuteximos a 18 Apesar de menor quantidade de DNA em relaccedilatildeo
ao extraiacutedo pelos meacutetodos adaptados de Edwards et al (1997) e de Doyle e Doyle (1990) a
eficiecircncia de amplificaccedilatildeo foi maior para as amostras obtidas com o Kit Bio101 Utilizando-se o
par de iniciadores NS1 e NS8 natildeo foi possiacutevel amplificar o DNA das amostras extraiacutedas com o
meacutetodo adaptado de Redecker (2000) ou com o adaptado de Edwards et al (1997) (Tabela 2) A
Massa (ng)
100 60 40
20
10
5
Massa (ng)
100 60 40
20
10
5
38
maior frequumlecircncia de amplificaccedilatildeo foi obtida com o DNA extraiacutedo com kit Bio101 (83 )
seguida pelo DNA extraiacutedo com o meacutetodo adaptado de Doyle e Doyle (1990) (67 ) e
finalmente pelo DNA extraiacutedo com o kit MoBio (50 ) A avaliaccedilatildeo do gel de agarose apoacutes
eletroforese do DNA extraiacutedo sugere que esses resultados podem estar relacionados a impurezas
presentes na amostra Apoacutes a eletroforese nota-se um efeito de arraste nas amostras mais
concentradas sendo mais intenso nas amostras de DNA obtidas com os meacutetodos adaptados de
Edwards et al (1997) e de Doyle e Doyle (1990)
Quando se utilizou o par de iniciadores SSU Glom1 e LSU Glom1 o miacutenimo de 3
amostras de DNA de um total de 5 de cada meacutetodo apresentou amplificaccedilatildeo positiva (Tabela 3)
Novamente a maior frequecircncia de amplificaccedilatildeo foi observada com as amostras de DNA extraiacutedo
pelo kit Bio101 (100 ) seguidas do meacutetodo adaptado de Edwards et al (1997) e de Doyle e
Doyle (1990) (83 ) e pelo kit MoBio e o meacutetodo adaptado de Redecker (2000) (67 ) Sendo
assim o meacutetodo usando o kit Bio101 foi o escolhido para as extraccedilotildees de DNA das raiacutezes de
cana-de-accediluacutecar em condiccedilotildees do campo
Figura 3 ndash Concentraccedilatildeo de DNA de raiacutezes de braquiaacuteria extraiacutedo com os 5 meacutetodos A - concentraccedilatildeo determinada
por comparaccedilatildeo com marcador de massa B - concentraccedilatildeo medida a partir da absorbacircncia a 260 nm As
barras verticais indicam o desvio padratildeo Meacutedias seguidas de letras iguais natildeo diferem estatisticamente
pelo Tukey (p lt 005) O DNA extraiacutedo com o meacutetodo adaptado adaptado de Redecker (2000) natildeo foi
visualizado no gel apoacutes a eletroforese
A B
a a
b b
c
a
b bc
c
39
Figura 4 ndash Valores da relaccedilatildeo entre as absorbacircncias a 260 e 280 nm (A260A280) do DNA extraiacutedo de raiacutezes de
Brachiaria sp As barras representam o desvio padratildeo
Pode-se concluir que as quantificaccedilotildees de DNA por comparaccedilatildeo com marcador de massa
e por espectrofotometria nem sempre refletem a quantidade e a viabilidade de amplificaccedilatildeo do
DNA em amostras ambientais com uma comunidade microbiana diversa Sendo assim em
estudos de amostras ambientais natildeo eacute adequado se fazer generalizaccedilotildees sobre a metodologia mais
eficiente para a quantificaccedilatildeo do DNA ou para a avaliaccedilatildeo de sua qualidade O ideal seria um
estudo preacutevio para determinar as melhores condiccedilotildees de extraccedilatildeo e quantificaccedilatildeo para a
investigaccedilatildeo pretendida
A260A
280
40
Tabela 2 - Amplificaccedilatildeo do fragmento do gene rRNA 18S de amostras de DNA extraiacutedo de raiacutezes de braquiaacuteria utilizando
os iniciadores NS1 e NS8
FMA inoculado
Meacutetodo
A
scrobiculata
G
rosea
G
clarum
G
etunicatum
P
brasilianum
G rosea e S
heterogama FA ()
Kit Bio101 + + + + - + 83
Kit MoBio - + + - - + 50
Adaptado de Edwards et al (1997) - - - - - - -
Adaptado de Doyle amp Doyle (1990) + + - + - + 67
Adaptado de Redecker (2000) - - - - - - -
FA ()
40 60 40 40 - 60
FA - Frequecircncia de amplificaccedilatildeo
Tabela 3 - Amplificaccedilatildeo do fragmento do gene rRNA 18S de amostras de DNA extraiacutedo de raiacutezes de braquiaacuteria utilizando os
iniciadores SSU Glom1 e LSU Glom1
FMA inoculado
Meacutetodo
A
scrobiculata
G
rosea
G
clarum
G
etunicatum
P
brasilianum
G rosea e S
heterogama FA ()
Kit Bio101 + + + + + + 100
Kit MoBio - + + - + + 67
Adaptado de Edwards et al (1997) + + + + - + 83
Adaptado de Doyle amp Doyle (1990) - + + + + + 83
Adaptado de Redecker (2000) + - + + - + 67
Freq () 60 80 100 80 60 100
FA - Frequecircncia de amplificaccedilatildeo
41
232 Desenho e validaccedilatildeo de iniciadores especiacuteficos para grupos de FMAs
Para a obtenccedilatildeo de sequecircncias do gene rRNA 18S de FMAs comuns a ecossistemas
brasileiros inicialmente foram utilizadas espeacutecies isoladas da coleccedilatildeo de FMAs do Departamento
de Ciecircncia do Solo da ESALQ mantidas em plantas multiplicadoras em casa-de-vegetaccedilatildeo A
amplificaccedilatildeo com os pares de iniciadores NSF4 e NSR1787 ou NS1 e NS8 do DNA extraiacutedo de
esporos das espeacutecies Gigaspora margarita Gigaspora rosea Scutellospora heterogama Glomus
intraradices Glomus formasanum Acaulospora scrobiculata e Paraglomus brasilianum
apresentou aproximadamente 30 de eficiecircncia No entanto a clonagem desses fragmentos em
E coli natildeo foi possiacutevel Considerando-se que existe um bom nuacutemero de sequecircncias do gene
rRNA 18S de espeacutecies de FMAs comuns em ecossistemas brasileiros depositadas nos bancos de
dados puacuteblicos e que o dispecircndio de recursos e tempo para otimizaccedilatildeo da teacutecnica natildeo eacute
compensador decidiu-se usar tais sequecircncias depositadas para desenho de iniciadores especiacuteficos
para grupos de FMAs Desse modo nesse trabalho foram desenhados iniciadores especiacuteficos
para os grupos de FMAs mais frequentes em amostras ambientais Acaulosporaceae
Gigasporaceae Glomus Grupo A e Glomus Grupo B
As sequecircncias utilizadas para o desenho dos iniciadores satildeo apresentadas na Tabela 4
Essas foram alinhadas e agrupadas em funccedilatildeo de sua similaridade usando-se o programa
Sequencher 46 A famiacutelia Acaulosporaceae formou um agrupamento a 96 de similaridade o
Glomus Grupo B formou um agrupamento a 95 Gigasporaceae a 94 e Glomus Grupo A a
93 de similaridade
A formaccedilatildeo de um agrupamento somente com as sequecircncias de Glomeromycota natildeo foi
possiacutevel porque a diversidade de sequecircncias entre os FMAs eacute alta ao ponto de o agrupamento
apresentar sequecircncias de outros fungos Isto eacute uma das limitaccedilotildees para se desenhar um iniciador
que seja especiacutefico para todos os fungos de Glomeromycota A razatildeo para isso eacute a divergecircncia
dos grupos basais de Archaeosporaceae e Paraglomeraceae A Figura 5 apresenta a anaacutelise
filogeneacutetica das sequecircncias do gene rRNA 18S representativas dos gupos e que foram utilizadas
para o desenho de iniciadores
42
Tabela 4 ndash Sequecircncias de fungos alvo e natildeo-alvo obtidas do banco de dados do NCBI para o desenho de iniciadores
especiacuteficos para amplificarem o gene rRNA 18S de Glomeromycota
(continua)
Organismo Grupo Filo Acesso
Acaulospora laevis Acaulosporaceae Glomeromycota [AJ2508471]
Acaulospora laevis Acaulosporaceae Glomeromycota [Y176332]
Acaulospora longula Acaulosporaceae Glomeromycota [AJ3064391]
Acaulospora scrobiculata Acaulosporaceae Glomeromycota [AJ3064421]
Entrophospora colombiana Acaulosporaceae Glomeromycota [AB2201701]
Gigaspora albida Gigasporaceae Glomeromycota [AJ8526001]
Gigaspora albida Gigasporaceae Glomeromycota [AJ8525991]
Gigaspora decipiens Gigasporaceae Glomeromycota [U961461]
Gigaspora gigantea Gigasporaceae Glomeromycota [AJ8526021]
Gigaspora gigantea Gigasporaceae Glomeromycota [AJ8526011]
Gigaspora gigantea Gigasporaceae Glomeromycota [EF0143621]
Gigaspora margarita Gigasporaceae Glomeromycota [AJ8526051]
Gigaspora margarita Gigasporaceae Glomeromycota [AJ8526041]
Gigaspora margarita Gigasporaceae Glomeromycota [AJ8526031]
Gigaspora margarita Gigasporaceae Glomeromycota [AM1811441]
Gigaspora margarita Gigasporaceae Glomeromycota [AM1811431]
Gigaspora rosea Gigasporaceae Glomeromycota [AJ8526081]
Gigaspora rosea Gigasporaceae Glomeromycota [AJ8526071]
Gigaspora rosea Gigasporaceae Glomeromycota [AJ8526061]
Gigaspora rosea Gigasporaceae Glomeromycota [X587261]
Scutellospora aurigloba Gigasporaceae Glomeromycota [AJ2760932]
Scutellospora aurigloba Gigasporaceae Glomeromycota [AJ2760922]
Scutellospora calospora Gigasporaceae Glomeromycota [AJ3064461]
Scutellospora calospora Gigasporaceae Glomeromycota [AJ3064451]
Scutellospora calospora Gigasporaceae Glomeromycota [AJ3064431]
Scutellospora castanea Gigasporaceae Glomeromycota [AF0385901]
Scutellospora cerradensis Gigasporaceae Glomeromycota [AB0413451]
Scutellospora cerradensis Gigasporaceae Glomeromycota [AB0413441]
Scutellospora fulgida Gigasporaceae Glomeromycota [AJ3064351]
Scutellospora gilmorei Gigasporaceae Glomeromycota [AJ2760942]
Scutellospora gregaria Gigasporaceae Glomeromycota [AJ8712751]
Scutellospora gregaria Gigasporaceae Glomeromycota [AJ8712741]
Scutellospora heterogama Gigasporaceae Glomeromycota [AJ3064341]
Scutellospora heterogama Gigasporaceae Glomeromycota [AY6358321]
Scutellospora heterogama Gigasporaceae Glomeromycota [U365931]
Scutellospora heterogama Gigasporaceae Glomeromycota [AJ8526091]
Scutellospora nodosa Gigasporaceae Glomeromycota [AJ3064371]
Scutellospora projecturata Gigasporaceae Glomeromycota [AJ2427291]
Scutellospora reticulata Gigasporaceae Glomeromycota [AJ8712731]
Scutellospora spinosissima Gigasporaceae Glomeromycota [AJ3064361]
Scutellospora weresubiae Gigasporaceae Glomeromycota [AJ3064441]
Glomus caledonium Glomus grupo A Glomeromycota [Y176532]
Glomus caledonium Glomus grupo A Glomeromycota [Y176353]
Glomus clarum Glomus grupo A Glomeromycota [AJ2760842]
Glomus clarum Glomus grupo A Glomeromycota [AJ8525971]
Glomus coremioides Glomus grupo A Glomeromycota [AJ2497151]
Glomus coronatum Glomus grupo A Glomeromycota [AJ2760862]
Glomus fasciculatum Glomus grupo A Glomeromycota [Y176402]
Glomus fragilistratum Glomus grupo A Glomeromycota [AJ2760852]
Glomus geosporum Glomus grupo A Glomeromycota [AJ2456372]
Glomus intraradices Glomus grupo A Glomeromycota [AJ3018591]
43
Tabela 4 ndash Sequecircncias de fungos alvo e natildeo-alvo obtidas do banco de dados do NCBI para o desenho de iniciadores
especiacuteficos para amplificarem o gene rRNA 18S de Glomeromycota
(continuaccedilatildeo)
Organismo Grupo Filo Acesso
Glomus intraradices Glomus grupo A Glomeromycota [AJ8525261]
Glomus intraradices Glomus grupo A Glomeromycota [AY6358311]
Glomus intraradices Glomus grupo A Glomeromycota [DQ3226301]
Glomus intraradices Glomus grupo A Glomeromycota [X587251]
Glomus manihotis Glomus grupo A Glomeromycota [U365901]
Glomus manihotis Glomus grupo A Glomeromycota [Y176483]
Glomus mosseae Glomus grupo A Glomeromycota [AJ3064381]
Glomus mosseae Glomus grupo A Glomeromycota [AY6358331]
Glomus mosseae Glomus grupo A Glomeromycota [U961431]
Glomus mosseae Glomus grupo A Glomeromycota [U961441]
Glomus mosseae Glomus grupo A Glomeromycota [U961451]
Glomus sinuosum Glomus grupo A Glomeromycota [AJ1337061]
Glomus verruculosum Glomus grupo A Glomeromycota [AJ3018581]
Glomus etunicatum Glomus grupo B Glomeromycota [AJ8525981]
Glomus cf etunicatum Glomus grupo B Glomeromycota [Y176442]
Glomus luteum Glomus grupo B Glomeromycota [U365911]
Glomus claroideum Glomus grupo B Glomeromycota [AF1397321]
Glomus viscosum Glomus grupo B Glomeromycota [Y176522]
Glomus etunicatum Glomus grupo B Glomeromycota [Y176392]
Glomus luteum Glomus grupo B Glomeromycota [AJ2760893]
Glomus lamellosum Glomus grupo B Glomeromycota [AJ2760872]
Glomus claroideum Glomus grupo B Glomeromycota [AJ2760802]
Glomus claroideum Glomus grupo B Glomeromycota [AJ2760792]
Glomus claroideum Glomus grupo B Glomeromycota [AJ2760752]
Glomus lamellosum Glomus grupo B Glomeromycota [AJ2760833]
Archaeospora leptoticha Ambisporaceae Glomeromycota [AB0150521]
Archaeospora leptoticha Ambisporaceae Glomeromycota [AB2201721]
Archaeospora leptoticha Ambisporaceae Glomeromycota [AJ0064661]
Archaeospora leptoticha Ambisporaceae Glomeromycota [AJ3018611]
Acaulospora trappei Archaeosporaceae Glomeromycota [AJ0068001]
Acaulospora trappei Archaeosporaceae Glomeromycota [AJ0068011]
Archaeospora trappei Archaeosporaceae Glomeromycota [AM1142741]
Archaeospora trappei Archaeosporaceae Glomeromycota [Y176343]
Diversispora spurca Diversisporaceae Glomeromycota [AJ2760772]
Diversispora spurca Divesisporaceae Glomeromycota [Y176502]
Glomus versiforme Diversisporaceae Glomeromycota [AJ2760883]
Glomus versiforme Diversisporaceae Glomeromycota [X866873]
Glomus fulvum Glomeraceae Glomeromycota [AM4185431]
Pacispora scintillans Pacisporaceae Glomeromycota [AJ6199551]
Pacispora scintillans Pacisporaceae Glomeromycota [AJ6199541]
Pacispora scintillans Pacisporaceae Glomeromycota [AJ6199531]
Glomus occultum Paraglomeraceae Glomeromycota [AJ0067981]
Glomus occultum Paraglomeraceae Glomeromycota [AJ0067991]
Paraglomus brasilianum Paraglomeraceae Glomeromycota [AJ3018621]
Paraglomus occultum Paraglomeraceae Glomeromycota [AJ2760813]
Paraglomus occultum Paraglomeraceae Glomeromycota [AJ2760822]
Paraglomus occultum Paraglomeraceae Glomeromycota [DQ3226291]
Geosiphon pyriformis natildeo-alvo Glomeromycota [AJ2760742]
Geosiphon pyriformis natildeo-alvo Glomeromycota [AM1839231]
Geosiphon pyriformis natildeo-alvo Glomeromycota [X866862]
Geosiphon pyriformis natildeo-alvo Glomeromycota [Y159043]
44
Tabela 4 ndash Sequecircncias de fungos alvo e natildeo-alvo obtidas do banco de dados do NCBI para o desenho de iniciadores
especiacuteficos para amplificarem o gene rRNA 18S de Glomeromycota
(continuaccedilatildeo)
Organismo Grupo Filo Acesso
Geosiphon pyriformis natildeo-alvo Glomeromycota [Y159053]
Buellia dialyta natildeo-alvo Ascomycota [DQ9730091]
Capnodium coffeae natildeo-alvo Ascomycota [DQ2478081]
Capnodium salicinum natildeo-alvo Ascomycota [DQ6779971]
Capronia munkii natildeo-alvo Ascomycota [EF4136031]
Capronia pilosella natildeo-alvo Ascomycota [DQ8231061]
Cladonia caroliniana natildeo-alvo Ascomycota [AY5846641]
Diaporthe eres natildeo-alvo Ascomycota [DQ4710151]
Geoglossum nigritum natildeo-alvo Ascomycota [AY5446941]
Ophioparma lapponica natildeo-alvo Ascomycota [DQ9730051]
Orbilia auricolor natildeo-alvo Ascomycota [DQ4710011]
Orbilia vinosa natildeo-alvo Ascomycota [DQ4710001]
Peziza proteana f sparassoides natildeo-alvo Ascomycota [AY5447031]
Peltula umbilicata natildeo-alvo Ascomycota [DQ7828871]
Peziza vesiculosa natildeo-alvo Ascomycota [DQ4709951]
Taphrina wiesneri natildeo-alvo Ascomycota [AY5482931]
Xylaria acuta natildeo-alvo Ascomycota [AY5447191]
Xylaria hypoxylon natildeo-alvo Ascomycota [AY5446921]
Amanita brunnescens natildeo-alvo Basidiomycota [AY7070961]
Lactarius lignyotus natildeo-alvo Basidiomycota [DQ4576261]
Pleurotus ostreatus natildeo-alvo Basidiomycota [AY6570151]
Puccinia poarum natildeo-alvo Basidiomycota [DQ8310292]
Rhodotorula glutinis natildeo-alvo Basidiomycota [DQ8321941]
Rhodotorula hordea natildeo-alvo Basidiomycota [AY6570131]
Rhodotorula mucilaginosa natildeo-alvo Basidiomycota [DQ8321991]
Sphenospora kevorkianii natildeo-alvo Basidiomycota [DQ3545201]
Tilletiaria anomala natildeo-alvo Basidiomycota [AY8037521]
Trechispora sp natildeo-alvo Basidiomycota [AY8037531]
Tremella aurantia natildeo-alvo Basidiomycota [DQ8360001]
Udeniomyces puniceus natildeo-alvo Basidiomycota [DQ8360061]
Uromyces appendiculatus natildeo-alvo Basidiomycota [DQ3545101]
Ustilago tritici natildeo-alvo Basidiomycota [DQ8468951]
Chytriomyces hyalinus natildeo-alvo Chytridiomycota [DQ5364871]
Cladochytrium replicatum natildeo-alvo Chytridiomycota [AY5466831]
Cyllamyces aberensis natildeo-alvo Chytridiomycota [DQ5364811]
Gaertneriomyces semiglobiferus natildeo-alvo Chytridiomycota [AF1642472]
Olpidium brassicae natildeo-alvo Chytridiomycota [DQ3226241]
Physoderma maculare natildeo-alvo Chytridiomycota [DQ5364891]
Polychytrium aggregatum natildeo-alvo Chytridiomycota [AY6017111]
Rhizidium endosporangiatum natildeo-alvo Chytridiomycota [DQ5364841]
Rhizophlyctis harderi natildeo-alvo Chytridiomycota [AF1642722]
Rhizophlyctis rosea natildeo-alvo Chytridiomycota [AY6358291]
Rhizophydium elyensis natildeo-alvo Chytridiomycota [DQ5364791]
Rozella allomycis natildeo-alvo Chytridiomycota [AY6358381]
Spizellomyces punctatus natildeo-alvo Chytridiomycota [AY5466841]
Basidiobolus ranarum natildeo-alvo Zygomycota [AY6358411]
Coemansia reversa natildeo-alvo Zygomycota [AY5466851]
Cokeromyces recurvatus natildeo-alvo Zygomycota [AY6358431]
Endogone lactiflua natildeo-alvo Zygomycota [DQ5364711]
Endogone pisiformis natildeo-alvo Zygomycota [DQ3226281]
Entomophthora muscae natildeo-alvo Zygomycota [AY6358201]
45
Tabela 4 ndash Sequecircncias de fungos alvo e natildeo-alvo obtidas do banco de dados do NCBI para o desenho de iniciadores
especiacuteficos para amplificarem o gene rRNA 18S de Glomeromycota
(conclusatildeo)
Organismo Grupo Filo Acesso
Mortierella sp natildeo-alvo Zygomycota [AY6358281]
Orphella haysii natildeo-alvo Zygomycota [DQ3226261]
Phycomyces blakesleeanus natildeo-alvo Zygomycota [AY6358371]
Rhizopus stolonifer natildeo-alvo Zygomycota [DQ5364741]
Rhopalomyces elegans natildeo-alvo Zygomycota [AY6358341]
Umbelopsis ramanniana natildeo-alvo Zygomycota [DQ3226271]
Nessa anaacutelise verifica-se que membros das classes Archaeoporales e Paraglomerales
formam clades mais distantes filogeneticamente dos demais Glomeromycota o que estaacute de
acordo com outros estudos filogeneacuteticos com base no gene rRNA 18S desses fungos
(REDECKER MORTON BRUNS 2000) Aleacutem disso com as sequecircncias desse estudo e
utilizando o programa Sequencher 46 foi observado que esses dois grupos basais de FMAs estatildeo
associados com outros fungos em um agrupamento a 90 de similaridade enquanto as
sequecircncias restantes de FMAs formam um agrupamento distinto Haacute formaccedilatildeo de um
agrupamento com todos as sequecircncias de FMAs a 89 de similaridade mas esse tambeacutem inclui
sequecircncias de vaacuterios outros fungos Ainda assim uma sequecircncia consenso formada somente por
Glomeromycota foi obtida apoacutes alinhamento das sequecircncias com o programa Multalin e utilizada
para o desenho de iniciadores No entanto natildeo haacute uma regiatildeo conservada no gene rRNA 18S de
Glomeromycota que exclua outros fungos Portanto a divergecircncia de sequecircncias do gene rRNA
18S dentro do grupo de Glomeromycota impossibilita o desenho de iniciadores especiacuteficos para
amplificar uma regiatildeo do gene rRNA 18S comum a todos os FMAs
Ao contraacuterio do presente trabalho Lee Lee e Young (2008) desenharam os iniciadores
AML1 e AML2 especiacuteficos para todos os fungos de Glomeromycota inclusive os grupos basais
Archaeosporales e Paraglomerales No entanto verifica-se 100 de similaridade quando alinha-
se o iniciador AML1 com sequecircncias de fungos natildeo-alvo do banco Genbank tais como as
sequecircncias do gene rRNA 18S de Taphrina wiesneri (Ascomycota acesso AY5482931)
Amanita brunnescens (Basidiomycota acesso AY7070961) Rhizidium endosporangiatum
(Chytridiomycota acesso DQ5364841) e Endogone pisiformis (Zygomycota acesso
DQ3226281) (dados natildeo mostrados) O AML2 pode ser usado alternativamente como o segundo
iniciador (reverso) na reaccedilatildeo de amplificaccedilatildeo apesar de ele apresentar as 7 primeiras bases na
extremidade 3rsquo similar a alguns fungos natildeo-alvo (dados natildeo mostrados)
46
Figura 5 ndash Relaccedilotildees filogeneacuteticas entre os diferentes fungos micorriacutezicos arbusculares determinadas por neighbor-
joining com base nas sequecircncias dos genes rRNA 18S Essas satildeo sequecircncias representativas dos grupos
utilizados para o desenho de iniciadores Os nuacutemeros sobre os ramos indicam a percentagem de 1000
repeticcedilotildees da anaacutelise de bootstrap A barra representa duas substituiccedilotildees a cada 100 nucleotiacutedeos Os
nomes dos iniciadores desenhados nesse trabalho estatildeo grafados em itaacutelico e negrito abaixo do nome dos
seus grupos ndash Gigasporaceae Acaulosporaceae Glomus grupo A e Glomus grupo B As linhas
transversais tracejadas indicam famiacutelias ou grupos e as linhas cheias indicam os filos
47
O baixo nuacutemero de sequecircncias e espeacutecies de Diversisporaceae e Pacisporaceae
disponiacuteveis nos bancos de dados puacuteblicos eacute insuficiente para o desenho de iniciadores
especiacuteficos por essa razatildeo esses dois grupos de FMAs natildeo foram considerados para o desenho
dos iniciadores grupo-especiacuteficos
Desenho de iniciadores grupo-especiacuteficos Utilizando os programas Beacon Designer
702 Primer3 e a busca manual foram encontradas por volta de 150 sequecircncias de
oligonucleotiacutedeos com potencial para serem usadas como iniciadores Para os ensaios de PCR
sete desses oligonucleotiacutedeos foram selecionados com base na avaliaccedilatildeo de especificidade
utilizando o BLAST e o alinhamento com sequecircncias alvo e natildeo-alvo e segundo as propriedades
dos iniciadores avaliadas no programa Oligo Analyzer O programa Beacon Designer 702 natildeo
possibilitou o desenho de iniciadores especiacuteficos As sequecircncias dos sete iniciadores selecionados
satildeo apresentadas na Tabela 5 juntamente com suas respectivas temperaturas de desnaturaccedilatildeo
(Tm) calculada com o programa Oligo Analyzer e tamanho esperado dos amplicons quando
utilizados com o iniciador nu-SSU-1196 modificado
Nas Figuras 6 a 11 satildeo mostrados os alinhamentos dos iniciadores com as sequecircncias alvo
e diversas sequecircncias natildeo-alvo representadas pelos grupos filogeneacuteticos Glomeromycota
Ascomycota Basidiomycota Chytridiomycota Zygomycota Faneroacutegamas e Homo sapiens
Tabela 5 ndash Iniciadores selecionados e suas respectivas temperaturas de desnaturaccedilatildeo (Tm) e
tamanho de amplicons esperados quando utilizados com o iniciador nu-SSU-1196
modificado
Iniciador Sequecircncia (5 rarr 3) Especificidade Tm (ordmC)
Tamanho
esperado do
amplicon (pb)
ACAU220 GGG GTT TCC CAT TGG TGR ATC AT Acaulosporaceae 646 995
GLOMB652 TAA GGG GTA TGA ACT GGT GTA G Glomus Grupo B 603 565
GLOMB673 GTC AAT TTC TCA CCT TCT GGA G Glomus Grupo B 603 544
GIGA202 AAA CCA ATA RCC TTC GGG TTT C Gigasporaceae 603 987
GIGA615 TAG TTG AAT TTC GGG GTT CTA C Gigasporaceae 584 574
GLOMA189 TTA GAT AAA AAA CCA ATA TCG GG Glomus Grupo A 557 1018
GLOMA690 CGT AAT GCC ATT AAT TTG GTG T Glomus Grupo A 565 517
48
ACAU220 GGGGTTTCCCATTGGTGRATCAT
Acaulospora longula TTTTGGGGTTTCCCATTGGTGGATCATAATAACTTT
Acaulospora scrobiculata GCAAGGGGTTTCCCATTGGTGAATCATAATAACTTT
Acaulospora laevis GCAAGGGGTTTCCCATTGGTGAATCATAATAACTTT
Entrophospora colombiana GCAAGGGGTTTCCCATTGGTGAATCATAATAACTTT
Scutellospora heterogama -CTTCGGGTTTCAC-TTGGTGATTCATGATAACTTT
Pacispora scintilans TTCG-GGGTTTC-CTTTGGTGATTCATGATAACTTT
Glomus intraradices GCAACCGA-TTC-CCTTGGTGATTCATAATAACTTT
Glomus etunicatum GCAACCAACTAAACCTTGGTGATTCATGATAACTTT
Paraglomus brasilianum TATGCCGG--AA-CTGTGGTGAATCATGATAACTTG
Archaeospora leptoticha TTCGGGCGAGTCCC-TTGGTGATTCATGGTAACTTT
Pleurotus ostreatus -CTCGCCGCTCCC--TTGGTGATTCATAATAACTTC
Rhizidium endosporangiatum -GCAACCGGTTCT--TTGGTGATTCATGGTAACTTT
Chytriomyces hyalinus ---AAACGGTTCT--TTGGTGATTCATAGTAACTTT
Capnodium coffeae -CCCTTCGGGGCTCAATGGTGAATCATAATAACTTA
Ustilago tritici -CTCCTCGGAGTT---TGGCGATTCATAATAACTTC
Rhizopus stolonifer TAAAACCTGTTTC--TTGGTGAATCATAATAATTAA
Endogone pisiformis -AACCACTCATC----TGGTGATTCATAATAACTTT
Cladonia caroliniana -CCCTTCGGGGCTCCTTGGTGATTCATAATAACTTC
Zea mays TCTGCCCGCCGAT--CCGATGATTCATGATAACTTG
Glycine max TCTGCCTGTTGCT--TTGATGATTCATGATAACTCG
Figura 6 ndash Local de ancoramento do iniciador ACAU220 (5rsquorarr 3rsquo) nas sequecircncias do gene rRNA 18S de FMAs e
outros organismos O iniciador e o local de iniciaccedilatildeo nas sequecircncias alvo satildeo mostrados em negrito
Similaridades das sequecircncias dos organismos e do iniciador estatildeo marcadas em cinza
GIGA202 AAACCAATARCCTTCGGGTTTC
Scutellospora heterogama AGAT-AAAAACCAATAACCTTCGGGTTTC-AC----TTGGTG
Scutellospora calospora AGAT-GAAAACCAATAGCCTTCGGGTTTCCAC----TTGGTG
Scutellospora projecturata AGAT-AAAAACCAATAACCTTCGGGTTTCCAC----TTGGTG
Gigaspora gigantea AGAT-AAAAACCAATAACCTTCGGGTTTCC-C----TTGGTG
Gigaspora margarita AGAT-AAAAACCAATAACCTTCGGGTTTCC-C----TTGGTG
Gigaspora rosea AGAT-AAAAACCAATAACCTTCGGGTTTCC-C----TTGGTG
Scutellospora gilmorei AGAT-AAAAACCAATAACCTTCGGGTTTC-AC----TTGGTG
Scutellospora fulgida AGAT-AAAAACCAATAACCTTCGGGTTTC-AC----TTGGTG
Scutellospora spinosissima AGAT-AAAAACCAATAACCTTCGGGTTTC-AC----TTGGTG
Scutellospora gregaria AGAT-AAAAACCAATAACCTTCGGGTTTC-AC----TTGGTG
Scutellospora weresubiae AGAT-AAAAACCAATAACCTTCGGGTTTC-AT----ATGGTG
Scutellospora cerradensis AGAT-AAAAACCAATAACCTTCGGGTTTC-AC----TTGGTG
Gigaspora albida AGAT-AAAAACCAATAACCTTCGGGTTTCC-C----TTGGTG
Scutellospora nodosa AGGT-AAAAACCAATAACCTTCGGGTTTCCAG----TTGGTG
Scutellospora castanea AGAT-AAAAACCAATAACCTTCGGGTTTC-AC----TTGGTG
Scutellospora aurigloba AGAT-AAAAACCAATAGCCTTCGGGTTTCAAC----TTGGTG
Pacispora scintillans AGATAAAAAACCAATAGCCCTTCGGGGTT--TCCT-TTGGTG
Glomus intraradices AGATAAAAAACCAATATCGGGCAACCGAT--TCCC-TTGGTG
Acaulospora longula AGATAAAAAACCAATAACTCCTTTTGGGGTTTCCCATTGGTG
Glomus etunicatum AGATAAAAAACCAACAGTTGGGCAACCAACTAAACCTTGGTG
Paraglomus brasilianum AGATAAAAAGCCAACCCGGCTTATGCCGGAACT---GTGGTG
Archaeospora leptoticha AGATACAAAACCAATCTCGTCTTCGGGCGAGTCCC-TTGGTG
Capnodium coffeae AGATAAAAAACCAATGCCCTTCGGGGCTCAA-----T-GGTG
Cladonia caroliniana AGATAAAAAACCAATGCCCTTCGGGGCTCC------TTGGTG
Pleurotus ostreatus AGATAAAAAACCGACGCGGCTCGCCGCTCCC-----TTGGTG
Endogone pisiformis AGATAAAAAACCAACGTGGGCAACCACTCAT-----CTGGTG
Ustilago tritici AGAT-AAAAACC-ATCCTCCTCGGAGT---------TTGGCG
Chytriomyces hyalinus AGATAAAAAACCAACCCGGAAACGGTT-C-T-----TTGGTG
Rhizidium endosporangiatum AGATAAAAAACCAACCCGGGCAACCGGTTCT-----TTGGTG
Rhizopus stolonifer AGAT--AAAACCAACGCGGGGTAAAACCTGTTTC--TTGGTG
Zea mays AGATAAAAGGCTGACGCGGGCTCTGCCCGCCGAT--CCGATG
Glycine max AGATAAAAGGTCAACACAGGCTCTGCCTG-TTGCT-TTGATG
Homo sapiens AGAT-CAAAACCAACCCGGTCAGCCCCTCTCCGGCCCCGGCC
Figura 7 ndash Local de ancoramento do iniciador GIGA202 (5rsquorarr 3rsquo) nas sequecircncias do gene rRNA 18S de FMAs e
outros organismos O iniciador e o local de iniciaccedilatildeo nas sequecircncias alvo satildeo mostrados em negrito
Similaridades das sequecircncias dos organismos e do iniciador estatildeo marcadas em cinza
49
GIGA615 TAGTTGAATTTCGGGGTTCTAC
Scutellospora heterogama GCTCGTAGTTGAATTTCGGGGTTCCACCGTTG
Scutellospora calospora GCTCGTAGTTGAATTTCGGGGTTCTACCGTTG
Scutellospora projecturata GCTCGTAGTTGAATTTCGGGGTTCTACCATTG
Gigaspora gigantea GCTCGTAGTTGAATTTCGGGGTTCTACCGTTG
Gigaspora margarita GCTCGTAGTTGAATTTCGGGGTTCTACCGTTG
Gigaspora rosea GCTCGTAGTTGAATTTCGGGGTTCTACCGTTG
Scutellospora gilmorei GCTCGTAGTTGAATTTCGGGGTTCTACCGTTG
Scutellospora fulgida GCTCGTAGTTGAATTTCGGGGTTCTACCGTTG
Scutellospora spinosissima GCTCGTAGTTGAATTTCGGGGTTCTACCGTTG
Scutellospora gregaria GCTCGTAGTTGAATTTCGGGGTTCTACCGTTG
Scutellospora weresubiae GCTCGTAGTTGAATTTCGGGGTTCTACCGTTG
Scutellospora cerradensis GCTCGTAGTTGAATTTCGGGGTTCTACCGTTG
Gigaspora albida GCTCGTAGTTGAATTTCGGGGTTCTACCGTTG
Scutellospora nodosa GCTCGTAGTTGAATTTCGGAATTTTACCGTTG
Scutellospora castanea GCTCGTAGTTGAATTTCGGGGTTTTACCGTTG
Scutellospora aurigloba GCTCGTAGTTGAATTTCGGGATTCTACCGTCG
Pacispora scintillans GCTCGTAGTTGAATTTCGAAATTTTTTTATCG
Glomus intraradices GCTCGTAGTTGAATTTCGGGGTTAGTAGGTTG
Acaulospora longula GCTCGTAGTTGAATTTCGGGATTTGTCAGTTG
Glomus etunicatum GCTCGTAGTTGAATTTCGGGATTGACACATCG
Paraglomus brasilianum GCTCGTAGTTGAACTTCAGGCCTGGCTGGACG
Archaeospora leptoticha GCTCGTAGTTGAATTTTGGGTCTGGCCGGGCG
Capnodium coffeae GCTCGTAGTTGAACCTTGGGCCTGGCTGGCCG
Cladonia caroliniana GCTCGTAGTTGAAACTTGGGCCTGGCTGACCG
Pleurotus ostreatus GCTCGTAGTTGAACTTCAGACCTGGCTGGGCG
Endogone pisiformis GCTCGTAGTTGAATTTTAGCTCTGGCTGGGCG
Ustilago tritici GCTCGTAGTTGAAGTTTGGTCTCGGACGCTGG
Chytriomyces hyalinus GCTCGTAGTTGAATTTTGGGCCGGGTTTGAAG
Rhizidium endosporangiatum GCTCGTAGTTGAATTTTGGGCTGGGCTGGGCG
Rhizopus stolonifer GTCCGTAGTCAAACTTTAGTCTT--ACTGGCG
Zea mays GCTCGTAGTTGGACCTTGGGCCGGGCCGGGTG
Glycine max GCTCGTAGTTGGACCTTGGGTTGGGTCGATCG
Homo sapiens GCTCGTAGTTGGATCTTGGGAGCGGGCGGGCG
Figura 8 ndash Local de ancoramento do iniciador GIGA615 (5rsquorarr 3rsquo) nas sequecircncias do gene rRNA 18S de FMAs e
outros organismos O iniciador e o local de iniciaccedilatildeo nas sequecircncias alvo satildeo mostrados em negrito
Similaridades das sequecircncias dos organismos e do iniciador estatildeo marcadas em cinza
GLOMB652 TAAGGGGTATGAACTGGTGTAG
Glomus luteum TGCCTTAAGGGGTATGAACTGGTGTAGTCAATTTCTCACCTTCTGGAG-AACG
Glomus lamellosum TGCCTTAAGGGGTATGAACTGNTGTAGTCAATTTCTCACCTTCTGGAG-AACC
Glomus etunicatum TGCCTTAAGGGGTATGAACTGGTGTAGTCAATTTCTCACCTTCTGGAG-AACC
Glomus viscosum TGCCTTAAGGGGTATGAACTGGTGTAGTGAATTTCTCACCTTCTGGAG-AACC
GLOMB673 GTCAATTTCTCACCTTCTGGAG
Pacispora scintilans AATCAACAGG--TTCGTACTGATTTTAAGAATTTCT-ACCTTCTGGAG-AACC
Glomus intraradices ATGCCTCTGG--TATGTACTGGTCTCACTGATTCCT--CCTTCCTTATGAACC
Acaulospora longula GGCTTAACTG--TCCGTATTGACTTGATGGATTCTT-ACCTTC-TGAGTAACC
Scutellospora heterogama GGG-CTATTG--TCTGTACTGGTGTGTGGAATTTCT-ACCTTCTGGGG-AACT
Paraglomus brasilianum GCCTTCCGGG--TGAGTACTGTCTGTGGTCGGGTCCTACCTTCTGGCG-AAGC
Archaeospora leptoticha ACCT-TCTGG--TGAGCACTGTTCCGACGCCGGGCCTATCCTTCTGGTGAGAC
Pleurotus ostreatus_ CG-CTTAACGG-CGTGTACTGT-CT-GGCTGGGCCTTACCTCTTGGTG-AGCC
Rhizidium endosporangiatum CGCCGCAA-GG-TGAGCACTGCT-C-CGGTCTGG-TCTTTCCTTCTGGGGATC
Chytriomyces hyalinus TGCC--AATGG-CATGTACT--T-TCGGCC-TGG-TCTTTCCTTGTGGGGAAC
Endogone pisiformis TGCCTTTACGG-TGGGTACTACT-TTGGCTGGGGTTCACCTTCTGGTG-AGCT
Rhizopus stolonifer GGTCTTCATTGACC-AAGCTCATTGC-TGCCGGAGACTCCATGTTCATTA-GG
Cladonia caroliniana CGCCTCACCGCGT--GCACTGGC-TCGGCCGGGCCTTTCCTTCTGGGG-AACC
Ustilago tritici TGCTTCATTG--CATGTACTTG-GC-GGTCCGAGACTTCCTTCCTGGTGAACG
Capnodium coffeae CGCCTCACCGCGT--GTACTGGT-CCGGCCGGGCCTTTCCTTCTGGGG-AACC
Zea mays CGCCGTACGGG-CA-GAACCGA--CCGGCTCGA---C--CCTTCTGCCGGCGA
Glycine max CGCC-TCCGGTGT--GCACCGGT-CGGCTCGTCCCTTCTGCCGGCGAT-GCGC
Homo sapiens CGCCGCGAGGCGAGCCACCGCCCGT-CCCCGCCCCTTGCCT-CTCGGCGCCCC
Figura 9 ndash Locais de ancoramento dos iniciadores GLOMB652 e GLOMB673 (5rsquorarr 3rsquo) nas sequecircncias do gene
rRNA 18S de FMAs e outros organismos Os iniciadores e os locais de de iniciaccedilatildeo nas sequecircncias alvo
satildeo grafados em negrito Similaridades das sequecircncias dos organismos e do iniciador GLOMB652 estatildeo
marcadas em cinza e marcadas em preto para o iniciador GLOMB673
50
GLOMA189 TTAGATAAAAAACCAATATCGGG
Glomus manihotis TATTTATTAGATAAAAAACCAATATCGGG-AAACCGA
Glomus clarum TATTTATTAGATAAAAAACCAATATCGGG-AAACCGA
Glomus intraradices TATTTATTAGATAAAAAACCAATATCGGG-CAACCGA
Glomus verruculosum TATTTATTAGATAAAAAACCAATATCGGG-CAACCGA
Glomus caledonium TATTTATTAGATAAAAAACCAATATCGGG-CAACCGA
Glomus fragislistratum TATTTATTAGATAAAAAACCAATATCGGG-CAACCGA
Glomus mosseae TATTTATTAGATAAAAAACCAATATCGGG-CAACCGA
Glomus coronatum TATTTATTAGATAAAAAACCAATATCGGG-CAACCGA
Glomus geosporum TATTTATTAGATAAAAAACCAATATCGGG-CAACCGA
Glomus sinuosum TATTTATTAGATAAAAAACCAATATCGGGGCAACCTG
Glomus coremioides TATTTATTAGATAAAAAACCAATATCGGG-CAACCGA
Acaulospora longula TATTTATTAGATAAAAAACCAATAACTCC-TTTTGGG
Glomus etunicatum TATTTATTAGATAAAAAACCAACAGTTGGGCAACCAA
Paraglomus brasilianum TATTTATTAGATAAAAAGCCAACC-C-GG-CTTA-TG
Archaeospora leptoticha TATTTATTAGATACAAAACCAATCTCGT--CTTCGGG
Scutellospora heterogama TATTTATTAGATAAAAA-CCAATAAC----CTTCGGG
Pacispora scintilans TATTTATTAGATAAAAAACCAATA--GCC-CTTCGGG
Pleurotus ostreatus TATTTATTAGATAAAAAACCGACGC--GG-CT-CGCC
Rhizidium endosporangiatum TATTTATTAGATAAAAAACCAACC-CGGG-CAACCGG
Chytriomyces hyalinus TATTTATTAGATAAAAAACCAACC-CGG---AAACGG
Endogone pisiformis TATTTATTAGATAAAAAACCAACGT-GGGC-AACCAC
Zea mays CATTTATTAGATAAAAGGCTGACG-CGGG-CTCTGCC
Glycine max CATTTATTAGATAAAAGGTCAACA-CAGG-CTCTGCC
Rhizopus stolonifer CACTTATTAGATAAAA--CCAACG-CGGG-GTAAAAC
Cladonia caroliniana TATTTATTAGATAAAAAACCAAT---GCC-CTTCGGG
Ustilago tritici TATTTATTAGATAAAAA-CCA-TC-CTC--CTCGGAG
Capnodium coffeae TATTTATTAGATAAAAAACCAAT---GCC-CTTCGGG
Figura 10 ndash Local de ancoramento do iniciador GLOMA189 (5rsquorarr 3rsquo) nas sequecircncias do gene rRNA 18S de FMAs e
outros organismos O iniciador e o local de iniciaccedilatildeo nas sequecircncias alvo satildeo mostrados em negrito
Similaridades das sequecircncias dos organismos e do iniciador estatildeo marcadas em cinza
51
GLOMA690 CGTAATGCCATTAATTTGGTGT
Glomus manihots GAACCGTAATGCCATTAATTTGGTGTTGCGGGG
Glomus clarum (1) GAACCGTAATGCCATTAATTTGGTGTTGCGGGG
Glomus clarum (2) GAACTGTAATGTCATTAATTTGGTGTTGCGGGG
Glomus intraradices GAACCGTAATGCCATTAATTTGGTGTTGCGGGG
Glomus verruculosum AAACCGTAATGCCATTAATTTGGTGTCACGGGG
Glomus caledonium GAACCGTAATGCCATTAATTTGGTGTCACGGGG
Glomus fragilistratum GAACCGTAATGCCATTAATTTGGTGTCACCGGG
Glomus mosseae GAACCGTAATGCCATTAATTTGGTGTTACGGGG
Glomus coronatum GAACCGTAATGCCATTAATTTGGTGTCACGGGG
Glomus geosporum GAACCGTAATGCCATTAATTTGGTGTCACGGGG
Glomus sinuosum GAGCCGTAATGCCATTAATTTGGTGTTGCGGGG
Glomus coremioides GAGCCGTAATGTCATTAATTTGGTGTTGCGGGG
Acaulospora longula TAACCAGCATGCTATTAAGTTAGTGCGTTGGGG
Pacispora scintilans GAACCTTAATGTCATTTATTTGATGTTTTGGGA
Glomus etunicatum GAACCGCGATGCCCTTAATTGGGTGTCACGGGG
Paraglomus brasilianum GAAGCGTCATGGCCTTAACCGGCCGTGGCGGGG
Archaeospora leptoticha GAGACGGCATGCCCTTCGCTGGGTGTGTCGGGG
Scutellospora heterogama GAACTATCATGTTATTAATTTAGCGTGGTAGGA
Pleurotus ostreatus GAGCCGGCGTGCCCTTTATT-GGTGTGCGTTGG
Rhizidium endosporangiatum GATCTAGCGTGCGCTTCACT--GTGTGCGTTAG
Chytriomyces hyalinus GAACACGTGTGCACTTTACTGTGTGTGCGTGGG
Endogone pisiformis GAGCTGGCATGTTCTTAACTGGATGTGTCAGGG
Ustilago tritici -GAACGGCCG--CCTTCG---GGTGGTCC---G
Capnodium coffeae GAACCG-CATGCCCTTCACTGGGCGTGTGTGGG
Cladonia caroliniana -AACCG-CATGGCCTTCATT-GGTCGTGTTGGG
Rhizopus stolonifer GTTCATTAGGGGAAAATCTCTAGGGGTTTTTTT
Zea mays ATGCGCTCCTGGCCTTAACTGGCCGGGTCGTGC
Glycine max ATGCGCTCCTGTCCTTAACTGGCCGGGTCGTGC
Homo sapiens GCCCCCTCGATGCTCTTAGCTGAGTGTCCCGCG
Figura 11 ndash Local de ancoramento do iniciador GLOMA690 (5rsquorarr 3rsquo) nas sequecircncias do gene rRNA 18S de FMAs e
outros organismos O iniciador e o local de iniciaccedilatildeo nas sequecircncias alvo satildeo mostrados em negrito
Similaridades das sequecircncias dos organismos e do iniciador estatildeo marcadas em cinza
Utilizando-se as amostras de DNA de FMAs provenientes de vasos de multiplicaccedilatildeo em
casa-de-vegetaccedilatildeo verificou-se que a temperatura de 61 ordmC foi adequada para o pareamento dos
iniciadores desenhados e para a eficiente amplificaccedilatildeo do gene rRNA 18S (Figura 12) Quando
testados com amostras de DNA de FMAs natildeo-alvo os iniciadores utilizados natildeo permitem a
amplificaccedilatildeo do DNA (Figura 13) O iniciador ACAU469 mostrou-se inespeciacutefico (Figura 13) e
o iniciador GLOMA348 apresentou pouca repetibilidade nas reaccedilotildees de amplificaccedilatildeo Em razatildeo
disso esses dois iniciadores foram excluiacutedos das anaacutelises posteriores Foram feitas tentativas para
a amplificaccedilatildeo por meio de PCR multiplex onde todos os 4 iniciadores foram usados ao mesmo
tempo Entretanto natildeo foi possiacutevel a amplificaccedilatildeo
Nas amostras de raiacutezes de Brachiaria sp e de cana-de-accediluacutecar inoculadas com FMAs em
casa-de-vegetaccedilatildeo os iniciadores tambeacutem amplificaram especificamente o DNA alvo (Figura
12) No entanto em amostras de raiacutezes ambientais do experimento com gramiacuteneas em pradaria
dos EUA foi necessaacuteria a utilizaccedilatildeo de nested PCR para a amplificaccedilatildeo do gene rRNA 18S
usando os iniciadores grupo-especiacuteficos Sugere-se que esse fato seja decorrente da baixa
52
concentraccedilatildeo do DNA alvo em relaccedilatildeo ao DNA total das amostras Com exceccedilatildeo dos iniciadores
para Gigasporaceae todos os outros iniciadores amplificaram DNA de amostras de raiacutezes da
pradaria No entanto a concentraccedilatildeo de amplicons obtida com o iniciador ACAU220 foi baixa e
natildeo foi possiacutevel sua clonagem e sequenciamento Os produtos de PCR usando DNA das amostras
de raiacutezes de pradaria foram clonados e sequenciados para verificar a especificidade dos
iniciadores e determinar a estrutura da comunidade de FMAs Pela anaacutelise de similaridade e
filogeneacutetica os iniciadores GLOMA189 e GLOMA690 amplificaram especificamente o DNA de
Glomus grupo A em raiacutezes de pradaria (Figuras 14 e 15)
Figura 12 ndash Amplificaccedilatildeo por PCR do DNA de raiacutezes de plantas cultivadas em casa-de-vegetaccedilatildeo e inoculadas com
FMAs 1 Brachiaria sp inoculada com Acaulospora scrobiculata (Acaulosporaceae) 2 Brachiaria sp
inoculada com Gigaspora rosea (Gigasporaceae) 3 Brachiaria sp inoculada com Glomus clarum
(Glomus grupo A) 4 Brachiaria sp inoculada com Glomus etunicatum (Glomus grupo B) 5
Brachiaria sp inoculada com G rosea e Scutellospora heterogama 6 cana-de-accediluacutecar inoculada com
mistura de FMAs (G clarum Glomus intraradices G rosea Paraglomus sp Acaulospora sp) 7
cana-de-accediluacutecar natildeo-inoculada 8 Controle negativo da primeira reaccedilatildeo de PCR 9 Controle negativo da
segunda reaccedilatildeo de PCR 10 DNA de Glomus caledonium (Glomus grupo A) de vaso de multiplicaccedilatildeo
11 DNA de Acaulospora longula (Acaulosporaceae) de vaso de multiplicaccedilatildeo 12 DNA de
Scutellospora calospora (Gigasporaceae) de vaso de multiplicaccedilatildeo 13 DNA de Glomus claroideum
(Glomus grupo B) de vaso de multiplicaccedilatildeo M marcador molecular PCR markers (Promega) pb
tamanho em pares de base dos fragmentos do marcador molecular
Iniciador
Iniciador
Iniciador
Amostra
Amostra
1000 750 500 300 150 50
pb
1000 750 500 300 150 50
pb
53
Figura 13 ndash Amplificaccedilatildeo do gene rRNA 18S por PCR em soluccedilotildees contendo mistura de DNA natildeo-alvo para cada
iniciador Canaletas 1 ndash Iniciador ACAU220 e 2 ndash Iniciador ACAU469 especiacuteficos para
Acaulosporaceae em DNA de Glomus claroideum G caledonium Scutellospora calospora Agaricus
sp Saccharomyces sp Canaletas 3 ndash Iniciador GLOMB652 e 4 ndash Iniciador GLOMB673 especiacuteficos
para Glomus grupo B em DNA de Acaulospora longula G caledonium S calospora Agaricus sp
Saccharomyces sp Canaletas 5 ndash Iniciador GLOMA189 6 ndash Iniciador GLOMA348 e 7 ndash Iniciador
GLOMA690 especiacuteficos para Glomus grupo A em DNA de A longula G claroideum S calospora
Agaricus sp Saccharomyces sp Canaletas 8 ndash Iniciador GIGA202 e 9 - Iniciador GIGA615
especiacuteficos para Gigasporaceae em DNA de A longula G claroideum G caledonium Agaricus sp
Saccharomyces sp M ndash Marcador molecular PCR Markers (Promega) pb tamanho em pares de base
dos fragmentos do marcador molecular
pb
1000 750
500
300 150
50
54
Figura 14 ndash Relaccedilotildees filogeneacuteticas entre as sequecircncias do rDNA 18S obtidas de raiacutezes de raiacutezes de pradaria
utilizando o iniciador GLOMA189 e sequecircncias de FMAs determinadas usando neighbor joining
Nuacutemeros sobre os ramos indicam a porcentagem de 1000 repeticcedilotildees da anaacutelise de bootstrap A barra
representa uma substituiccedilatildeo a cada 100 nucleotiacutedeos As sequecircncias de raiacutezes com adubaccedilatildeo
nitrogenada estatildeo grafadas em preto e negrito e das raiacutezes sem adubaccedilatildeo estatildeo grafadas em vermelho e
negrito
55
Figura 15 ndash Relaccedilotildees filogeneacuteticas entre as sequecircncias do rDNA 18S obtidas de raiacutezes de raiacutezes de pradaria
utilizando o iniciador GLOMA690 e sequecircncias de FMAs determinadas usando neighbor joining
Nuacutemeros sobre os ramos indicam a porcentagem de 1000 repeticcedilotildees da anaacutelise de bootstrap A barra
representa uma substituiccedilatildeo a cada 100 nucleotiacutedeos As sequecircncias de raiacutezes com adubaccedilatildeo
nitrogenada estatildeo grafadas em preto e negrito e das raiacutezes sem adubaccedilatildeo estatildeo grafadas em vermelho e
negrito
Dessa forma confirma-se a especificidade dos iniciadores GLOMA189 e GLOMA690
para amplificaccedilatildeo do grupo alvo Glomus grupo A No entanto os iniciadores GLOMB652
GLOMB673 e AM1 apresentaram vieacutes de especificidade amplificando apenas sequecircncias
relacionadas a Ascomycota segundo as anaacutelises por BLAST (dados natildeo mostrados) Esses
resultados corroboram os resultados obtidos por Jumpponen et al (2005) os quais amplificaram
as mesmas amostras de DNA utilizando os iniciadores NS31 e AM1 Nesse primeiro trabalho
verificou-se que todas as sequecircncias obtidas do referido gene eram relacionadas a Glomus grupo
56
A
Portanto na anaacutelise final apoacutes o sequecircnciamento dos amplicons de raiacutezes da pradaria os
iniciadores GLOMA189 e GLOM1690 foram confirmados como especiacuteficos e funcionais em
amostras ambientais Os iniciadores GLOMB652 GLOMB673 GIGA202 e GIGA615 foram
funcionais com amostras de raiacutezes inoculadas com um uacutenico FMA em condiccedilotildees de casa-de-
vegetaccedilatildeo mas em amostras ambientais os iniciadores GLOMB652 e GLOMB673 foram
inespeciacuteficos e os iniciadores GIGA202 e GIGA615 natildeo amplificaram o DNA Como natildeo foi
possiacutevel a clonagem e sequenciamento do fragmento amplificado com o iniciador ACAU220 natildeo
se pode afirmar se esse iniciador eacute funcional ou natildeo
233 Estrutura da comunidade de FMAs em raiacutezes e solo rizosfeacuterico de cana-de-accediluacutecar sob
diferentes manejos de colheita
2331 Atributos quiacutemicos do solo
Dos atributos quiacutemicos do solo avaliados os valores de pH foram os que apresentaram
diferenccedilas significativas entre os manejos de colheita avaliados enquanto a soma de bases (SB) e
saturaccedilatildeo por Mg foram afetados pela interaccedilatildeo dos fatores manejo e variedade de cana-de-accediluacutecar
(Tabela 6) O solo sob o manejo SEM QUEIMA apresentou valor de pH ligeiramente maior (59
versus 58) (Tabela 7) Com relaccedilatildeo agrave SB o solo sob a variedade RB72454 SEM QUEIMA e sob
a variedade SP801842 COM QUEIMA apresentaram valores 113 e 111 vezes maiores
respectivamente em relaccedilatildeo ao solo sob RB72454 COM QUEIMA (Tabela 8) O solo sob a
variedade SP801842 SEM QUEIMA apresentou valor de Mg 113 vezes maior em relaccedilatildeo ao
solo sob SP813250 SEM QUEIMA
Apesar de maior aporte de material vegetal ao solo os teores de carbono orgacircnico no solo
natildeo diferiram entre os tratamentos sob os dois manejos de colheita Tal resultado pode ser devido
ao pouco tempo decorrido apoacutes a colheita sendo que a palhada ainda estava sobre o solo na
eacutepoca de amostragem Provavelmente parte do carbono natildeo foi incorporado agrave mateacuteria orgacircnica
do solo mesmo 84 dias apoacutes a colheita Nenhuma das 36 amostras apresentou Al trocaacutevel Isso se
deve ao fato de o pH estar proacuteximo de 60 onde todo o Al se precipita e tambeacutem aos altos teores
das bases Ca Mg e K sendo que a saturaccedilatildeo da CTC por esses elementos variou de 68 a 72
57
Tabela 6 - Teste de F na anaacutelise da variacircncia dos atributos quiacutemicos do solo para os
fatores Manejo Variedade e Interaccedilatildeo Manejo x Variedade
Variaacuteveis Manejo Variedade ManejoVariedade
Solo
pH ns ns
H+Al (mmolckg-1
) ns ns ns
Ca (mmolckg-1
) ns ns ns
Mg (mmolckg-1
) ns ns ns
K (mmolckg-1
) ns ns ns
P (mgkg-1
) ns ns ns
C orgacircnico (gkg-1
) ns ns ns
CTC (mmolckg-1
) ns ns ns
Soma de Bases ns ns
Saturaccedilatildeo por bases (V) ns ns ns
Saturaccedilatildeo por Ca () ns ns ns
Saturaccedilatildeo por Mg () ns ns
Saturaccedilatildeo por K () ns ns ns
Saturaccedilatildeo por Na () ns ns ns
ns ndash natildeo significativo - p lt 005 - p lt 001
Tabela 7 - Valores meacutedios das variaacuteveis analisadas sob os manejos SEM
QUEIMA (SQ) e COM QUEIMA (CQ) preacutevia agrave colheita
Variaacuteveis SQ CQ
Solo
pH 59 plusmn 022 A 58 plusmn 021 B
H+Al (mmolckg-1
) 122 plusmn 10 A 128 plusmn 100 A
Ca (mmolckg-1
) 185 plusmn 18 A 183 plusmn 297 A
Mg (mmolckg-1
) 76 plusmn 086 A 75 plusmn 092 A
K (mmolckg-1
) 41 plusmn 086 A 38 plusmn 075 A
P (mgkg-1
) 121 plusmn 456 A 137 plusmn 409 A
C orgacircnico (gkg-1
) 86 plusmn 199 A 91 plusmn 116 A
SB (mmolckg-1
) 302 plusmn 253 A 297 plusmn 389 A
CTC (mmolckg-1
) 424 plusmn 255 A 425 plusmn 388 A
Saturaccedilatildeo por bases (V) 710 plusmn 276 A 694 plusmn 328 A
Saturaccedilatildeo por Ca () 436 plusmn 187 A 428 plusmn 183 A
Saturaccedilatildeo por Mg () 178 plusmn 239 A 176 plusmn 355 A
Saturaccedilatildeo por K () 96 plusmn 158 A 90 plusmn 116 A
Os valores correspondem agrave Meacutedia plusmn Desvio Padratildeo (seis repeticcedilotildees)
Letras iguais dentro da linha natildeo diferem significativamente pelo teste de Tukey-Krumer (Ple005)
SB - Soma das bases Ca+ Mg
+ e K
+
58
Tabela 8 - Valores meacutedios dos atributos quiacutemicos do solo na interaccedilatildeo dos fatores Manejo de Colheita e Variedade
Atributo SQ CQ
SP813250 SP801842 RB72454 SP813258 SP801842 RB72454
pH 59 plusmn 0 23 a 60 plusmn 017 a 60 plusmn 025 a 58 plusmn 015 a 57 plusmn 023 a 58 plusmn 026 a
H+Al (mmolckg-1
) 128 plusmn 117 a 117plusmn 082 a 122 plusmn 075 a 125 plusmn 055 a 130 plusmn 126 a 128 plusmn 117 a
Ca (mmolckg-1
) 182 plusmn 098 a 180plusmn 110 a 193 plusmn 273 a 183 plusmn 314 a 197 plusmn 207 a 168 plusmn 331 a
Mg (mmolckg-1
) 70 plusmn 063 a 78plusmn 041 a 78 plusmn 117 a 77 plusmn 082 a 75 plusmn 055 a 73 plusmn 137 a
K (mmolckg-1
) 40 plusmn 090 a 37plusmn 072 a 45 plusmn 088 a 38 plusmn 084 a 38 plusmn 085 a 38 plusmn 068 a
P (mgkg-1
) 112 plusmn 098 a 117plusmn 668 a 133 plusmn 468 a 133 plusmn 361 a 132 plusmn 376 a 145 plusmn 532 a
C orgacircnico (gkg-1
) 91 plusmn 060 a 74plusmn 240 a 94 plusmn 212 a 83 plusmn 070 a 99 plusmn 100 a 89 plusmn 120 a
SB (mmolckg-1
) 292 plusmn 147ab 297plusmn 121ab 317 plusmn 372 a 300 plusmn 415ab 312 plusmn 232 a 280 plusmn 477 b
CTC (mmolckg-1
) 420 plusmn 141 a 413plusmn 163 a 438 plusmn 366 a 425 plusmn 414 a 442 plusmn 232 a 408 plusmn 471 a
Saturaccedilatildeo por bases (V) 694 plusmn 326 a 715plusmn 127 a 722 plusmn 291 a 700 plusmn 320 a 701 plusmn 323 a 681 plusmn 360 a
Saturaccedilatildeo por Ca () 433 plusmn 185 a 435 plusmn 179 a 440 plusmn 202 a 429 plusmn 183 a 445 plusmn 199 a 410 plusmn 195 a
Saturaccedilatildeo por Mg () 167 plusmn 237 b 189 plusmn 172 a 178 plusmn 325ab 180 plusmn 308ab 170 plusmn 353ab 179 plusmn 368ab
Saturaccedilatildeo por K () 94 plusmn 161 a 89 plusmn 101 a 104 plusmn 131 a 91 plusmn 063 a 87 plusmn 103 a 93 plusmn 153 a
Os valores correspondem agrave Meacutedia plusmn Desvio Padratildeo (seis repeticcedilotildees)
Letras iguais dentro da linha natildeo diferem significativamente pelo teste de Tukey-Krumer (Ple005)
SB - Soma das bases Ca+ Mg
+ e K
+
59
A palhada deixada sobre o solo em manejo de colheita de cana-de-accediluacutecar sem queima
preacutevia pode influenciar os atributos fiacutesicos quiacutemicos e bioloacutegicos do solo No entanto os
trabalhos sobre alteraccedilatildeo dos atributos quiacutemicos em funccedilatildeo apenas da palhada aplicada no solo
satildeo escarccedilos na literatura Por isso essa aacuterea de pesquisa carece de estudos mais aprofundados
para se conhecer os esfeitos da aplicaccedilatildeo de palhada sobre os processos bioquiacutemicos e fiacutesicos no
solo
2332 Produtividade da cana-de-accediluacutecar
O uso ou natildeo da praacutetica da queima previamente agrave colheita da cana-de-accediluacutecar pode mudar
o equiliacutebrio do agrossistema por afetar entre outras coisas a estrutura da comunidade
microbiana afetando alguns processos bioquiacutemicos importantes O depoacutesito de palha sobre o solo
pode tambeacutem interferir na produtividade da cana-de-accediluacutecar (RESENDE et al 2006) No entanto
no presente estudo a produtividade da cana-de-accediluacutecar natildeo diferiu entre os dois manejos de
colheita entre as variedades ou entre as interaccedilotildees dos fatores manejo e variedade (pgt005) No
primeiro corte a cana-de-accediluacutecar colhida com manejo SEM QUEIMA apresentou uma
produtividade de 1274 Mgha-1
enquanto que a colhida COM QUEIMA preacutevia apresentou uma
produtividade de 1386 Mgha-1
(Tabela 9)
Tabela 9 - Produtividade em Mgha-1
das trecircs variedades de cana-de-accediluacutecar sob
os dois manejos de colheita
Variedade Manejo
Meacutedia SEM QUEIMA COM QUEIMA
SP813250 1350 73 1341 142 1346 101
SP801842 1226 95 1435 141 1330 157
RB72454 1247 17 1384 138 1315 115
Meacutedia 1274 83 1386 128 1330 120
Os dados representam meacutedia de trecircs repeticcedilotildees desvio padratildeo da meacutedia
Apesar de maior aporte de material orgacircnico na forma de palhada o qual pode variar de 7
a 15 Mgha-1
ano-1
na colheita mecanizada (CAMPOS 2003) isso natildeo foi suficiente para causar
60
mudanccedilas no sistema de modo a aumentar a produccedilatildeo pelo menos no periacuteodo avaliado Tal
resultado pode ser devido ao pouco tempo com manejo SEM QUEIMA tendo havido apenas
uma colheita apoacutes implantaccedilatildeo do experimento e desse modo havendo pouca influecircncia da
palhada que foi depositada sobre o solo Isso eacute demonstrado pela ausecircncia de diferenccedila no teor de
carbono orgacircnico do solo entre o cultivo COM QUEIMA e o SEM QUEIMA preacutevia da cana-de-
accediluacutecar (Tabela7) Aleacutem do teor de carbono a maioria dos atributos quiacutemicos tambeacutem natildeo
respondeu com os tratamentos de manejo de colheita Mudanccedilas de produtividade tambeacutem natildeo
foram encontradas no primeiro corte da cana-de-accediluacutecar em um ensaio de longa duraccedilatildeo em que
Resende et al (2006) mostram que aumentos na produtividade de cana-de-accediluacutecar COM
QUEIMA em relaccedilatildeo agrave SEM QUEIMA apareceram somente na terceira colheita de um ciclo de
produccedilatildeo de sete cortes e a partir da segunda colheita no segundo ciclo de seis cortes Segundo os
autores as diferenccedilas de produtividade dos dois manejos foram mais fortes no segundo ciclo
indicando que essas diferenccedilas devem-se ao efeito cumulativo do aporte de material orgacircnico no
solo ao longo dos anos a partir do primeiro ciclo
2333 Fungos micorriacutezicos arbusculares no solo
O nuacutemero de esporos no solo rizosfeacuterico nos diferentes tratamentos eacute apresentado na
Figura 16 Natildeo houve diferenccedilas significativas (Tukey p gt 005) na densidade de esporos entre
os dois manejos de colheita entre as variedades de cana-de-accediluacutecar ou na interaccedilatildeo dos fatores
manejo e variedade O nuacutemero meacutedio de esporos por 50 g de solo variou de 23 no tratamento da
variedade RB72454 COM QUEIMA a 34 no tratamento da variedade SP813250 SEM QUEIMA
O nuacutemero meacutedio de esporos estaacute dentro da ampla faixa (19 a 815 esporos50ml-1
) encontrada
por Reis Paula e Doumlbereiner (1999) em um estudo sobre comunidades de FMAs na forma de
esporos no solo sob diversas lavouras de cana-de-accediluacutecar
61
Figura 16 ndash Nuacutemero de esporos de FMAs no solo sob as variedades SP813250 SP801842 e RB72454 de cana-de-
accediluacutecar sob manejo SEM QUEIMA (barras cinzas) e COM QUEIMA (barras pretas) Tratamentos com
mesma letra natildeo diferiram pelo teste de Tukey (p gt 005)
No presente trabalho foram observados 33 morfotipos de FMAs no solo rizosfeacuterico de
cana-de-accediluacutecar sendo 26 no manejo SEM QUEIMA e 24 no manejo COM QUEIMA Destes 18
morfotipos satildeo comuns aos dois tratamentos Dentre os esporos foram recuperadas espeacutecies dos
gecircneros Acaulospora Archaeospora Gigaspora Glomus (inclusive Glomus grupo A ndash Glomus
mosseae e Glomus clarum e Glomus grupo B ndash Glomus lamellosum) Paraglomus e
Scutellospora (Figura 17) Dentre o gecircnero Archaeospora houve apenas esporos de A Trappei
em uma amostra de solo sob a variedade RB72454 no tratamento SEM QUEIMA O tratamento
com a variedade SP813250 SEM QUEIMA foi o uacutenico a natildeo apresentar espeacutecies do gecircnero
Paraglomus Alguns dos esporos satildeo mostrados na Figura 18 Do filo Glomeromycota natildeo foram
encontrados esporos dos gecircneros Ambispora Diversispora Entrophospora Intraspora
Kuklospora e Pacispora
O nuacutemero de 33 espeacutecies encontradas sob cana-de-accediluacutecar estaacute dentro da faixa encontrada
em ecossistemas naturais ou manejados de acordo com os trabalhos levantados por Douds e
Millner (1999) Poreacutem a maior abrangecircncia de espeacutecies vegetais pode resultar em maior nuacutemero
de espeacutecies de FMAs no solo Blaszkowski (1994) recuperou 34 espeacutecies de FMAs em
ecossistema com 20 espeacutecies de plantas hospedeiras Andreola (1982) por outro lado recuperou
7 espeacutecies de FMAs em canaviais no municiacutepio de Araras SP Em outro estudo Reis Paula e
Doumlbereiner (1999) encontraram 18 espeacutecie em 35 amostras coletadas sob 14 variedades de cana-
Esp
oro
s p
or
50
g d
e so
lo
Variedade
Manejo
62
de-accediluacutecar em trecircs diferentes localidades Andreola (1982) recuperou 7 espeacutecies em cana-de-
accediluacutecar de um ensaio com tratamentos de aplicaccedilatildeo de vinhaccedila e adubaccedilatildeo nitrogenada e
fosfatada Portanto as espeacutecies recuperadas no presente trabalho podem indicar uma alta riqueza
de espeacutecies de FMAs no solo sob cana-de-accediluacutecar do experimento avaliado
Figura 17 ndash Nuacutemero de morfotipos de FMAs por gecircnero recuperados de solo sob trecircs variedades de cana-de-accediluacutecar
(SP813250 SP801842 e RB72454) com manejo SEM QUEIMA e COM QUEIMA preacutevia
As espeacutecies de FMAs identificadas na forma de esporos e a frequecircncia relativa de
ocorrecircncia nas amostras de solo satildeo mostradas na Tabela 10 As espeacutecies exclusivas do manejo
SEM QUEIMA satildeo Acaulospora sp 3 Acaulospora sp 6 Glomus clarum Glomus lamellosum
Glomus mosseae Glomus sp 10 Scutellospora sp e S verrucosa Jaacute as espeacutecies que ocorrem
apenas no manejo COM QUEIMA satildeo Acaulospora sp 2 Acaulospora sp 5 Acaulospora sp 7
Glomus coremioides Glomus sp 8 Glomus sp 9 e Paraglomus occultum As espeacutecies com
maior meacutedia de frequecircncia (gt 50 ) nas amostras de solo sob a cana-de-accediluacutecar em ordem
decrescente satildeo S pellucida A morrowiae Glomus sp 1 A scrobiculata G macrocarpum e
Glomus sp 6 Pode-se notar que as espeacutecies com frequecircncias maiores do que 50 nas amostras
de cana-de-accediluacutecar tambeacutem apresentam as maiores meacutedias de densidades de esporos (Tabela 11)
Satildeo elas em ordem decrescente Glomus sp 6 Glomus macrocarpum Glomus sp1 S pellucida
A scrobiculata e A morrowiae Essas 6 espeacutecies dominam a comunidade pois representam 79
Variedade
Nuacutemero de morfotipos
63
dos esporos recuperados do solo sob cana-de-accediluacutecar Assim essas espeacutecies mais abundantes e
frequentes nas amostas indicam que haacute a dominacircncia de poucas espeacutecies na comunidade de
esporos de FMAs no solo
No levantamento de Reis Paula e Doumlbereiner (1999) foram encontradas espeacutecies dos
gecircneros Acaulospora Entrophospora Gigaspora Glomus Paraglomus e Scutellospora sendo
que as espeacutecies predominantes nas trecircs localidades estudadas foram Acaulospora sp 1
(denominaccedilatildeo dos autores) S heterogama Glomus etunicatum Paraglomus occultum e
Gigaspora margarita Provavelmente os diferentes histoacutericos e caracteriacutesticas das aacutereas onde as
35 amostras foram coletadas por Reis Paula e Doumlbereiner (1999) influenciaram na estrutura da
comunidade de FMAs na forma de esporos a qual diferiu daquela reportada no presente trabalho
Eacute provaacutevel que a cana-de-accediluacutecar natildeo promova a seleccedilatildeo de espeacutecies de FMAs no solo jaacute que as
estruturas de comunidades de FMAs nos diferentes solos sob cana-de-accediluacutecar natildeo estatildeo
relacionadas No entanto tanto no presente estudo como no de Reis Paula e Doumlbereiner (1999) e
de Andreola (1982) haacute o predomiacutenio de espeacutecies do gecircnero Glomus dentre os gecircneros de FMAs
econtrados nas amostras
64
Tabela 10 ndash Frequecircncia de ocorrecircncia () de espeacutecies de FMAs em amostras de solo coletadas sob trecircs variedades de
cana-de-accediluacutecar (SP813250 SP801842 e RB72454) com manejo SEM QUEIMA (SQ) e COM QUEIMA
preacutevia (CQ)
SQ CQ
Espeacutecies SP813250 SP801842 RB72454 SP813258 SP801842 RB72454 Meacutedia1
Acaulpospora mellea 25 66 25 40 - 25 302
Acaulospora morrowiae 25 66 50 100 66 100 678
Acaulospora scrobiculata 75 33 50 80 33 75 577
Acaulospora sp 1 25 33 - - 33 25 193
Acaulospora sp 2 - - - - 33 - 55
Acaulospora sp 3 - - 25 - - - 42
Acaulospora sp 4 - 33 25 20 - - 130
Acaulospora sp 5 - - - - 33 - 55
Acaulospora sp 6 - - 25 - - - 42
Acaulospora sp 7 - - - - - 25 42
Archaeospora trappei - - 25 - - - 42
Gigaspora sp 25 33 25 60 33 25 335
Glomus clarum 25 - - - - - 42
Glomus coremioides - - - 20 - - 33
Glomus lamellosum - - 25 - - - 42
Glomus macrocarpum 50 33 50 60 66 75 557
Glomus mosseae - 33 - - - - 55
Glomus sinuosum 25 - - 40 - 25 150
Glomus sp 1 50 100 50 80 66 50 660
Glomus sp 2 - 33 - 40 33 - 177
Glomus sp 3 50 33 - 20 - - 172
Glomus sp 4 50 33 25 20 33 25 310
Glomus sp 5 25 33 25 - 33 - 193
Glomus sp 6 50 66 50 80 33 50 548
Glomus sp 7 - - 50 20 - - 117
Glomus sp 8 - - - - 33 - 55
Glomus sp 9 - - - 20 - - 33
Glomus sp 10 25 - - - - - 42
Paraglomus laccatum - 33 25 - 33 50 235
Paraglomus occultum - - - 20 - - 33
Scutellospora pellucida 75 100 25 100 66 50 693
Scutellospora sp - 33 - - - - 55
Scutellospora verrucosa 25 - - - - - 42
Meacutedia1
1894 2406 1742 2485 1900 1818
1 ndash Meacutedia das frequecircncias de ocorrecircncia de espeacutecies de FMAs
65
Tabela 11 ndash Nuacutemero de esporos de FMAs em solo sob as variedades SP813250 SP801842 e RB72454 com manejo
SEM QUEIMA (SQ) e COM QUEIMA preacutevia (CQ)
SQ CQ
Espeacutecies SP813250 SP801842 RB72454 SP813258 SP801842 RB72454 Meacutedia
Acaulpospora mellea 050 133 050 040 - 475 125
Acaulospora morrowiae 050 233 150 280 367 175 209
Acaulospora scrobiculata 825 133 150 500 067 075 292
Acaulospora sp 1 050 033 - - 167 025 046
Acaulospora sp 2 - - - - 067 - 011
Acaulospora sp 3 - - 050 - - - 008
Acaulospora sp 4 - 067 050 040 - - 026
Acaulospora sp 5 - - - - 033 - 006
Acaulospora sp 6 - - 025 - - - 004
Acaulospora sp 7 - - - - - 025 004
Archaeospora trappei - - 050 - - - 008
Gigaspora sp 025 033 025 060 067 025 039
Glomus clarum 025 - - - - - 004
Glomus coremioides - - - 040 - - 009
Glomus lamellosum - - 025 - - - 004
Glomus macrocarpum 325 067 975 320 767 225 446
Glomus mosseae - 033 - - - - 006
Glomus sinuosum 025 - - 040 - 025 017
Glomus sp 1 275 900 100 840 267 200 430
Glomus sp 2 - 100 - 040 067 - 034
Glomus sp 3 125 033 - 020 - - 030
Glomus sp 4 075 100 100 040 100 025 073
Glomus sp 5 125 133 025 - 067 - 058
Glomus sp 6 925 400 275 360 400 500 477
Glomus sp 7 - - 200 060 - - 043
Glomus sp 8 - - - - 100 - 017
Glomus sp 9 - - - 020 - - 003
Glomus sp 10 025 - - - - - 004
Paraglomus laccatum - 033 050 - 067 050 033
Paraglomus occultum - - - 020 - - 003
Scutellospora pellucida 500 400 050 380 433 475 373
Scutellospora sp - 033 - - - - 006
Scutellospora verrucosa 025 - - - - - 004
Dados representam as meacutedias (seis repeticcedilotildees) do nuacutemero de esporos por 50 g de solo
- Meacutedia do nuacutemero de esporocarpos por 50 g de solo
66
Figura 18 ndash Esporos de FMAs coletados sob cana-de-accediluacutecar (A) Acaulospora scrobiculata (B) Glomus
macrocarpum (C) Scutellospora pellucida (D) Glomus sp 6 (E) Acaulospora morrowiae
A riqueza observada as estimativas de riqueza de espeacutecies determinadas pelos meacutetodos
de ACE (CHAO LEE 1992) e CHAO-1 (CHAO 1984) e os iacutendices de diversidade natildeo
diferiram entre os manejos de colheita entre as variedades de cana-de-accediluacutecar ou na interaccedilatildeo dos
fatores manejo e variedade (Tabela 12) O nuacutemero de espeacutecies dentro de cada tratamento da
interaccedilatildeo manejo e variedade variou de aproximadamente 6 a 8 e a estimativa meacutedia de espeacutecies
por tratamento foi de aproximadamente 12 (ACE) e 10 (CHAO-1) Considerando-se todas as
amostras a cobertura de amostragem foi de aproximadamente 98
Pela anaacutelise de RDA as variaacuteveis CO P H+Al Bases CTC e Mg foram escolhidas
com o uso do Forward Selection do programa ldquoCanoco fo Windows 45rdquo (Figura 19) Essas
variaacuteveis explicam significativamente e se relacionam agrave variabilidade dos dados pelos teste de
permutaccedilatildeo de Monte-Carlo As relaccedilotildees satildeo significativas entre as espeacutecies de FMAs e as
variaacuteveis quiacutemicas do solo no primeiro eixo canocircnico (p = 0038) e em todos os eixos canocircnicos
(p = 0034) Os dois primeiros eixos explicam 169 da variabilidade dos dados sendo 101
no primeiro eixo e 68 no segundo As variaacuteveis quiacutemicas do solo explicam 42 da
variabilidade sendo que 259 desse valor eacute explicado nos dois primeiros eixos Outros autores
encontraram valores de correlaccedilotildees significativos abaixo de 060 entre variaacuteveis do solo e as
C B
A
D
E
67
espeacutecies de FMAs na forma de esporos (CUENCA MENESES 1996 CARRENHO et al
2001) sugerindo que os atributos do solo afetam a distribuiccedilatildeo de espeacutecies de FMAs na forma de
esporos no solo poreacutem em menor magnitude do que outros fatores desconhecidos
A RDA natildeo indicou separaccedilatildeo das amostras de acordo com o manejo de colheita ou com
variedades de cana-de-accediluacutecar Pelas variaacuteveis do solo verifica-se que a maioria das espeacutecies
estatildeo relacionadas positivamente com o teor de carbono orgacircnico (CO) ou com a saturaccedilatildeo da
CTC por bases As espeacutecies relacionadas positivamente com a saturaccedilatildeo por bases tecircm relaccedilatildeo
negativa com o teor de H+Al o que eacute coerente uma vez que quanto maior o teor de bases na
CTC menor a quantidade de H e Al trocaacuteveis A relaccedilatildeo positiva de apenas algumas espeacutecies de
FMAs com o teor de P eacute devido provavelmente pelo fato de que altas concentraccedilotildees desse
elemento inibem a colonizaccedilatildeo micorriacutezica e posteriormente diminuiriam a esporulaccedilatildeo das
outras espeacutecies natildeo relacionadas positivamente com o teor de P Dentre as espeacutecies mais
abundantes e frequentes (Tabelas 10 e 11) Glomus sp 6 Glomus sp 1 e S pellucida satildeo
relacionadas positivamente agrave saturaccedilatildeo de bases G macrocarpum e A morrowiae estatildeo
relacionadas positivamente com o teor de P mas negativamente com a saturaccedilatildeo de bases e teor
de CO e A scrobiculata estaacute relacionada positivamente com o teor de CO Assim a RDA mostra
que haacute relaccedilatildeo da variabilidade das espeacutecies com as variaacuteveis do solo mas natildeo permite a
separaccedilatildeo de amostras de acordo com os tratamentos
68
Tabela 12 ndash Meacutedia da riqueza observada estimativas de nuacutemero de espeacutecies iacutendices de diversidade e cobertura de amostragem
da comunidade de FMAs calculadas a partir dos esporos coletados e identificados sob as variedades SP813250
SP801842 e RB72454 com manejo SEM QUEIMA e COM QUEIMA preacutevia
Iacutendices de diversidade Estimativa de riquezas de UTOs
Comunidade SFMAsa
Shannonb 1D
bc Equitabilidade
d ACE-1
Chao1
ECA
e
SEM QUEIMA
SP813250 625 138 348 080 1108 945 088
SP801842 800 171 452 082 1407 115 088
RB72454 575 139 373 081 653 61 093
COM QUEIMA
SP813258 820 176 494 085 1232 1166 090
SP801842 667 157 445 087 707 69 098
RB72454 600 136 320 081 1893 1225 061
Todos os
tratamentosf 33 248 878 071 562 481 0983
Os valores correspondem agrave Meacutedia plusmn Desvio Padratildeo (seis repeticcedilotildees) a ndash Riqueza de espeacutecies de FMAs na forma de esporos
b ndash Estimador de maacutexima semelhanccedila
c ndash Reciacuteproco do iacutendice de Simpson
d ndash Equitabilidade de
Pielou e -
Estimativa de Cobertura da Amostragem
f ndash Dados representam os valores obtidos de todas as amostras
69
Figura 19 ndash Triplot de espeacutecies de FMAs amostras e variaacuteveis do solo sob cana-de-accediluacutecar da Anaacutelise de
Redundacircncia (RDA) Realizou-se a anaacutelise com Forward Selection selecionando teor de C orgacircnico
no solo (CO) H+Al saturaccedilatildeo de bases P CTC e toer de Mg em amostras sob cana-de-accediluacutecar com
colheita SEM QUEIMA e COM QUEIMA preacutevia (P = 0038 para o primeiro eixo canocircnico P = 0034
para a soma dos eixos segundo o teste de Monte Carlo)
Ao contraacuterio do que foi observado neste trabalho Reis Paula e Doumlbereiner (1999)
verificaram que a aacuterea com manejo SEM QUEIMA da cana-de-accediluacutecar apresentou maior riqueza
de espeacutecies de FMAs no solo No entanto esses autores compararam lavouras SEM QUEIMA e
COM QUEIMA com diferentes histoacutericos o que dificulta a comparaccedilatildeo direta das amostras
Por fim esse eacute um dos primeiros levantamentos de FMAs em solo sob cana-de-accediluacutecar a
campo no Brasil e os dados aqui apresentados serviratildeo como base de comparaccedilatildeo para futuros
estudos sobre a contribuiccedilatildeo das MAs para a cultura Os indicadores de diversidade de FMAs na
forma de esporos densidade de esporos riqueza diversidade e estimativa de nuacutemero de espeacutecies
natildeo apresentam diferenccedilas entre os manejos de colheita entre as variedades ou na interaccedilatildeo dos
fatores manejo e variedade A RDA utilizada para a ordenaccedilatildeo dos dados foi significativa
70
poreacutem natildeo permitiu qualquer discriminaccedilatildeo com base nos tratamentos O pouco tempo decorrido
desde a implantaccedilatildeo da cultura ateacute a avaliaccedilatildeo das amostras de solo (20 meses) pode ter
contribuiacutedo para que essas diferenccedilas na comunidade de FMAs na forma de esporos entre os
tratamentos natildeo fosse observada Como alguns esporos podem ficar em estado de dormecircncia
(TOMMERUP 1983 GEMMA KOSKE 1988) parte das espeacutecies de FMAs na forma de
esporos presentes nas amostras pode ser reflexo dos cultivos anteriores agrave instalaccedilatildeo do
experimento Assim novas amostragens devem ser feitas apoacutes ter passado um periacuteodo de tempo
maior desde a implantaccedilatildeo do experimento pois eacute possiacutevel que efeitos significativos da alteraccedilatildeo
do manejo possam ser observados somente a longo prazo
2334 Colonizaccedilatildeo micorriacutezica intrarradicular
Todas as amostras de raiacutezes de cana-de-accediluacutecar analisadas apresentaram colonizaccedilatildeo
micorriacutezica arbuscular Foi possiacutevel visualizar e identificar vaacuterias estruturas de FMAs incluindo
hifa extrarradicular apressoacuterio nas ceacutelulas da epiderme hifas intercelulares e intracelulares
arbuacutesculos e hifas intracelulares enoveladas (pelototildees) (Figura 20) A presenccedila de arbuacutesculos
tiacutepicos e de pelototildees foram observados simultaneamente na mesma amostra tanto em raiacutezes sob
manejo SEM QUEIMA como COM QUEIMA
A taxa de colonizaccedilatildeo variou de 30 a 52 e natildeo foi significativamente diferente entre
as variedades mas variou significativamente (p lt 005) entre os manejos SEM QUEIMA e COM
QUEIMA preacutevia agrave colheita (Tabela 13) As raiacutezes de plantas sob manejo SEM QUEIMA
apresentaram as maiores taxas de colonizaccedilatildeo A maior colonizaccedilatildeo micorriacutezica pode ser devido
ao maior teor de umidade no solo assegurada pela quantidade de palhada depositada apoacutes a
colheita Como visto em outros trabalhos a umidade estaacute positivamente correlacionada com a
colonizaccedilatildeo intrarradicular (HE MOURATOV STEINBERG 2002 LINGFEI ANNA
ZHIWEI 2005)
71
Figura 20 - Colonizaccedilatildeo micorriacutezica arbuscular em cana-de-accediluacutecar (A a H) ap ndash apressoacuterio hi ndash hifa intercelular
pe ndash ponto de entrada de hifa na raiz ar ndash arbuacutesculo en ndash hifa enovelada ve ndash vesiacutecula
A
hi
hi
ap
ap
he
B ap
F en
G
ve ve
ve
ve
H ar
ar
ar ar
ar
ar
E ar
D
hi
hi
hi
C
pe
hi
hi
72
Tabela 13 - Colonizaccedilatildeo micorriacutezica arbuscular () em raiacutezes de cana-de-
accediluacutecar sob manejo SEM QUEIMA preacutevia e COM QUEIMA
preacutevia agrave colheita
Manejo
Variedade SEM QUEIMA COM QUEIMA
SP813250 5187 1085 aA 3623 1044 aB
SP801842 4520 1511 aA 3010 394 aB
RB72454 4933 643 aA 3124 1088 aB
Os valores correspondem agrave Meacutedia plusmn Desvio Padratildeo (seis repeticcedilotildees)
Meacutedias seguidas de mesma letra maiuacutescula na linha e minuacutescula na coluna natildeo diferem
estatisticamente pelo teste de Tukey (p gt 005)
A colonizaccedilatildeo micorriacutezica eacute pouca estudada em cana-de-accediluacutecar e poucos trabalhos sobre o
assunto foram publicados Kelly et al (2001) verificaram que plantas de cana-de-accediluacutecar
cultivadas em casa-de-vegetaccedilatildeo possuem taxas de ateacute 60 de colonizaccedilatildeo em baixos niacuteveis de
foacutesforo no solo (entre 27 e 82 mg Pkg-1
) No entanto a micorrizaccedilatildeo natildeo trouxe ganhos na
massa seca das plantas Takahashi (2005) e Souza (2006) estudaram a colonizaccedilatildeo micorriacutezica
intrarradicular em mudas micropropagadas de cana-de-accediluacutecar inoculadas e crescidas em casa-de-
vegetaccedilatildeo em condiccedilotildees de baixo teor de P (20 mgKg-1
) e alto teor (200 mgKg-1
) no solo A
taxa de colonizaccedilatildeo intrarradicular variou de 10 a 34 nos tratamentos com alto teor de P e de
40 a 60 nos tratamentos com baixo teor de P sendo que Takahashi (2005) natildeo observou
alteraccedilatildeo da produccedilatildeo de biomassa das plantas inoculadas em relaccedilatildeo agraves natildeo-inoculadas
De acordo com a anaacutelise de correlaccedilatildeo de Pearson e RDA das espeacutecies de esporos no solo
natildeo haacute correlaccedilatildeo da taxa de colonizaccedilatildeo micorriacutezica arbuscular em cana-de-accediluacutecar e a
distribuiccedilatildeo de esporos no solo Poreacutem uma vez que a comunidade de FMAs medida pela
ocorrecircncia densidade e diversidade de esporos no solo natildeo apresentou diferenccedilas entre os
manejos apoacutes 20 meses de implantaccedilatildeo do experimento a colonizaccedilatildeo micorriacutezica arbuscular a
qual foi diferente entre os manejos e variedades pode ser um paracircmetro mais sensiacutevel agraves
alteraccedilotildees que ocorrem no ambiente Assim a colonizaccedilatildeo micorriacutezica arbuscular poderia ser
utilizada como um indicador de mudanccedilas ambientais
73
2335 Anaacutelise do gene rRNA 18S amplificado com os iniciadores NS7e F1Ra em raiacutezes de
cana-de-accediluacutecar
Da biblioteca de clones dos fragmentos do gene rRNA 18S amplificados com o par de
iniciadores NS7 e F1Ra de raiacutezes de cana-de-accediluacutecar sob manejo SEM QUEIMA e COM
QUEIMA preacutevia agrave colheita foram sequenciados 128 clones das amostras Das sequecircncias obtidas
duas do tratamento SEM QUEIMA foram consideradas quimeacutericas e excluiacutedas das demais
anaacutelises A comparaccedilatildeo por BLAST das sequecircncias obtidas com sequecircncias conhecidas (Tabela
14) e anaacutelise filogeneacutetica (Figura 21) possibilitam a afiliaccedilatildeo das mesmas ao reino Fungi Todas
as sequecircncias obtidas de raiacutezes de cana-de-accediluacutecar do tratamento COM QUEIMA e a maioria do
tratamento SEM QUEIMA satildeo representadas por fungos do Filo Ascomycota Em raiacutezes do
tratamento sob manejo SEM QUEIMA 4 sequecircncias (87 ) pertencem ao filo Zygomicota
Nenhum dos 126 clones apresentou similaridade elevada com sequecircncias de FMAs apesar de as
amostras apresentarem colonizaccedilatildeo micorriacutezica intrarradicular consideraacutevel
As sequecircncias relacionadas agrave Phoma sp apresentam dominacircncia tanto na biblioteca de
raiacutezes provenientes de manejo SEM QUEIMA (681 das sequecircncias) como COM QUEIMA
(802 das sequecircncias) Depois dessas sequecircncias as maiores frequecircncias observadas satildeo de
sequecircncias relacionadas agrave Leptosphaeria (106 ) e agrave Pleosporales (43 ) em manejo SEM
QUEIMA e relacionadas agrave Fusarium (79 ) em manejo COM QUEIMA Membros das classes
Eurotiomycetes e Sordariomycetes foram detectados apenas em raiacutezes do tratamento sob manejo
COM QUEIMA (clones B Scane D0408 B Scane E0909 e B Scane B0703) enquanto que os
Zygomycetes (clones UB Scane C1105 e UB Scane G0814) foram detectados somente em raiacutezes
do tratamento sob manejo SEM QUEIMA Dos 13 acessos com maior similaridade agraves sequecircncias
obtidas determinada utilizando-se o BLAST apenas trecircs (N quadriseptata Phoma sp e
Pleosporales sp) foram comuns agraves duas bibliotecas (Tabela 14)
As estimativas de riqueza os iacutendices de diversidade de UTOs e a estimativa de cobertura
de amostragem satildeo apresentados na Tabela 15 O nuacutemero de UTOs detectadas foi de 10 para
cana-de-accediluacutecar do tratamento sob manejo SEM QUEIMA e 11 para a amostra do tratamento sob
manejo COM QUEIMA Natildeo houve diferenccedila significativa entre as estimativas de riqueza e
iacutendices de diversidade de UTOs dos dois sistemas de manejos de colheita A estimativa de
riqueza de UTOs relacionadas agrave raiacutezes foi de 18 e 34 (segundo os iacutendices ACE-1 e Chao1
74
respectivamente) para o manejo SEM QUEIMA e de 23 e 51 para o manejo COM QUEIMA
preacutevia agrave colheita Apesar de natildeo apresentar diferenccedilas de riqueza e de diversidade de UTOs entre
os dois manejos a comparaccedilatildeo de curvas de cobertura homoacuteloga e heteroacuteloga utilizando o
webLIBSHUFF mostrou que as comunidades fuacutengicas das raiacutezes de cana-de-accediluacutecar dos dois
tratamentos satildeo significativamente diferentes (p lt 005) (Figura 22) Para as duas bibliotecas de
clones o tamanho da amostra analisada foi suficiente para cobrir a maioria dos grupos
filogeneacuteticos A taxa de cobertura homoacuteloga foi aproximadamente 82 em Distacircncias
Evolutivas maiores do que 001 que eacute o valor adotado para definir espeacutecie em estudos com
fungos (WALDROP et al 2006 JUMPPONEN JOHNSON 2005 ANDERSON et al 2003)
Tabela 14 ndash Similaridade das sequecircncias dos clones do gene rRNA 18s obtidas por amplificaccedilatildeo do DNA total
de raiacutezes de cana-de-accediluacutecar colonizadas por FMAs e utilizando os iniciadores NS7 e F1Ra em
relaccedilatildeo a sequecircncias de bancos de dados puacuteblicos
Manejo Clone Sequecircncia mais similar [Acesso] Similaridade Freq
(1)
SEM QUEIMA
UB SCane B0103 Candida xylopsoci [AY4881281] 99 21
UB SCane D0707 Cladosporium cladosporioides [DQ6780041] 100 21
UB SCane D0208 Heteromita globosa [AY4960431] 99 21
UB SCane F0911 Leptosphaeria korrae [AF4866261] 100 106
UB SCane G0814 Mucor circinelloides f lusitanicus [AF1134271] 99 64
UB SCane C1105 Mucor circinelloides f lusitanicus [AF1134271] 99 21
UB SCane D0907 Neophaeosphaeria quadriseptata [AF2508261] 99 21
UB SCane H0915 Phoma sp [AB2528691] 99 681
UB SCane E1010 Pleosporales sp [AB1956311] 99 43
COM QUEIMA
B SCane A0101 Debaryomyces mycophilus [AF4400171] 98 13
B SCane D1208 Debaryomyces mycophilus [AF4400171] 98 13
B SCane D0408 Eupenicillium javanicum [U212981] 100 13
B SCane B0703 Fusarium sp [AB2454421] 99 79
B SCane B1204 Galactomyces geotrichum [U009741] 100 13
B SCane C0705 Neophaeosphaeria quadriseptata [AF2508261] 99 13
B SCane A0202 Phoma sp [AB2528691] 98 776
B SCane A1002 Phoma sp [AB2528691] 98 26
B SCane E1010 Pleosporales sp [AB1956311] 99 13
B SCane E0909 Talaromyces flavus [M832621] 99 26
As sequecircncias foram comparadas usando-se o BLAST Cada clone representa um dos grupos formados por
UPGMA A coluna de frequecircncia se refere agrave proporccedilatildeo dos clones do grupo em cada biblioteca (1)
Frequecircncia de sequecircncias representadas pelo clone em cada um dos manejos (2)
Classe ldquoDothideomycetes et Chaetothyriomycetes incertae sedisrdquo
75
Figura 21 ndash Relaccedilotildees filogeneacuteticas entre a sequecircncias do gene rRNA 18S obtidas de raiacutezes de cana-de-accediluacutecar com o
par de iniciadores NS7 e F1Ra e sequecircncias de fungos determinadas usando-se neighbor-joining
Nuacutemeros sobre os ramos indicam a porcentagem de 1000 repeticcedilotildees da anaacutelise de bootstrap Cada clone
representa um dos grupos formados por UPGMA Os valores entre parecircnteses representam a
percentagem do clone em cada biblioteca A barra representa uma substituiccedilatildeo a cada 100 nucleotiacutedeos
Clones grafados em negrito em preto satildeo referentes agraves raiacutezes de cana-de-accediluacutecar colhida SEM QUEIMA
enquanto os grafados em vermelho se referem agraves raiacutezes de cana-de-accediluacutecar COM QUEIMA preacutevia agrave
colheita
- Classe ldquoDothideomycetes et Chaetothyriomycetes incertae sedisrdquo
76
Tabela 15 - Estimativas de UTOs iacutendices de diversidade e cobertura de amostragem determinadas com base no sequenciamento de
clones do gene rRNA 18S de fungos associados a raiacutezes de cana-de-accediluacutecar com ou SEM QUEIMA preacutevia agrave colheita
obtidos utilizando-se o par de iniciadores NS7 e F1Ra
Comunidade NS NU Estimativa de riquezas de UTOs Iacutendices de diversidade ECAc
ACE-1 Chao1
Shannona
1Dab
SEM QUEIMA 50 10 34 (14 165) 18 (11 53) 134 (099 169) 233 (132 909) 0880
COM QUEIMA 76 11 51 (18 246) 23 (13 79) 099 (067 131) 164 (078 1429) 0908
Valores entre parecircnteses representam o intervalo com 95 de confianccedila NS ndash nuacutemero de sequecircncias NU ndash nuacutemero de UTOs a
Estimador de maacutexima
semelhanccedila b
ndash Reciacuteproco do iacutendice de Simpson c ndash Estimativa de Cobertura da Amostragem Distacircncia evolutiva usada para as estimativas foi 001
77
Figura 22 - Anaacutelise de LIBSHUFF de comunidade de fungos associados agraves raiacutezes de cana-de-accediluacutecar sob dois manejos de colheita quando empregado o par de
iniciadores NS7 e F1Ra A manejo SEM QUEIMA (homoacutelogo) x manejo COM QUEIMA B manejo COM QUEIMA (homoacutelogo) x manejo SEM
QUEIMA As comunidades satildeo diferentes significativamente com P lt 005 A distribuiccedilatildeo de (Cy-Cyx)2 como uma funccedilatildeo de D indica a diferenccedila
entre as duas comunidades
00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
0 01 02 03 04 05 06
Distacircncia Evolutiva (D)
Cob
ertu
ra
0000
0005
0010
0015
0020
0025
(Cx-C
xy)2Homoacutelogo
Heteroacutelogo
(Cx-Cxy)2
95XY
00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
00 01 02 03 04 05 06
Distacircncia Evolutiva (D)
Co
ber
tura
0000
0005
0010
0015
0020
0025
(Cy
-Cy
x)2
Homoacutelogo
Heteroacutelogo
(Cy-Cyx)2
95YX
A B
78
2336 Anaacutelise do gene rRNA 18S amplificado com os iniciadores NS31 e AM1 em raiacutezes de
cana-de-accediluacutecar
Das bibliotecas de clones do gene rRNA 18S de raiacutezes de cana-de-accediluacutecar SEM QUEIMA
e COM QUEIMA preacutevia agrave colheita foram sequenciados 47 e 42 clones respectivamente Das
sequecircncias obtidas 9 foram consideradas quimeras com base nas anaacutelises feitas utilizando o
Chimera Check e BLAST Assim para as anaacutelises posteriores foram utilizadas 41 e 39
sequecircncias dos tratamentos SEM QUEIMA e COM QUEIMA respectivamente
Todas as sequecircncias foram mais similares ao Filo Ascomycota e natildeo foi possiacutevel
discriminar espeacutecies a partir dessas sequecircncias de acordo com as comparaccedilotildees feitas utilizando-
se o BLAST (Tabela 16) e a anaacutelise filogeneacutetica (Figura 23) Em uma das clades haacute o
agrupamento de diferentes classes de fungos uma sequecircncia de um clone do manejo COM
QUEIMA (B AM1 D1107) duas sequecircncias de Phoma (Ascomycota Mitospoacuterico) e uma
sequecircncia de Didymella (Dothideomycetes) Esses resultados mostram que a regiatildeo sequenciada
natildeo eacute informativa filogeneticamente Nenhuma sequecircncia apresentou alta similaridade com
sequecircncias de FMAs apesar do iniciador AM1 ser supostamente especiacutefico para essse grupo de
fungos Assim mesmo as riquezas de UTOs e os iacutendices de diversidade foram estimados (Tabela
17) Da mesma forma a comparaccedilatildeo das bibliotecas por meio do programa webLIBSHUFF foi
feita (Figura 24) Assim como no Brasil os amplicons obtidos com o uso dos iniciadores NS31 e
AM1 em amostras de DNA de cana-de-accediluacutecar durante o estaacutegio na Universidade do Estado do
Kansas EUA resultou em sequecircncias relacionadas somente agrave Ascomycota (dados natildeo
mostrados) mesmo fazendo-se a seleccedilatildeo de raiacutezes finas e claras para a extraccedilatildeo de DNA natildeo
houve a amplificaccedilatildeo do DNA de FMAs
Natildeo houve diferenccedilas entre as estimativas de UTOs entre os dois manejos utilizando-se
sequecircncias obtidas com ambos conjuntos de iniciadores No entanto o iacutendice de diversidade de
Shannon foi significativamente maior no manejo SEM QUEIMA usando-se o par de iniciadores
NS31 e AM1 Assim como no uso do conjunto de iniciadores NS7 e F1Ra o emprego do par
NS31 e AM1 resultou em uma taxa de cobertura elevada (Figura 24) De acordo com as anaacutelises
de Libshuff as duas bibliotecas foram significativamente diferentes (P lt 005)
79
Tabela 16 ndash Similaridade das sequecircncias dos clones do gene rRNA 18s obtidas por amplificaccedilatildeo do DNA total
de raiacutezes de cana-de-accediluacutecar colonizadas por FMAs e utilizando os iniciadores NS31 e AM1 em
relaccedilatildeo a sequecircncias de bancos de dados puacuteblicos
Manejo Clone Sequecircncia mais similar [Acesso] Similaridade Freq(1)
SEM QUEIMA
UB AM1 G0414 Fusarium oxysporum [DQ9161501] 99 122
UB AM1 C0406 Fusarium cerealis [AF1419471] 98 24
UB AM1 H0315 Cladosporium cladosporioides [EU3755231] 99 537
UB AM1 B0204 Penicillium glabrum [AF5480901] 99 49
UB AM1 D0107 Phialophora verrucosa [EF4136141] 99 141
UB AM1 B0303 Phialophora verrucosa [EF4136141] 100 122
COM QUEIMA
B AM1 F0812 Fusarium oxysporum [DQ9161501] 99 948
B AM1 H0715 Fusarium oxysporum [DQ9161501] 98 26
B AM1 D1107 Phoma sp [EU8264811] 100 26
As sequecircncias foram comparadas usando-se o BLAST Cada clone representa um dos grupos formados por
UPGMA A coluna de frequecircncia se refere agrave proporccedilatildeo dos clones do grupo em cada biblioteca (1)
Frequecircncia de sequecircncias representadas pelo clone em cada um dos manejos (2)
Classe ldquoDothideomycetes et Chaetothyriomycetes incertae sedisrdquo
80
Figura 23 ndash Relaccedilotildees filogeneacuteticas entre a sequecircncias do gene rRNA 18S obtidas de raiacutezes de cana-de-accediluacutecar com o
par de iniciadores NS31 e AM1 e sequecircncias de fungos determinadas usando-se neighbor-joining
Nuacutemeros sobre os ramos indicam a porcentagem de 1000 repeticcedilotildees da anaacutelise de bootstrap Cada clone
representa um dos grupos formados por UPGMA Os valores entre parecircnteses representam a
percentagem do clone em cada biblioteca A barra representa uma substituiccedilatildeo a cada 100 nucleotiacutedeos
Clones grafados em negrito em preto satildeo referentes agraves raiacutezes de cana-de-accediluacutecar colhida SEM QUEIMA
enquanto os grafados em vermelho se referem agraves raiacutezes de cana-de-accediluacutecar COM QUEIMA preacutevia agrave
colheita
- Classe ldquoDothideomycetes et Chaetothyriomycetes incertae sedisrdquo
81
Tabela 17 - Estimativas de UTOs iacutendices de diversidade e cobertura de amostragem determinadas com base no sequenciamento de
clones do gene rRNA 18S de fungos associados a raiacutezes de cana-de-accediluacutecar com ou SEM QUEIMA preacutevia agrave colheita
obtidos utilizando-se o par de iniciadores NS31 e AM1
Comunidade NS NU Estimativa de riquezas de UTOs Iacutendices de diversidade ECAc
ACE-1 Chao1
Shannona
1Dab
SEM QUEIMA 41 6 64 (60 116) 65 (60 144) 1366 (1103 1630) 292 (209 484) 0976
COM QUEIMA 39 3 40 (31 141) 35 ( 30 114) 0320 (0058 0583) 117 (049-320) 0974
Valores entre parecircnteses representam o intervalo com 95 de confianccedila NS ndash nuacutemero de sequecircncias NU ndash nuacutemero de UTOs a
Estimador de maacutexima
semelhanccedila b ndash Reciacuteproco do iacutendice de Simpson
c ndash Estimativa de Cobertura da Amostragem Distacircncia evolutiva usada para as estimativas foi 001
82
Figura 24 - Anaacutelise de LIBSHUFF de comunidade de fungos associados agraves raiacutezes de cana-de-accediluacutecar sob dois manejos de colheita quando empregado o par de
iniciadores NS31 e AM1 A manejo SEM QUEIMA (homoacutelogo) x manejo COM QUEIMA B manejo COM QUEIMA (homoacutelogo) x manejo SEM
QUEIMA As comunidades satildeo diferentes significativamente com P lt 005 A distribuiccedilatildeo de (Cy-Cyx)2 como uma funccedilatildeo de D indica a diferenccedila
entre as duas comunidades
00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
00 01 02 03 04 05 06
Distacircncia Evolutiva (D)
Co
ber
tura
0000
0100
0200
0300
0400
0500
0600
0700
0800
(Cy
-Cy
x)2
Homoacutelogo
Heteroacutelogo
(Cx-Cxy)2
95XY
00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
0 01 02 03 04 05 06
Distacircncia Evolutiva (D)
Co
bertu
ra
0000
0002
0004
0006
0008
0010
0012
(Cx
-Cx
y)2
Homoacutelogo
Heteroacutelogo
(Cy-Cyx)2
95YX
A B
83
2337 Anaacutelise do gene rRNA 18S amplificado com os iniciadores especiacuteficos para grupos
de FMAs em raiacutezes de cana-de-accediluacutecar
Para determinar a estrutura da comunidade de FMAs por meio do sequenciamento dos
amplicons os iniciadores aqui desenhados e validados foram testados em amostras de raiacutezes de
cana-de-accediluacutecar do campo Apoacutes a amplificaccedilatildeo de fragmentos do gene rRNA 18S com os
iniciadores ACAU220 GIGA202 GLOMA690 e GLOMB673 e o sequenciamento dos
amplicons foram obtidas 161 sequecircncias Dessas 35 foram retiradas das anaacutelises por
consistirem quimeras ou sequecircncias de baixa qualidade Verificou-se que nenhum dos
iniciadores desenhados foi especiacutefico para FMAs de acordo com a comparaccedilatildeo das sequecircncias
obtidas com sequecircncias de bancos de dados por meio de BLAST (Tabelas 18 19 20 e 21) As
sequecircncias de parte do gene do rRNA 18S obtidas foram alinhadas para a anaacutelise filogeneacutetica
(Figuras 25 26 27 e 28) As sequecircncias obtidas natildeo se agruparam com as sequecircncias de fungos
do filo Glomeromycota do banco de dados (GenBank) Os amplicons obtidos com o iniciador
ACAU220 em sua maioria foram mais similares a Cladosporium (Dothideomycetes
Ascomycota) (Tabela 18 e Figura 25) A maioria dos amplicons obtidos com o iniciador
GIGA202 foram mais similares agrave Fusarium (Sordariomycetes Ascomycota) (Tabela 19 e
Figura 26) Quando utilizou-se o iniciador GLOMA690 a maioria dos amplicons foram mais
similares a Monodictys (Sordariomycetes Ascomycota) e a Cryptococcus (Tremellomycetes
Basidiomycota) (Tabela e Figura 27) Jaacute com o uso do iniciador GLOMB673 a maioria dos
amplicons foram mais similares a Phoma (Ascomycota mitospoacuterico) (Tabela 21 e Figura 28)
Com exceccedilatildeo de um amplicon obtido com o iniciador ACAU220 e alguns amplicons obtidos
com o iniciador GLOMB673 os quais foram mais similares agrave Basidiomycota todas os outros
amplicons obtidos com o emprego dos iniciadores desenhados foram mais similares a
Ascomycota Portanto uma vez que nenhuma sequecircncia obtida estaacute relacionada ao filo
Glomeromycota ao qual pertencem os FMAs os iniciadores desenhados foram inespeciacuteficos
para identificaccedilatildeo desses fungos nas raiacutezes de cana-de-accediluacutecar em condiccedilatildeo de campo
Mesmo assim foram estimadas a riqueza de UTOs e os iacutendices de diversidade de
Shannon e reciacuteproco de Simpson com os dados obtidos Pelo programa Spade foram estimadas
um total de 49 UTOs sendo 26 do tratamento SEM QUEIMA e 25 do tratamento COM
QUEIMA (Tabela 22) A estimativa de riqueza de fungos variou de 64 no manejo COM
84
QUEIMA 216 no manejo SEM QUEIMA a 265 espeacutecies de fungos considerando-se as
amostras dos dois tratamentos de colheita Os dois tratamentos tambeacutem natildeo apresentaram
diferenccedilas quanto aos iacutendices de diversidade A estimativa de cobertura da amostragem foi de
683 no tratamento sob manejo COM QUEIMA e 701 no tratamento sob manejo SEM
QUEIMA Verifica-se que a curva de rarefaccedilatildeo natildeo atinge a assiacutentota isto eacute somente uma
porccedilatildeo da riqueza de fungos associados agraves raiacutezes de cana-de-accediluacutecar foi amostrada (Figura 29)
As sequecircncias obtidas natildeo se agrupam com base em suas relaccedilotildees filogeneacuteticas em
funccedilatildeo do tratamento (SEM QUEIMA ou COM QUEIMA) Existem apenas 7 UTOs (56 do
total de UTOs) em comum entre os tratamentos SEM QUEIMA e COM QUEIMA As UTOs
em comum satildeo as identificadas pelos nuacutemeros 1 2 3 4 7 16 e 23 nas Tabelas 18 a 21 Esse
nuacutemero reduzido de UTOs em comum aos dois tratamentos indicaram diferenccedila na comunidade
de fungos associados agraves raiacutezes de cana-de-accediluacutecar A anaacutelise de Libshuff mostrou que as
comunidades de fungos dos dois tratamentos satildeo significativamente diferentes (p lt 005)
(Figura 30)
Muitas sequecircncias do gene rRNA 18S amplificadas de raiacutezes de cana-de-accediluacutecar com o
uso dos iniciadores desenhados podem representar novos taxa Um total de 52 (416 )
sequecircncias apresentam similaridade menor do que 96 agraves sequecircncias disponiacuteveis no banco de
dados do NCBI Essas sequecircncias foram verificadas como natildeo quimeacutericas e satildeo mais similares
a sequecircncias de Ascomycota e Basidiomycota com base na anaacutelise filogeneacutetica Empregando-
se os iniciadores aqui desenhados as seis UTOs mais frequentes representam 568 do total
de sequecircncias enquanto as UTOs contendo um uacutenica sequecircncia (singletons) representam 735
do total de UTOs mostrando a existecircncia de dominacircncia de algumas espeacutecies fuacutengicas na
comunidade associada agraves raiacutezes
As sequecircncias obtidas com os iniciadores grupo-especiacuteficos de FMAs desenhados no
presente trabalho natildeo tem regiatildeo em comum com as sequecircncias de clones das bibliotecas
obtidas utilizando os iniciadores da primeira abordagem (NS7 e F1Ra) No entanto a regiatildeo
amplificada do gene rRNA 18S obtida com uso dos iniciadores da segunda abordagem (NS31 e
AM1) eacute comum agrave parte da regiatildeo amplificada com o uso dos iniciadores grupo-especiacuteficos
Pela anaacutelise filogeneacutetica usando neighbor joining as sequecircncias da segunda abordagem
mostraram-se relacionadas a algumas sequecircncias obtidas com os iniciadores especiacuteficos (dados
natildeo mostrados) Isso mostra a consistecircncia do meacutetodo de PCR e sequenciamento para o
85
levantamento populacional dos fungos associados agraves raiacutezes de cana-de-accediluacutecar em condiccedilotildees de
campo apesar de o nuacutemero de UTOs recuperadas ser menor com o uso do iniciador AM1
Tabela 18 - Anaacutelise do BLAST de sequecircncias obtidas das bibliotecas de raiacutezes de cana-de-accediluacutecar COM
QUEIMA e SEM QUEIMA preacutevia agrave colheita utilizando o iniciador ACAU220
Manejo Clone iniciador UTO(1)
Sequecircncia mais similar [Acesso] Similaridade
(2)
SEM QUEIMA
A01 ACAU220 UTO 1 Cladosporium cladosporioides [EU3755231] 100
G01 ACAU220 UTO 1 Cladosporium cladosporioides [EU3755231] 96
F02 ACAU220 UTO 1 Cladosporium cladosporioides [EU3755231] 95
G02 ACAU220 UTO 1 Cladosporium cladosporioides [EU7234841] 94
B03 ACAU220 UTO 1 Cladosporium cladosporioides [EU3755231] 93
C03 ACAU220 UTO 1 Cladosporium cladosporioides [EU3755231] 93
D03 ACAU220 UTO 1 Cladosporium cladosporioides [EU7234841] 93
E01 ACAU220 UTO 1 Cladosporium cladosporioides [EU3755231] 93
D02 ACAU220 UTO 2 Penicillium brevicompactum [EU2636081] 98
H01 ACAU220 UTO 2 Penicillium freii [AY6409981] 98
A03 ACAU220 UTO 2 Phialocephala fortinii [EU3820701] 96
B02 ACAU220 UTO 3 Monodictys arctica [EU6865191]] 93
C01 ACAU220 UTO 4 Penicillium purpurogenum [DQ3659471] 96
C02 ACAU220 UTO 5 Hypocrea koningii [EU7224041] 92
D01 ACAU220 UTO 6 Pseudocolus fusiformis [AF0266231] 98
E02 ACAU220 UTO 7 Fusarium oxysporum [EU7108211] 98
Com Queima
H03 ACAU220 UTO 1 Cladosporium cladosporioides [EU3755231] 96
H04 ACAU220 UTO 1 Cladosporium cladosporioides [EU3755231] 96
D05 ACAU220 UTO 1 Cladosporium cladosporioides [EU3755231] 95
G04 ACAU220 UTO 1 Cladosporium cladosporioides [EU3755231] 93
B04 ACAU220 UTO 2 Penicillium glabrum [AF5480901] 93
A04 ACAU220 UTO 3 Phoma sp [EU8264811] 97
G03 ACAU220 UTO 3 Monodictys arctica [EU6865191] 97
E05 ACAU220 UTO 3 Phoma sp [EU8264811] 94
D04 ACAU220 UTO 3 Didymella exitialis [EU1675641] 91
B05 ACAU220 UTO 4 Penicillium purpurogenum [DQ3659471] 96
C05 ACAU220 UTO 16 Monodictys arctica [EU6865191] 93
F03 ACAU220 UTO 28 Paraconiothyrium brasiliense [EU2956511] 91
F05 ACAU220 UTO 29 Alternaria sp [EU8264791] 97
G05 ACAU220 UTO 30 Lithothelium septemseptatum [AY5846621] 96
Os E-values de todas as comparaccedilotildees foram iguais a zero (1)
Identidade das Unidades Taxonocircmicas Operacionais determinadas pelo programa DOTUR ao niacutevel de 99 de
similaridade (2)
Similaridade da sequecircncia ambiental com o respectivo acesso do NCBI dada pela anaacutelise de BLAST
86
Tabela 19 - Anaacutelise do BLAST de sequecircncias obtidas das bibliotecas de raiacutezes de cana-de-accediluacutecar COM
QUEIMA e SEM QUEIMA preacutevia agrave colheita utilizando o iniciador GIGA202
Manejo Clone iniciador UTO(1)
Sequecircncia mais similar [Acesso] Similaridade
(2)
SEM QUEIMA
A06 GIGA202 UTO 1 Cladosporium cladosporioides [EU3755231] 96
D07 GIGA202 UTO 3 Monodictys arctica [EU6865191] 95
H06 GIGA202 UTO 4 Penicillium purpurogenum [AF2452571] 97
B08 GIGA202 UTO 4 Penicillium purpurogenum [DQ3659471]] 93
A08 GIGA202 UTO 7 Fusarium oxysporum [EF5903261] 96
A07 GIGA202 UTO 7 Fusarium oxysporum [EF5903261] 95
F07 GIGA202 UTO 7 Fusarium oxysporum [EF5903261] 94
E06 GIGA202 UTO 7 Fusarium oxysporum [EF5903261] 93
F06 GIGA202 UTO 7 Fusarium oxysporum [EF5903261] 93
C07 GIGA202 UTO 7 Fusarium oxysporum [EF5903261] 92
D06 GIGA202 UTO 7 Fusarium oxysporum [EF5903261] 92
B06 GIGA202 UTO 8 Fusarium oxysporum [EF5903261] 90
C06 GIGA202 UTO 9 Fusarium oxysporum [EF5903261] 90
C08 GIGA202 UTO 10 Fusarium oxysporum [EF5903261] 90
E07 GIGA202 UTO 11 Fusarium oxysporum [EF5903261] 91
G06 GIGA202 UTO 12 Monodictys arctica [EU6865191] 87
G07 GIGA202 UTO 13 Fusarium oxysporum [EF5903261] 91
COM QUEIMA
A09 GIGA202 UTO 1 Cladosporium cladosporioides [EU3755231] 97
D09 GIGA202 UTO 3 Monodictys arctica [EU6865191] 99
E10 GIGA202 UTO 3 Phoma sp [EU8264811] 99
F09 GIGA202 UTO 3 Phaeosphaeria nodorum [EU1892131] 99
G09 GIGA202 UTO 3 Phoma sp [EU8264811] 99
B09 GIGA202 UTO 3 Phoma sp [EU8264811] 97
C09 GIGA202 UTO 3 Phoma sp [EU8264811] 96
H08 GIGA202 UTO 3 Phaeosphaeria nodorum [EU1892131] 96
B10 GIGA202 UTO 7 Fusarium oxysporum [EF5903261] 95
G10 GIGA202 UTO 7 Fusarium oxysporum [EF5903261] 94
F08 GIGA202 UTO 7 Fusarium oxysporum [EF5903261] 93
E09 GIGA202 UTO 30 Paraconiothyrium variabile [EU2956531] 95
A10 GIGA202 UTO 31 Monodictys arctica [EU6865191] 89
C10 GIGA202 UTO 32 Penicillium purpurogenum [DQ3659471] 92
E08 GIGA202 UTO 33 Pyrenochaeta nobilis [DQ8982871] 98
F10 GIGA202 UTO 34 Fusarium oxysporum [EF5903261] 94
H09 GIGA202 UTO 35 Monodictys arctica [EU6865191] 95
Os E-values de todas as comparaccedilotildees foram iguais a zero (1)
Unidades Taxonocircmicas Operacionais determinadas pelo programa DOTUR ao niacutevel de 99 de similaridade (2)
Similaridade da sequecircncia ambiental com o respectivo acesso do NCBI dada pela anaacutelise de BLAST
87
Tabela 20 - Anaacutelise do BLAST de sequecircncias obtidas das bibliotecas de raiacutezes de cana-de-accediluacutecar COM
QUEIMA e SEM QUEIMA preacutevia agrave colheita utilizando o iniciador GLOMA690
Manejo Clone iniciador UTO(1)
Sequecircncia mais similar [Acesso] Similaridade
(2) E-value
SEM QUEIMA
A11 GLOMA690 UTO 3 Monodictys arctica [EU6865191] 99 00
B11 GLOMA690 UTO 3 Monodictys arctica [EU6865191] 99 8e-167
B12 GLOMA690 UTO 3 Monodictys arctica [EU6865191] 99 6e-163
D11 GLOMA690 UTO 3 Monodictys arctica [EU6865191] 98 8e-162
F11 GLOMA690 UTO 3 Monodictys arctica [EU6865191] 97 5e-159
A01 GLOMA690 UTO 3 Phoma sp [EU8264811] 97 00
C01 GLOMA690 UTO 3 Phoma sp [EU8264811] 97 00
B01 GLOMA690 UTO 14 Phoma sp [EU8264811] 98 00
A12 GLOMA690 UTO 14 Monodictys arctica [EU6865191] 97 3e-151
E11 GLOMA690 UTO 14 Monodictys arctica [EU6865191] 94 2e-142
C11 GLOMA690 UTO 15 Cryptococcus vishniacii [AB0326571] 99 1e-164
H12 GLOMA690 UTO 16 Monodictys arctica [EU6865191] 98 1e-159
G11 GLOMA690 UTO 16 Monodictys arctica [EU6865191] 97 4e-155
D12 GLOMA690 UTO 16 Monodictys arctica [EU6865191] 96 4e-150
E12 GLOMA690 UTO 17 Cryptococcus aerius [EU8476621] 96 6e-148
F12 GLOMA690 UTO 18 Monodictys arctica [EU6865191] 96 1e-150
G12 GLOMA690 UTO 19 Monodictys arctica [EU6865191] 90 4e-120
H11 GLOMA690 UTO 20 Monodictys arctica [EU6865191] 98 8e-162
D01 GLOMA690 UTO 21 Cryptococcus gastricus [DQ6455131] 97 00
COM QUEIMA
C02 GLOMA690 UTO 3 Phoma medicaginis [EU1675751] 97 00
A03 GLOMA690 UTO 36 Cryptococcus terreus [AB0326491] 97 00
E02 GLOMA690 UTO 36 Cryptococcus terreus [AB0326491] 98 00
B03 GLOMA690 UTO 36 Cryptococcus terreus [AB0326491] 96 00
B02 GLOMA690 UTO 37 Cryptococcus terreus [AB0326491] 93 00
D03 GLOMA690 UTO 38 Dothidotthia aspera [EU6732281] 88 1e-139
E01 GLOMA690 UTO 39 Phoma sp [EU8264811] 93 00
E03 GLOMA690 UTO 40 Phoma sp [EU8264811] 92 00
F01 GLOMA690 UTO 41 Cryptococcus terreus [AB0326491] 93 00
G02 GLOMA690 UTO 42 Phoma sp [EU8264811] 97 00
H02 GLOMA690 UTO 43 Phoma sp [EU8264811] 97 00
(1) Unidades Taxonocircmicas Operacionais determinadas pelo programa DOTUR ao niacutevel de 99 de similaridade
(2) Similaridade da sequecircncia ambiental com o respectivo acesso do NCBI dada pela anaacutelise de BLAST
88
Tabela 21 - Anaacutelise do BLAST de sequecircncias obtidas das bibliotecas de raiacutezes de cana-de-accediluacutecar COM
QUEIMA e SEM QUEIMA preacutevia agrave colheita utilizando o iniciador GLOMB673
Manejo Clone iniciador UTO(1)
Sequecircncia mais similar [Acesso] Similaridade
(2) e-value
SEM QUEIMA
A05 GLOMB673 UTO 3 Monodictys arctica [EU6865191] 99 00
A06 GLOMB673 UTO 3 Phoma sp [EU8264811] 99 00
D06 GLOMB673 UTO 3 Phoma sp [EU8264811] 99 00
B05 GLOMB673 UTO 3 Phoma sp [EU8264811] 98 00
E04 GLOMB673 UTO 3 Monodictys arctica [EU6865191] 98 00
B04 GLOMB673 UTO 3 Phoma sp [EU8264811] 97 00
C06 GLOMB673 UTO 3 Leptosphaeria doliolum [U434571] 97 00
D05 GLOMB673 UTO 3 Monodictys arctica [EU6865191] 96 00
D04 GLOMB673 UTO 16 Phoma sp [EU8264811] 98 00
A04 GLOMB673 UTO 22 Phoma medicaginis [EU1675751] 92 7e-156
C04 GLOMB673 UTO 23 Monodictys arctica [EU6865191] 98 00
F04 GLOMB673 UTO 24 Rhytidhysteron rufulum [AF2014521] 95 00
F05 GLOMB673 UTO 25 Monodictys arctica [EU6865191] 94 00
G05 GLOMB673 UTO 26 Pleosporales [FJ1768441] 99 00
H05 GLOMB673 UTO 27 Phoma sp [EU8264811] 96 00
COM QUEIMA
G08 GLOMB673 UTO 3 Phoma sp [EU8264811] 99 00
C08 GLOMB673 UTO 3 Phoma sp [EU8264811] 97 00
C07 GLOMB673 UTO 16 Monodictys arctica [EU6865191] 98 00
G07 GLOMB673 UTO 16 Monodictys arctica [EU6865191] 96 00
A07 GLOMB673 UTO 23 Monodictys arctica [EU6865191] 99 00
D07 GLOMB673 UTO 23 Phoma sp [EU8264811] 98 00
B07 GLOMB673 UTO 34 Trichocladium asperum [EU2636131] 94 00
E06 GLOMB673 UTO 34 Trichocladium asperum [EU2636131] 94 3e-174
F06 GLOMB673 UTO 35 Phoma sp [EU8264811] 99 00
A08 GLOMB673 UTO 39 Phoma sp [EU8264811] 99 00
E07 GLOMB673 UTO 44 Dothidotthia aspera [EU6732251] 90 1e-162
F07 GLOMB673 UTO 45 Monodictys arctica [EU6865191] 91 2e-180
F08 GLOMB673 UTO 46 Phoma sp [EU8264811] 90 8e-170
G06 GLOMB673 UTO 47 Coniothyrium palmarum [AY6425141] 95 00
H06 GLOMB673 UTO 48 Pleosporales sp [FJ1768441] 92 2e-161
H08 GLOMB673 UTO 49 Phoma sp [EU8264811] 97 00
(1) Unidades Taxonocircmicas Operacionais determinadas pelo programa DOTUR ao niacutevel de 99 de similaridade
(2) Similaridade da sequecircncia ambiental com o respectivo acesso do NCBI dada pela anaacutelise de BLAST
89
Figura 25 ndash Relaccedilotildees filogeneacuteticas entre as sequecircncias do rDNA 18S obtidas de raiacutezes de cana-de-accediluacutecar
utilizando o iniciador ACAU220 e sequecircncias de fungos determinadas usando neighbor joining
Nuacutemeros sobre os ramos indicam a percentagem de 1000 repeticcedilotildees da anaacutelise de bootstrap O
comprimento da barra representa duas substituiccedilotildees a cada 100 nucleotiacutedeos As sequecircncias do
tratamento SEM QUEIMA estatildeo grafadas em preto e negrito e as do tratamento COM QUEIMA
estatildeo em vermelho e negrito
90
Figura 26 ndash Relaccedilotildees filogeneacuteticas entre as sequecircncias do rDNA 18S obtidas de raiacutezes de cana-de-accediluacutecar
utilizando o iniciador GIGA202 e sequecircncias de fungos determinadas usando neighbor joining
Nuacutemeros sobre os ramos indicam a percentagem de 1000 repeticcedilotildees da anaacutelise de bootstrap O
comprimento da barra representa duas substituiccedilotildees a cada 100 nucleotiacutedeos As sequecircncias do
tratamento SEM QUEIMA estatildeo grafadas em preto e negrito e as do tratamento COM QUEIMA
estatildeo em vermelho e negrito
91
Figura 27 ndash Relaccedilotildees filogeneacuteticas entre as sequecircncias do rDNA 18S obtidas de raiacutezes de cana-de-accediluacutecar
utilizando o iniciador GLOMA690 e sequecircncias de fungos determinadas usando neighbor joining
Nuacutemeros sobre os ramos indicam a percentagem de 1000 repeticcedilotildees da anaacutelise de bootstrap O
comprimento da barra representa duas substituiccedilotildees a cada 100 nucleotiacutedeos As sequecircncias do
tratamento SEM QUEIMA estatildeo grafadas em preto e negrito e as do tratamento COM QUEIMA
estatildeo em vermelho e negrito
92
Figura 28 ndash Relaccedilotildees filogeneacuteticas entre as sequecircncias do rDNA 18S obtidas de raiacutezes de cana-de-accediluacutecar
utilizando o iniciador GLOMB673 e sequecircncias de fungos determinadas usando neighbor joining
Nuacutemeros sobre os ramos indicam a percentagem de 1000 repeticcedilotildees da anaacutelise de bootstrap O
comprimento da barra representa duas substituiccedilotildees a cada 100 nucleotiacutedeos As sequecircncias do
tratamento SEM QUEIMA estatildeo grafadas em preto e negrito e as do tratamento COM QUEIMA
estatildeo em vermelho e negrito
93
Figura 29 ndash Curvas de rarefaccedilatildeo para bibliotecas de clones do gene rRNA 18S obtidas usando os iniciadores
FMAs grupo-especiacuteficos em amostras DNA de raiacutezes de cana-de-accediluacutecar sob tratamento SEM
QUEIMA e COM QUEIMA A curva de rarefaccedilatildeo foi gerada com o programa DOTUR (SCHLOSS
HANDELSMAN 2005) utilizando o niacutevel de 99 de similaridade
94
Tabela 22 - Estimativas de UTOs iacutendices de diversidade e cobertura de amostragem calculadas a partir de bibliotecas de rDNA 18S
de fungos associados a raiacutezes de cana-de-accediluacutecar com ou SEM QUEIMA preacutevia agrave colheita utilizando os iniciadores
ACAU220 GIGA202 GLOMA690 e GLOMB673
Valores entre parecircnteses representam o intervalo com 95 de confianccedila NS ndash nuacutemero de sequecircncias NU ndash nuacutemero de UTOs a
Estimador de maacutexima
semelhanccedila b ndash Reciacuteproco do iacutendice de Simpson
c ndash Estimativa de Cobertura da Amostragem Distacircncia evolutiva usada para as estimativas foi 001
Comunidade NS NU Estimativa de riquezas de UTOs Iacutendices de diversidade
ECAc
ACE-1 Chao1
Shannona
1Da b
SEM QUEIMA 67 26 1777 (621 6645)
2160 (1066 4738)d
2544 (2242 2845) 679 (447 1412) 0701
COM QUEIMA 58 28 1080 (511 3057) 641( 391 1457) 2808 (2520 3096) 904 (631 1953) 0683
Todas as sequecircncias 125 49 2130(1077 5072)
2650(1145 7616) 3134 (2898 3370) 1083 (715 2232) 0712
95
Figura 30 - Anaacutelise de LIBSHUFF de comunidade de fungos associado agraves raiacutezes de cana-de-accediluacutecar sob dois manejos de colheita utilizando o conjunto de
iniciadores desenhados ACAU220 GIGA202 GLOMA690 e GLOMB673 A manejo SEM QUEIMA (homoacutelogo) x manejo COM QUEIMA B
manejo COM QUEIMA (homoacutelogo) x manejo SEM QUEIMA As comunidades satildeo diferentes significativamente com P lt 005 A distribuiccedilatildeo de
(Cy-Cyx)2 como uma funccedilatildeo de D indica a diferenccedila entre as duas comunidades
B A
96
Os estudos de comunidades de FMAs satildeo importantes devido aos efeitos das MAs para as
plantas e para os ecossistemas terrestres (HEIJDEN et al 1998) Poreacutem a principal dificuldade
nas investigaccedilotildees do ciclo de vida da filogenia organizaccedilatildeo geneacutetica dinacircmica e estrutura das
comunidades dos FMAs eacute o seu biotrofismo obrigatoacuterio As abordagens moleculares
principalmente a caracterizaccedilatildeo de genes do rRNA tecircm contribuido para a elucidaccedilatildeo da
ecologia dos FMAs Esses genes satildeo muito utilizados por suas caracteriacutesticas evolutivas as quais
permitem a investigaccedilatildeo em diferentes niacuteveis de resoluccedilatildeo filogeneacutetica (HILLIS DIXON 1991)
Aleacutem disso eacute um gene que ocorre em muacuteltiplas coacutepias no genoma sendo a sua detecccedilatildeo mais
faacutecil em relaccedilatildeo a outros genes Segundo Oumlpik et al (2006) de 26 trabalhos 23 investigaram
comunidade de FMAs utilizando o gene rRNA 18S 7 investigaram regiotildees ITS e 4 avaliaram o
gene rRNA 28S sendo que alguns dos trabalhos utilizaram mais de um locus gecircnico
O desenho de novos iniciadores para a amplificaccedilatildeo de DNA dos organismos pertencentes
ao filo Glomeromycota eacute importante para evitar o vieacutes causado pelo uso do tradicional iniciador
AM1 (HELGASON 1998) Esse iniciador tem sido usado em inuacutemeros estudos de comunidades
de FMAs em campo (OumlPIK et al 2006) no entanto ele natildeo amplifica o DNA dos grupos basais
de Glomeromycota como Archaeosporales (REDECKER 2000 SANTOS FINLAY TEHLER
2006 SANTOS-GONZAacuteLEZ et al 2007) Aleacutem disso o iniciador AM1 pode amplificar
sequecircncias de fungos natildeo-micorriacutezicos arbusculares (DOUHAN et al 2005) Jaacute o emprego de
iniciadores especiacuteficos para fungos em geral pode natildeo cobrir toda a comunidade fuacutengica e dessa
forma natildeo refletir a comunidade de FMAs da amostra ou natildeo identificar sequer uma sequecircncia
de fungo do filo Glomeromycota (Tabela 14 e Figura 21) Por essa razatildeo o desenho de
iniciadores especiacuteficos para os principais grupos de Glomeromycota eacute de suma importacircncia
Mesmo com a colonizaccedilatildeo micorriacutezica variando de 30 a 52 natildeo foi possiacutevel a
detecccedilatildeo de FMAs nas raiacutezes utilizando-se as trecircs abordagens (1) aplicaccedilatildeo do iniciador AM1
(2) iniciador F1Ra especiacutefico para fungos em geral e (3) uso dos iniciadores aqui desenhados A
ausecircncia de sequecircncias clonadas que fossem mais similares agraves sequecircncias de Glomeromycota
mesmo utilizando iniciadores especiacuteficos e funcionais em amostras de casa-de-vegetaccedilatildeo e em
amostras de campo (raiacutezes da pradaria Konza) pode indicar um ambiente com uma comunidade
fuacutengica diversa e complexa nas raiacutezes de cana-de-accediluacutecar do campo Com os iniciadores
desenhados neste estudo houve um maior nuacutemero de UTOs detectadas em relaccedilatildeo aos
iniciadores AM1 ou F1Ra O nuacutemero de 49 UTOs sequenciadas e 265 UTOs estimadas somente
97
nas raiacutezes da cana-de-accediluacutecar (Tabela 22) indicam alta diversidade fuacutengica em relaccedilatildeo agrave outros
ambientes Waldrop et al (2006) avaliaram a diversidade de fungos do solo empregando-se o
par de iniciadores ITS1F e ITS4 e o sequenciamento dos clones provenientes de amostras de
aacutereas com diferentes nuacutemeros de espeacutecies vegetais no estado de Minnesota EUA Esses autores
obtiveram um total de 149 UTOs de fungos do solo em 7 diferentes tratamentos com um nuacutemero
maacuteximo de 40 UTOs quando se sequenciaram 72 clones de um tratamento Mas esses resultados
foram obtidos de amostras de DNA extraiacutedo do solo o qual geralmente apresenta maior
diversidade fuacutengica do que aquela associada agraves raiacutezes Neubert et al (2006) avaliaram a estrutura
da comunidade de fungos nos diferentes oacutergatildeos de caniccedilo e verificaram que as raiacutezes satildeo os
oacutergatildeos com maior diversidade A alta diversidade poderia ser a causa do vieacutes na amplificaccedilatildeo nos
experimentos deste trabalho no entanto Vandenkoornhuyse et al (2002) estudaram a
diversidade de fungos em raiacutezes da Poaceae Arrhenatherum elatius com o uso de iniciadores
especiacuteficos para fungos em geral e encontraram 49 filotipos sendo 3 relacionados agrave
Glomeromycota Husband et al (2002) amplificaram o DNA de FMAs de raiacutezes de floresta
tropical do Panamaacute empregando os iniciadores NS31 e AM1 e mostram que a
ldquohiperdiversidaderdquo pode natildeo ser a explicaccedilatildeo para o problema
Por outro lado considerando que quanto maior a diversidade vegetal maior o nuacutemero de
nichos e portanto maior a diversidade de fungos (LODGE 1997) a diversidade em raiacutezes de
uma lavoura de cana-de-accediluacutecar natildeo seria alta ao ponto de mascarar a presenccedila de FMAs Em
aacutereas de monocultura como as de cana-de-accediluacutecar haveria uma dominacircncia de um pequeno grupo
de fungos resultando em amostras de DNA com prevalecircncia desses organismos os quais se
sobrepujariam em relaccedilatildeo aos FMAs nas amostras de DNA total Como foi mostrado pelo
sequenciamento de clones do gene rRNA 18S e anaacutelise pelo DOTUR aproximadamente 60
das sequecircncias pertencem a apenas seis UTOs de um total de 49 UTOs Desse modo pode haver
uma razatildeo DNA alvo DNA natildeo-alvo desfavoraacutevel agrave amplificaccedilatildeo especiacutefica
Considerando que os iniciadores desenhados obtiveram resultados positivos nos testes in
silico e em amostras controle de casa-de-vegetaccedilatildeo eacute possiacutevel que o problema resida nas
condiccedilotildees suboacutetimas de PCR Assim paracircmetros como temperatura de pareamento dos
iniciadores concentraccedilotildees de cloreto de magneacutesio e diluiccedilatildeo da primeira PCR podem estar em
niacuteveis natildeo ideais Os testes para esses e outros paracircmetros tais como presenccedila ou ausecircncia de
BSA ou DMSO (Dimetil Sulfoacutexido) foram feitos nas amostras controle provindas de casa-de-
98
vegetaccedilatildeo e natildeo nas raiacutezes de cana-de-accediluacutecar do campo Eacute possiacutevel que as amplificaccedilotildees
inespeciacuteficas com o emprego dos iniciadores desenhados usando DNA de raiacutezes de cana-de-
accediluacutecar poderiam ser evitadas com a otimizaccedilatildeo das condiccedilotildees de PCR O BSA eacute um adjuvante
que pode aumentar a eficiecircncia da amplificaccedilatildeo O DMSO eacute um agente desnaturante que inibe
formaccedilatildeo de estruturas secundaacuterias e eacute utilizado para melhorar a eficiecircncia e a especificidade de
amplificaccedilatildeo (KITADE et al 2003) Entretanto o problema pode ter mais de uma origem em
razatildeo de o emprego dos iniciadores Glomus grupo A (GLOMA189 e GLOMA690) em raiacutezes da
pradaria Konza resultar em amplicons especiacuteficos e em ausecircncia de sequecircncias natildeo-alvo (Figuras
14 e 15) Esses resultados nos mostra que haacute um problema especiacutefico com as amostras de raiacutezes
de cana-de-accediluacutecar onde pode haver um inibidor natildeo universal uma vez que a siacutentese de
amplicons apesar de serem inespeciacuteficos ocorre Um possiacutevel fator para a natildeo detecccedilatildeo de
FMAs nas raiacutezes eacute a incapacidade do meacutetodo de extraccedilatildeo de homogeneizar completamente o
tecido vegetal o que deixaria as hifas dos FMAs protegidas ou ligadas aos tecidos da cana-de-
accediluacutecar Essa proteccedilatildeo diminuiria a eficiecircncia da extraccedilatildeo do DNA de FMAs nas amostras de
raiacutezes de cana-de-accediluacutecar
Esses problemas podem contribuir para a amplificaccedilatildeo do DNA de determinados fungos
em funccedilatildeo do ambiente Esse vieacutes jaacute foi constatado em outros trabalhos (ANDERSON et al
2003 JUMPPONEN 2007) e pode ser decorrecircncia do fato de os iniciadores terem sido
desenhados com base em sequecircncias de espeacutecimes mantidas em coleccedilotildees de culturas e em
laboratoacuterios e natildeo em sequecircncias de organismos que ocorrem naturalmente no campo Uma vez
que os FMAs satildeo simbiotroacuteficos obrigatoacuterios a obtenccedilatildeo desse tipo de sequecircncia eacute dificultada
Assim a inespecificidade dos iniciadores pode ter origem na baixa relaccedilatildeo DNA alvo
DNA natildeo-alvo nas condiccedilotildees suboacutetimas de PCR ou em problemas inerentes agraves amostras ou ao
meacutetodo de extraccedilatildeo de DNA de raiacutezes de cana-de-accediluacutecar A soluccedilatildeo para a validaccedilatildeo dos
iniciadores especiacuteficos e para o acesso agrave comunidade de Glomeromycota nas raiacutezes de cana-de-
accediluacutecar pode ser alcanccedilada por meio de experimentos para se testar esses paracircmentros Outro
ponto a ser observado eacute que eacute preciso ser cauteloso para conclusotildees tiradas sobre comunidades de
FMAs quando se emprega o par de iniciadores NS31 e AM1 sem o uso do sequenciamento como
nas anaacutelises de T-RFLP e DGGE Os resultados podem natildeo refletir a real da comunidade de
FMAs nas amostras
99
Apesar de a detecccedilatildeo de FMAs natildeo ser possiacutevel as sequecircncias obtidas satildeo informativas
quanto ao que ocorre com a estrutura da comunidade fuacutengica nas raiacutezes A alta frequecircncia de
sequecircncias de Ascomycota nas bibliotecas obtidas com os iniciadores F1Ra (especiacutefico para
fungos) AM1 (especiacutefico para FMAs) e os especiacuteficos para grupos de FMAs ACAU220
GIGA202 GLOMA690 e GLOMB673 indicam uma dominacircncia de fungos desse filo nas raiacutezes
de cana-de-accediluacutecar
Com o emprego do iniciador F1Ra foi estimada uma riqueza de ateacute 51 UTOs (Tabela 15)
e do AM1 uma riqueza de ateacute 65 UTOs (Tabela 17) em duas amostras de cana-de-accediluacutecar sob
manejo SEM QUEIMA e COM QUEIMA A razatildeo para a diferenccedila eacute que o iniciador F1Ra eacute
universal para Fungi enquanto o segundo eacute especiacutefico para um grupo de fungos No entanto com
o uso dos iniciadores grupo-especiacuteficos aqui desenhados foi estimada uma riqueza de ateacute 265
UTOs nas 36 amostras de raiacutezes de cana-de-accediluacutecar Com relaccedilatildeo agrave estrutura da comunidade
fuacutengica o uso dos iniciadores F1Ra ou AM1 e dos iniciadores especiacuteficos aqui desenhados
indicam diferenccedilas entre as comunidades fuacutengicas nos tratamento SEM QUEIMA e COM
QUEIMA pela anaacutelise de Libshuff Esses resultados podem indicar que o uso de apenas um par
de iniciadores mesmo universal para fungos e poucas repeticcedilotildees de amostras pode resultar em
baixa cobertura de amostragem da comunidade fuacutengica
Os iacutendices estimados de riqueza e de diversidade de UTOs com o uso dos iniciadores
especiacuteficos para fungos FMAs e FMAs grupo-especiacutefico natildeo foram diferentes entre os dois
manejos de colheita sugerindo que a comunidade fuacutengica natildeo eacute afetada em nuacutemero e diversidade
de organismos pelo sistema de colheita adotado pelo menos na eacutepoca avaliada Isso pode ser
explicado pelo pouco tempo de manejo SEM QUEIMA em que o teor de C no solo ainda natildeo foi
alterado (Tabela 7) indicando que a deposiccedilatildeo de palha sobre o solo ainda natildeo afeta
significativamente as propriedades quiacutemicas e bioloacutegicas do solo
100
3 CONCLUSOtildeES
A abundacircncia riqueza e diversidade de FMAs determinadas com base na presenccedila de
esporos assexuais no solo natildeo diferiu entre os tratamentos SEM QUEIMA e COM QUEIMA
preacutevia agrave colheita nem entre as variedades de cana-de-accediluacutecar e na interaccedilatildeo dos fatores Manejo de
Colheita e Variedades de cana-de-accediluacutecar
O manejo de colheita SEM QUEIMA preacutevia estimulou a colonizaccedilatildeo micorriacutezica
arbuscular em cana-de-accediluacutecar em relaccedilatildeo ao manejo com colheita COM QUEIMA preacutevia logo
apoacutes a primeira colheita
O uso de iniciadores especiacuteficos para fungos em geral (Reino Fungi) do iniciador AM1 e
dos iniciadores especiacuteficos para grupos de FMAs natildeo permitiu a detecccedilatildeo de FMAs nas raiacutezes de
cana-de-accediluacutecar
Os iacutendices de riqueza e diversidade e a estrutura da comunidade fuacutengica associados agraves
raiacutezes de cana-de-accediluacutecar determinados por meio dos dados de sequenciamento do gene rRNA
18S natildeo diferiram entre os manejos de colheita SEM QUEIMA e COM QUEIMA preacutevia
O manejo da cana-de-accediluacutecar e colheita COM QUEIMA preacutevia agrave colheita alterou a
estrutura da comunidade fuacutengica associada agraves raiacutezes logo apoacutes a primeira colheita
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5
Flaacutevio Alves Flaacutevio de Paula Gisele Lopes Giselle Gomes Heacutelio Jackson Lange Juliano Cury
Karina Cenciani Luiz Fernando Romanholo Magnus Marcela Arnaldo Maacutercio Morais Pablo
Hardoim Rafael Armas Rafael Leal Rafaela Robinson Moresca Simatildeo Lindoso Sandra
Soraya Kiriachek Winston todos estagiaacuterios e demais amigos natildeo mencionados aqui
Aos amigos que encontrei e que me acolheram em Manhattan Adelaide Altair Ana
Anand Daniel Dave David Fellipe Flaacutevia German Greg Keerthi Lia Leila Lorena Maria
Michael Nicolas Renata Thais William
6
SUMAacuteRIO
RESUMO 8
ABSTRACT 9
1 INTRODUCcedilAtildeO 10
2 DESENVOLVIMENTO 12
21 Revisatildeo bibliograacutefica 12
211 Micorrizas Arbusculares 12
212 Estudo de comunidades de fungos micorriacutezicos arbusculares 13
213 Taxonomia e identificaccedilatildeo molecular de fungos micorriacutezicos arbusculares 16
22 Material e meacutetodos 19
221 Comparaccedilatildeo dos meacutetodos de extraccedilatildeo de DNA das raiacutezes 19
222 Amplificaccedilatildeo do gene rRNA 18S de grupos especiacuteficos de FMAs 24
223 Estrutura da comunidade de FMAs em raiacutezes e solo rizosfeacuterico de cana-de-accediluacutecar sob
diferentes manejos de colheita 27
2231 Anaacutelises quiacutemicas do solo 28
2232 Extraccedilatildeo de esporos de FMAs do solo 29
2233 Colonizaccedilatildeo micorriacutezica intrarradicular 29
2234 Anaacutelise do gene rRNA 18S fuacutengico em raiacutezes de cana-de-accediluacutecar 30
22341 Amplificaccedilatildeo do gene rRNA 18S de fungos gerais e FMAs 30
22342 Amplificaccedilatildeo do gene rRNA 18S de grupos especiacuteficos de FMAs em cana-de-accediluacutecar 31
22343 Purificaccedilatildeo dos amplicons 32
22344 Clonagem dos amplicons do gene rRNA 18S 33
22345 Extraccedilatildeo do DNA plasmidial 33
7
22346 Sequenciamento dos clones do gene rRNA 18S 34
22347 Anaacutelise de sequecircncias do gene rRNA 18S 35
23 Resultados e Discussatildeo 36
231 Comparaccedilatildeo dos meacutetodos de extraccedilatildeo de DNA das raiacutezes 36
232 Desenho e validaccedilatildeo de iniciadores especiacuteficos para grupos de FMAs 41
233 Estrutura da comunidade de FMAs em raiacutezes e solo rizosfeacuterico de cana-de-accediluacutecar sob
diferentes manejos de colheita 56
2331 Atributos quiacutemicos do solo 56
2332 Produtividade da cana-de-accediluacutecar 59
2333 Fungos micorriacutezicos arbusculares no solo 60
2334 Colonizaccedilatildeo micorriacutezica intrarradicular 70
2335 Anaacutelise do gene rRNA 18S amplificado com os iniciadores NS7e F1Ra em raiacutezes de
cana-de-accediluacutecar 73
2336 Anaacutelise do gene rRNA 18S amplificado com os iniciadores NS31 e AM1 em raiacutezes de
cana-de-accediluacutecar 78
2337 Anaacutelise do gene rRNA 18S amplificado com os iniciadores especiacuteficos para grupos de
FMAs em raiacutezes de cana-de-accediluacutecar 83
3 CONCLUSOtildeES 100
REFEREcircNCIAS 101
8
RESUMO
Comunidades de fungos micorriacutezicos arbusculares no solo e raiacutezes de cana-de-accediluacutecar
Os fungos micorriacutezicos arbusculares (FMAs filo Glomeromycota) formam associaccedilotildees
simbioacuteticas com a maioria das plantas vasculares Normalmente as hifas dos FMAs crescem no
solo e colonizam o interior das raiacutezes No entanto natildeo se sabe se as espeacutecies mais abundantes
detectadas no solo por meio da identificaccedilatildeo com base na morfologia dos esporos assexuais satildeo
tambeacutem as mais abundantes no interior das raiacutezes devido agraves dificuldades para a identificaccedilatildeo dos
FMAs com base nas estruturas intrarradiculares Assim o objetivo do presente trabalho foi
avaliar a estrutura da comunidade de FMAs em cana-de-accediluacutecar sob dois manejos de colheita por
meio da identificaccedilatildeo das espeacutecies que estatildeo no solo na forma de esporos assexuais e aquelas que
estatildeo nas raiacutezes usando o sequenciamento de clones do gene rRNA 18S Amostras de solo e
raiacutezes de cana-de-accediluacutecar de trecircs variedades e dois manejos de colheita SEM QUEIMA preacutevia e
COM QUEIMA preacutevia agrave colheita foram coletadas em um experimento localizado no municiacutepio
de Novo Horizonte SP Foram utilizadas trecircs abordagens para a identificaccedilatildeo dos FMAs no
interior das raiacutezes emprego de (1) iniciador especiacutefico para fungos em geral (2) iniciador
especiacutefico para FMAs e (3) iniciadores especiacuteficos para grupos de FMAs O nuacutemero de esporos
por 50 g de solo a riqueza de espeacutecies observada e estimada e a diversidade de esporos natildeo
diferiram significativamente entre os manejos SEM QUEIMA e COM QUEIMA Efeitos
significativos de variedades de cana-de-accediluacutecar ou na interaccedilatildeo dos fatores manejo e variedade
natildeo foram observados A anaacutelise de ordenaccedilatildeo com base nos esporos identificados tambeacutem natildeo
indicou separaccedilatildeo das amostras em funccedilatildeo dos tratamentos Entretanto plantas do tratamento sob
manejo SEM QUEIMA apresentaram as maiores taxas de colonizaccedilatildeo micorriacutezica arbuscular
quando comparadas agraves plantas do tratamento sob manejo COM QUEIMA Esses dados indicam
que a taxa de colonizaccedilatildeo micorriacutezica arbuscular eacute um indicador mais sensiacutevel agrave mudanccedila de
manejo de colheita da cana-de-accediluacutecar do que os outros indicadores avaliados Apoacutes a extraccedilatildeo de
DNA das raiacutezes o uso dos iniciadores especiacuteficos para fungos em geral para FMAs e iniciadores
especiacuteficos para grupo de FMAs natildeo resultou em sequecircncias de Glomeromycota Mesmo assim a
comunidade de fungos associados agraves raiacutezes detectada por sequenciamento do gene rRNA 18S foi
avaliada Os resultados indicam que a estrutra da comunidade fuacutengica associada agraves raiacutezes de
cana-de-accediluacutecar diferiu significativamente entre os manejos de colheita SEM QUEIMA e COM
QUEIMA preacutevia apesar de natildeo haver diferenccedilas na riqueza e iacutendices de diversidade de unidades
taxonocircmicas operacionais observadas Em geral estudos adicionais devem ser feitos para
otimizar as condiccedilotildees para amplificaccedilatildeo do gene rRNA 18S de FMAs para melhor entender a
ecologia dos mesmos
Palavras-chave Micorriza arbuscular rRNA18S Ecologia Fungos
9
ABSTRACT
Arbuscular mycorrhizal fungi communities in soil and sugarcane roots
Arbuscular mycorrhizal fungi (AMF Glomeromycota) form mutualistic symbioses with
most land plants AMF hypha generally grow through the soil and colonize the cortical tissue of
the plant roots However it is not known whether the most abundant species in the soil
determined based on the morphology of asexual spores are the most abundant inside the roots
due the difficulties in identifying AMF based on intraradical structures Therefore the aim of this
study was to evaluate the AMF community structure in sugarcane rhizosphere and roots under
two harvesting managements based on spores in the soil and sequencing of 18S rRNA gene
clones respectively Sugarcane rhizosphere soil and roots were sampled from three varieties
under two harvesting managements without pre-harvesting burning and with pre-harvesting
burning at an experimental field located in Novo Horizonte (Satildeo Paulo Brazil) Three
approaches were used to identify AMF inside the roots (1) using fungi-specific primers (2)
using AMF-specific primers and (3) using AMF group-specific primers The number of spores in
the soil the observed and estimated species richness and the diversity of AMF spores in the
treatments without and with pre-harvesting burning were not statistically different Statistically
significant effects of sugarcane varieties or the interaction of the factors Harvesting Management
and Varieties were not observed Ordination analysis based on the identified spores did not show
clustering by treatments However intraradical root colonization rates were higher in the
treatment without pre-harvesting burning as compared to the treatment with pre-harvesting
burning These data indicate that intraradical colonization rate may be used as a more sensitive
indicator of environmental changes due to harvesting management as compared to the other
indicators evaluated The use of fungi-specific AMF-specific and AMF group-specific primers
did not allow the detection of Glomeromycota in the sugarcane roots sampled from the field
experiment Nonetheless the fungal communities associated with sugarcane roots detected by
18S rRNA gene clone sequencing were evaluated The results indicate that the fungal
communities associated with sugarcane roots from the treatments without and with pre-harvesting
burning were statistically different even though no differences in operational taxonomic unit
richness and diversity indices were observed In general additional studies are necessary to
optimize AMF 18S rRNA gene amplification for a better understanding of their ecology
Keywords Arbuscular mycorrhiza 18S rRNA Ecology Fungi
10
1 INTRODUCcedilAtildeO
Os fungos micorriacutezicos arbusculares (FMAs) formam associaccedilotildees simbioacuteticas com a
maioria das plantas vasculares terrestres (SMITH READ 1997) incluindo algumas de
importacircncia econocircmica para o homem (OrsquoCONNOR SMITH SMITH 2002) A associaccedilatildeo
micorriacutezica geralmente propicia melhor desenvolvimento vegetal devido ao aumento de absorccedilatildeo
de aacutegua e nutrientes principalmente foacutesforo (P) pelas hifas do FMA O fungo recebe em troca
fotoassimilados e fatores de crescimento necessaacuterios para completar o seu ciclo de vida (SMITH
BARKER 2002)
Entre as plantas que formam micorrizas arbusculares estaacute a cana-de-accediluacutecar uma cultura
de grande importacircncia econocircmica no Brasil (MAPA 2008) A expansatildeo das aacutereas cultivadas com
cana-de-accediluacutecar tem sido incentivada pelo interesse na produccedilatildeo de aacutelcool para uso como
combustiacutevel alternativo Previamente agrave colheita parte dessa aacuterea cultivada eacute queimada podendo
contribuir para o aumento de gases poluentes e responsaacuteveis pelo efeito estufa Assim a praacutetica
de colheita da cana-de-accediluacutecar sem queima vem ganhando interesse por causar menores impactos
ambientais No entanto os efeitos dessa alteraccedilatildeo do manejo da cultura de cana-de-accediluacutecar sobre a
microbiota dos solos satildeo poucos conhecidos
O uso da microbiota edaacutefica como indicador de impactos ambientais tem sido
extensivamente discutidos (NIELSEN WINDING 2002 LAMBAIS et al 2005 BUNEMANN
SCHWENKE GD VAN ZWIETEN 2006 FLIEszligBACH et al 2007 FRANCHINI et al
2007) Nesse contexto alteraccedilotildees na estrutura da comunidade de FMAs poderiam ser indicadores
de estresses ambientais No entanto para o eficiente uso dos FMAs como indicadores de
estresses ambientais eacute necessaacuterio identificar as espeacutecies presentes no ecossistema tanto em
associaccedilatildeo com o vegetal como no solo A identificaccedilatildeo dos FMAs eacute normalmente feita com base
na morfologia dos esporos pois as estruturas intrarradiculares de diferentes espeacutecies natildeo podem
ser diferenciadas morfologicamente O uso de teacutecnicas moleculares eacute uma alternativa para
superar essas dificuldades e viabilizar o estudo da ecologia dos FMAs Para a investigaccedilatildeo de
comunidades de FMAs iniciadores especiacuteficos para amplificar fragmentos do gene rRNA eou
espaccedilos intergecircnicos tecircm sido usados (HIJRI et al 2006 SANTOS-GONZAacuteLEZ FINLAY
TEHLER 2007 LEE LEE YOUNG 2008)
Entretanto a amplificaccedilatildeo de fragmentos do gene rRNA 18S de FMAs por PCR (Reaccedilatildeo
em Cadeia da Polimerase) ainda eacute limitada pois os iniciadores existentes natildeo amplificam o DNA
11
de todos os organismos do filo Glomeromycota Essa ineficiecircncia pode ser resultado do baixo
nuacutemero de sequecircncias do gene rRNA 18S disponiacuteveis para o desenho de iniciadores especiacuteficos
Alternativamente se iniciadores mais geneacutericos fossem usados a aplicaccedilatildeo dos meacutetodos de
sequenciamento em larga escala do gene rRNA 18S (rDNA) de amostras ambientais poderia
contornar o problema de especificidade dos iniciadores
Assim os objetivos deste estudo satildeo (1) avaliar meacutetodos de extraccedilatildeo de DNA e
desenvolver meacutetodos de amplificaccedilatildeo por PCR e sequenciamento de clones de fragmento do gene
rRNA 18S para a anaacutelise de comunidades de FMAs (2) investigar a diversidade e a estrutura das
comunidade de FMAs no solo rizosfeacuterico e raiacutezes de cana-de-accediluacutecar utilizando a teacutecnica
desenvolvida neste estudo em condiccedilotildees de campo e (3) determinar os efeitos da queima da
cana-de-accediluacutecar preacutevia agrave colheita na diversidade e estrutura das comunidades de FMAs
12
2 DESENVOLVIMENTO
21 Revisatildeo bibliograacutefica
211 Micorrizas Arbusculares
As micorrizas arbusculares (MAs) satildeo associaccedilotildees entre certos fungos do solo e uma
grande parte das plantas vasculares Esta associaccedilatildeo eacute encontrada em cerca de 70 de espeacutecies
vegetais e estaacute distribuiacuteda em vaacuterios ecossistemas terrestres (SMITH READ 1997) As MAs
tecircm importacircncia para a nutriccedilatildeo vegetal e ocorrem na maioria das espeacutecies cultivadas pelo
homem (BURROWS PFLEGER 2002 OrsquoCONNOR SMITH SMITH 2002)
Os FMAs pertencem ao filo Glomeromycota classe Glomeromycetes a qual possui 4
ordens 10 famiacutelias e 13 gecircneros com aproximadamente 180 espeacutecies descritas (SCHUumlSSLER
2008) Esses fungos colonizam o coacutertex das raiacutezes crescendo inter- e intracelularmente Em certo
momento da simbiose haacute uma intensa divisatildeo dicotocircmica do aacutepice da hifa no interior de ceacutelulas
corticais formando o arbuacutesculo estrutura possivelmente responsaacutevel pela troca de nutrientes
entre os simbiontes (BONFANTE-FASOLO 1984) Em estaacutedios mais tardios da colonizaccedilatildeo haacute
formaccedilatildeo de vesiacuteculas estruturas intrarradiculares com suposta funccedilatildeo de reserva de lipiacutedios e
formaccedilatildeo de esporos no solo ou no interior das raiacutezes
Os FMAs em associaccedilatildeo com o vegetal conectam o solo com as raiacutezes aumentando o
volume de solo explorado e ultrapassando a zona de depleccedilatildeo de alguns nutrientes Assim os
benefiacutecios nutricionais satildeo proporcionados pela maior absorccedilatildeo de elementos minerais
especialmente aqueles pouco moacuteveis no solo como P aleacutem de Zn e Cu (COLOZZI-FILHO
BALOTA 1994 SIQUEIRA 1996) Dessa forma em consequecircncia da melhoria do estado
nutricional da planta a associaccedilatildeo micorriacutezica pode trazer uma seacuterie de benefiacutecios para o
hospedeiro vegetal como a reduccedilatildeo dos estresses de origem bioacutetica e abioacutetica (QUILAMBO et
al 2005 COLLA et al 2008) e aumento da taxa fotossinteacutetica (SHENG et al 2008) Haacute
evidecircncias de que as MAs aumentam tambeacutem a absorccedilatildeo de aacutegua (ALMEIDA 1985 AL-
KARAKI MCMICHAEL ZAK 2004 AUGEacute et al 2004) conferindo agraves plantas maior
toleracircncia ao estresse hiacutedrico O miceacutelio crescendo no solo contribui para o aumento da
agregaccedilatildeo das partiacuteculas do solo por meio do enovelamento das hifas e produccedilatildeo de glomalina
(NOacuteBREGA et al 2001) A intensidade e a qualidade dos efeitos das MAs nas plantas e solo
13
dependem da interaccedilatildeo entre os genomas da planta do fungo e destes com o ambiente Poreacutem
em condiccedilotildees de baixa disponibilidade de nutrientes principalmente P a maior eficiecircncia
simbioacutetica promove uma maior conservaccedilatildeo de nutrientes no agroecossistema Sendo a simbiose
mutualista os FMAs tambeacutem se beneficiam recebendo fotoassimilados que necessitam para
completar seu ciclo de vida Dessa forma a base do mutualismo das MAs eacute a transferecircncia
bidirecional de nutrientes entre os simbiontes (SMITH BARKER 2002)
As MAs satildeo especialmente importantes nos ecossistemas de regiotildees tropicais uma vez
que nos solos dessas regiotildees boa parte do P estaacute fortemente associada a oacutexidos de ferro e
alumiacutenio acarretando uma baixa disponibilidade para as plantas O estudo da ecologia dos FMAs
nos solos apresenta no entanto uma seacuterie de limitaccedilotildees impostos principalmente pela
impossibilidade de se cultivar os FMAs in vitro
212 Estudo de comunidades de fungos micorriacutezicos arbusculares
Os estudos de comunidades de FMAs tem aumentado ao longo dos anos (KOYDE
MOSSE 2004) em face dos efeitos beneacuteficos das MAs para a nutriccedilatildeo das plantas e para a
conservaccedilatildeo de ecossistemas Segundo demonstrado por Heijden et al (1998) o aumento da
riqueza de espeacutecies de FMAs no solo aumenta a diversidade vegetal a entrada de nutrientes e a
produtividade do ecossistema Por outro lado existem indicativos de que a comunidade vegetal
tambeacutem pode influenciar as comunidades de FMAs (JOHNSON et al 2003) Por suas funccedilotildees
nos ecosistemas as comunidades de FMAs podem ser usadas para monitorar alteraccedilotildees na
qualidade do solo em funccedilatildeo de eventos de praacuteticas de manejo agriacutecola (NIELSEN WINDING
2002 LAMBAIS et al 2005 FLIEszligBACH et al 2007)
Alguns dos distuacuterbios impostos ao ambiente podem causar alteraccedilotildees nas comunidades de
FMAs que perduram durante anos dependendo de como ela eacute manejada Moreira et al (2007)
utilizaram atributos ecoloacutegicos com base nas comunidades de FMAs na forma de esporos no
solo para distinguir uma floresta nativa de uma aacuterea reflorestada com Araucaacuteria haacute 18 anos e
tendo pasto sob as aacutervores As duas aacutereas foram discriminadas com base em anaacutelise discrimante
canocircnica sendo que o iacutendice de Diversidade de Shannon de FMAs foi o atributo ecoloacutegico que
mais contribuiu para a distinccedilatildeo da aacuterea de floresta nativa e a aacuterea reflorestada Foram
identificadas 27 espeacutecies de FMAs nas duas aacutereas sendo que a aacuterea natural apresentou maior
14
diversidade e nuacutemero total de esporos do que a aacuterea reflorestada Os autores sugerem que a
ausecircncia de distuacuterbios e a maior diversidade de plantas tenha contribuiacutedo para a maior
diversidade e abundacircncia de FMAs
As praacuteticas agriacutecolas podem influenciar de forma significativa a composiccedilatildeo da
comunidade de FMAs na forma de esporos no solo Mathimaran et al (2007) avaliaram os efeitos
de cinco anos de rotaccedilatildeo de culturas sobre a comunidade de FMAs em um Ferralsol no Kenya
Haviam dois tratamentos de plantio rotaccedilatildeo de milho com crotalaacuteria e plantio contiacutenuo de
milho e dois tratamentos de adubaccedilatildeo com ou sem adubaccedilatildeo fosfatada Os autores acessaram a
comunidade por meio da extraccedilatildeo e identificaccedilatildeo de esporos e por sequenciamento da subunidade
maior do gene rRNA de esporos de cultura armadilha A diversidade de FMAs natildeo foi afetada
pelos manejos de plantio ou pela adubaccedilatildeo de P No entanto a abundacircncia relativa de espeacutecies foi
maior para o tratamento com rotaccedilatildeo de cultura
Em determinadas situaccedilotildees a mudanccedila do manejo da lavoura pode natildeo levar a mudanccedilas
na comunidade de FMAs O efeito do manejo de cultivo convencional e orgacircnico de pomares e
viveiros de citros sobre as comunidades de FMAs foi avaliado por Focchi et al (2004) Em 36
amostras de 6 pomares dois viveiros e uma aacuterea de mata nativa foram recuperadas 26 espeacutecies
de FMAs Os autores natildeo encontraram diferenccedilas nas comunidades de FMAs em funccedilatildeo do
manejo adotado embora praacuteticas conservacionistas como rotaccedilatildeo de culturas possam contribuir
para o aumento da diversidade e riqueza de FMAs no solo (DOUDS JANKE PETERS 1993
ROSALES VALDEacuteZ 1996)
Outro fator que pode causar alteraccedilotildees da estrutura da comunidade de FMAs eacute a queima
da biomassa vegetal Eom et al (1999) estudaram a comunidade fuacutengica em uma pradaria dos
EUA de 9 anos sob diferentes tratamentos regimes de queima corte da cobertura vegetal e
adubaccedilotildees nitrogenadas eou fosfatadas Os autores coletaram esporos para identificaccedilatildeo
morfoloacutegica e raiacutezes para determinaccedilatildeo da colonizaccedilatildeo micorriacutezica e verificaram que a queima
anual diminuiu a diversidade de FMAs mas natildeo a abundacircncia de esporos e a colonizaccedilatildeo
intrarradicular As interaccedilotildees dos tratamentos de queima roccedilagem da cobertura vegetal e
adubaccedilatildeo resultaram em mudanccedilas de diversidade e abundacircncia de FMAs mostrando que essas
praacuteticas influenciam os fatores do solo como teor de N e umidade os quais podem alterar a
comunidade de FMAs (EOM et al 1999)
15
Poucos trabalhos existem na literatura que tenham estudado a interaccedilatildeo de FMAs com
cana-de-accediluacutecar Paula et al (1991) estudaram a interaccedilatildeo de Gluconacetobacter diazotrophicus
com Glomus clarum em trecircs culturas incluindo a cana-de-accediluacutecar Os autores verificaram que a
inoculaccedilatildeo do FMA junto com uma mistura de bacteacuterias diazotroacuteficas resultou em maior
colonizaccedilatildeo micorriacutezica e maior populaccedilatildeo de G diazotrophicus na parte aeacuterea da cana-de-
accediluacutecar o que evidencia um sinergismo entre os dois microrganismos Gosal Gupta e Gosal
(2001) verificaram que a inoculaccedilatildeo com FMAs em cana-de-accediluacutecar micropropagada aumentou a
sobreviecircncia apoacutes transplante das plantas para o solo em relaccedilatildeo agraves placircntulas natildeo micorrizadas
Alguns trabalhos investigaram a influecircncia dos FMAs no desenvolvimento da cana-de-
accediluacutecar em condiccedilotildees de campo Foi observada que a resposta dessa cultura agrave MA aos 83 dias
apoacutes o plantio eacute baixa (KELLY et al 2001 2005) Por outro lado Reddy et al (2004)
verificaram aumento do crescimento da cana-de-accediluacutecar com inoculaccedilatildeo de alguns FMAs aos 40
e 80 dias apoacutes o plantio Em outro estudo foi observado que a produccedilatildeo de cana-de-accediluacutecar eacute
maior com a inoculaccedilatildeo de FMAs somente em tratamentos com adubaccedilatildeo inferior de nitrogecircnio
foacutesforo e potaacutessio comparada agrave cana-de-accediluacutecar sem inoculaccedilatildeo (QUILLOY LANSANG 1992)
Apesar desses trabalhos com cana-de-accediluacutecar nenhum deles avaliaram os efeitos dos
FMAs na produccedilatildeo final e na qualidade do produto como os teores de accediluacutecar Aleacutem do que na
maior parte dos estudos foi aplicada apenas uma variedade de cana-de-accediluacutecar Existe apenas um
artigo (REIS PAULA DOumlBEREINER 1999) e uma dissertaccedilatildeo de mestrado (ANDREOLA
1982) investigando a comunidade de FMAs em cana-de-accediluacutecar em condiccedilotildees de campo Reis
Paula e Doumlbereiner (1999) estudaram 14 variedades de cana-de-accediluacutecar em diversas lavouras no
estado do Rio de Janeiro e em Pernambuco Esses autores encontraram um total de 18 espeacutecies de
FMAs na forma de esporos e indicaccedilotildees de que a praacutetica da queima do canavial antes da colheita
pode reduzir a diversidade de FMAs Andreola (1982) analisou um ensaio de adubaccedilatildeo
nitrogenada e fosfatada e aplicaccedilatildeo de vinhaccedila em cana-de-accediluacutecar sobre um Latossolo no
municiacutepio de Araras SP ao longo de 13 meses O autor verificou maiores nuacutemeros de esporos e
taxa de colonizaccedilatildeo micorriacutezica arbuscular nos meses com maior precipitaccedilatildeo pluviomeacutetrica Jaacute a
aplicaccedilatildeo de vinhaccedila e a adubaccedilatildeo nitrogenada e fosfatada natildeo mudaram o nuacutemero de eporos no
solo e a taxa de colonizaccedilatildeo micorriacutezica arbuscular Assim os resultados de Andreola (1982)
mostram variaccedilatildeo de esporos e taxa de colonizaccedilatildeo micorriacutezica em funccedilatildeo da pluviosidade e
ausecircncia de resposta agrave aplicaccedilatildeo de vinhaccedila ou adubos fosfatados e nitrogenados
16
Portanto considerando os poucos trabalhos no assunto e a importacircncia da cultura para o
Brasil eacute tambeacutem importante o conhecimento sobre a comunidade de FMAs associada agrave cana-de-
accediluacutecar e os efeitos sofridos por essa comunidade em razatildeo de mudanccedilas de manejo ou alteraccedilotildees
do ambiente
213 Taxonomia e identificaccedilatildeo molecular de fungos micorriacutezicos arbusculares
A taxonomia dos FMAs eacute feita com base na morfologia e ontogenia de esporos assexuais
como tamanho cor forma nuacutemero de paredes caracteriacutesticas da hifa de sustentaccedilatildeo etc (Figura
1) Devido agrave semelhanccedila das estruturas fuacutengicas intrarradiculares natildeo eacute possiacutevel a identiicaccedilatildeo de
espeacutecies com base nas mesmas Assim existem vaacuterios limitantes para o estudo da ecologia dos
FMAs em condiccedilotildees de campo A morfologia e a produccedilatildeo dos esporos satildeo dependentes do
estaacutedio fisioloacutegico da planta hospedeira e das condiccedilotildees ambientais A magnitude da esporulaccedilatildeo
no solo pode natildeo refletir o grau de colonizaccedilatildeo das raiacutezes Assim uma espeacutecie de FMA pode
esporular abundantemente no solo mas colonizar uma pequena proporccedilatildeo do sistema radicular da
planta Em contraste uma espeacutecie que colonize uma grande proporccedilatildeo do sistema radicular pode
natildeo produzir um grande nuacutemero de esporos (REDECKER HIJRI WIEMKEN 2003) Essas
informaccedilotildees sugerem que as espeacutecies mais abundantes na forma de esporos no solo podem natildeo
representar as mais abundantes no interior das raiacutezes (CLAPP et al 1995 e ROSENDAHL
STUKENBROCK 2004) As dificuldades nos estudos de ecologia de FMAs tornam-se ainda
maiores devido ao fato dos mesmos serem biotroacuteficos obrigatoacuterios e natildeo serem passiacuteveis de
cultivo in vitro O uso de culturas armadilhas ou raiacutezes transformadas para a multiplicaccedilatildeo de
FMAs seria uma alternativa mas essa abordagem eacute trabalhosa e geralmente demanda longo
tempo aleacutem de existir a possibilidade de seleccedilatildeo de espeacutecies de FMAs pela planta hospedeira
usada (CARRENHO TRUFEM BONONI 2002)
Os esforccedilos para identificar espeacutecies conhecer a diversidade e a dinacircmica de comunidades
de FMAs satildeo cada vez maiores devido aos seus impactos na organizaccedilatildeo e produccedilatildeo de
ecossistemas incluindo agroecossistemas Para contornar tais problemas uma alternativa seria o
uso de teacutecnicas moleculares independentes de cultivo (REDECKER HIJRI WIEMKEN 2003
STUKENBROCK ROSENDAHL 2005 HEMPEL RENKER BUSCOT 2007) Por meio da
anaacutelise de certas regiotildees do DNA de FMAs eacute possiacutevel estabelecer relaccedilotildees filogeneacuteticas entre
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diferentes filotipos encontrados em amostras de solo eou raiacutezes e definir a dinacircmica populacional
da aacuterea de estudo por exemplo Com o emprego da teacutecnica da PCR eacute possiacutevel produzir
relativamente grandes quantidades de DNA para anaacutelise a partir de amostras com concentraccedilotildees
iacutenfimas de DNA total Assim o uso da PCR revolucionou os estudos de filogenia e diversidade
geneacutetica de FMAs jaacute que os mesmos natildeo podem ser cultivados axenicamente Anaacutelises geneacuteticas
tecircm permitido a identificaccedilatildeo de FMAs em raiacutezes colonizadas bem como a definiccedilatildeo das
relaccedilotildees filogeneacuteticas de isolados de FMAs na forma de esporos (RENKER et al 2003
SHEPHERD et al 2007 CROLL et al 2008)
Figura 1 ndash Caracteriacutesticas morfoloacutegicas utilizadas para a identificaccedilatildeo taxonocircmica de FMAs A esporo de Glomus
etunicatum mostrando a hifa de sustentaccedilatildeo (ldquosubtending hyphardquo) e uma camada da parede do esporo
(ldquoL2rdquo) B esporos de Glomus clavisporum em esporocarpo mostrando a rede de hifas (ldquohyphal plexusrdquo)
C placa (ou escudo) de germinaccedilatildeo presente em esporo de Scutellospora scutata D detalhe de
ornamentaccedilatildeo da parede externa de um esporo de Acaulospora denticulata Fonte INVAM (2008)
Sequecircncias do gene rRNA 18S tecircm sido utilizadas para a identificaccedilatildeo taxonocircmica de
FMAs (HELGASON et al 1998 ROSENDAHL STUKENBROCK 2004) a qual
A Fonte INVAM 2008 B Fonte INVAM 2008
D Fonte INVAM 2008 C Fonte INVAM 2008
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normalmente coincide com a taxonomia baseada em morfologia dos esporos (MORTON
REDECKER 2001 SCHWARZOTT WALKER SCUumlSSLER 2001 WALKER et al 2004)
Alternativamente os espaccediladores internos transcritos (ITS do inglecircs Internal Transcribed
Spacer) sequecircncias que separam os genes rRNA 18S 58S e 25S28S tambeacutem podem ser
utilizados para estudos filogeneacuteticos Poreacutem as sequecircncias dos ITS de FMAs satildeo altamente
variaacuteveis devido agrave grande variabilidade geneacutetica dos nuacutecleos dos esporos (SANDERS et al
1995 LLOYD-MACGILP et al 1996) o que pode inviabilizar a identificaccedilatildeo de espeacutecies com
base nessas sequecircncias
O uso de PCR para amplificar fragmentos do gene rRNA 18S de FMAs ainda eacute limitado
O iniciador AM1 (HELGASON et al 1998) geralmente utilizado nos estudos de comunidades
de FMAs natildeo amplifica o DNA de todas as espeacutecies de FMAs e pode amplificar o DNA de
alguns fungos que natildeo pertencem ao filo Glomeromycota (REDECKER 2000 DOUHAN et al
2005 LEE LEE YOUNG 2008) Outro iniciador utilizado para estudos de ecologiafilogenia de
FMAs eacute o VANS1 Poreacutem esse iniciador eacute complementar a uma regiatildeo natildeo muito conservada do
gene rRNA 18S de Glomeromycota (SIMON LALONDE BRUNS 1992 SCHUumlSSLER et al
2001) e pode natildeo amplificar o DNA de todas as espeacutecies de Glomeromycota A eficiecircncia dos
iniciadores para PCR depende do nuacutemero de sequecircncias de diferentes espeacutecies usadas para definiacute-
los De acordo com as bases de dados integradas pelo Centro Nacional de Informaccedilatildeo para
Biotecnologia (NCBI httpwwwncbinlmnihgov) no ano de 2006 existiam cerca de 3800
sequecircncias do gene rRNA 18S de fungos Glomeromycota depositadas e aproximadamente
49000 sequecircncias de fungos de outros filos Jaacute em 2008 aproximadamente 6500 sequecircncias do
gene rRNA 18S de Glomeromycota e 86000 sequecircncias de fungos de outros filos estavam
disponiacuteveis
Uma vez que as informaccedilotildees sobre sequecircncias do gene rRNA 18S na base de dados do
NCBI tecircm aumentado constantemente com maior nuacutemero tanto de sequecircncias alvo como natildeo-
alvo o desenho de novos iniciadores especiacuteficos mais eficientes se torna possiacutevel No entanto
como o filo Glomeromycota eacute bastante diverso para os genes rRNA uma alternativa seria o
desenho de iniciadores para grupos especiacuteficos de FMAs com menor diversidade geneacutetica
19
22 Material e meacutetodos
221 Comparaccedilatildeo dos meacutetodos de extraccedilatildeo de DNA das raiacutezes
Para o estudo de comunidades de FMAs colonizando as raiacutezes das plantas eacute necessaacuteria a
extraccedilatildeo do DNA total das raiacutezes colonizadas o qual eacute composto de DNA da planta e DNA de
fungos e outros microrganismos associados agraves raiacutezes Os meacutetodos de extraccedilatildeo de DNA de plantas
utilizam diferentes processos para a lise de membranas para a liberaccedilatildeo e a purificaccedilatildeo desses
aacutecidos nucleacuteicos da amostra Considerando-se a complexidade do DNA total extraiacutedo de raiacutezes
coletadas no campo os diferentes meacutetodos de extraccedilatildeo de DNA podem apresentar eficiecircncias
variaacuteveis Dessa forma foram testados cinco meacutetodos de extraccedilatildeo de DNA de raiacutezes visando a
anaacutelise de FMAs a elas associadas Foi avaliada a concentraccedilatildeo pureza e a viabilidade de
amplificaccedilatildeo do DNA total obtido utilizando-se raiacutezes de Brachiaria sp inoculadas com
diferentes espeacutecies de FMAs
As plantas foram previamente inoculadas com diferentes espeacutecies de FMAs e cultivadas
em vasos contendo solo esterilizado em autoclave Os FMAs utilizados foram
- Acaulospora scrobiculata
- Glomus clarum
- Gigaspora rosea
- Paraglomus brasilianum
- Glomus etunicatum
- Gigaspora rosea e Scutellospora heterogama
Foram utilizados cinco meacutetodos para extraccedilatildeo de DNA das raiacutezes colonizadas por FMAs
(Quadro 1) sendo dois deles com kits comerciais e outros trecircs adaptados de procedimentos
documentados na literatura conforme descrito abaixo
Antes da extraccedilatildeo de DNA as raiacutezes foram lavadas quatro vezes com aacutegua destilada para
remoccedilatildeo de impurezas mais grosseiras homogeneizadas e maceradas em nitrogecircnio liacutequido com
o uso de almofariz e pilatildeo de porcelana Cada amostra foi dividida em 5 aliacutequotas de mesma
massa fresca (200 a 500 mg) e transferidas para tubos de polietileno Assim foi utilizada a
mesma quantidade de material vegetal de cada amostra de raiacutezes para cada um dos 5 meacutetodos de
extraccedilatildeo de DNA
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Meacutetodos
1 Kit FastDNA Spin (Bio 101 Vista Califoacuternia)
2 Kit UltraClean Soil DNA Isolation (Mo Bio Laboratories Carlsbad CA USA)
3 Meacutetodo adaptado de Edwards et al (1997)
4 Meacutetodo adaptado de Doyle e Doyle (1990)
5 Meacutetodo adaptado de Redecker (2000)
Quadro 1 ndash Meacutetodos utilizados para extraccedilatildeo de DNA de raiacutezes de braquiaacuteria
colonizadas por FMAs
Meacutetodo 1 kit FastDNA Spin (Bio 101 Vista Califoacuternia) O DNA total da amostra de
raiacutezes foi extraiacutedo de acordo com as instruccedilotildees do fabricante No microtubo de lise foram
adicionadas as raiacutezes maceradas e 800 μL de soluccedilatildeo de lise para tecidos vegetais (CLS-VF) mais
100 μL da soluccedilatildeo PPS Cada microtubo de lise continha granada finamente moiacuteda e 2 esferas de
ceracircmica O microtubo foi agitado em um homogeneizador FP120Fast Prep Cell Disruptor (Bio
101 Vista Califoacuternia) por 20 segundos com velocidade de 4ms-1
As amostras foram
centrifugadas por 10 minutos a 13000 g 600 μL da fase superior foram transferidos para novos
microtubos de 15 mL Foram adicionados 600 μL da soluccedilatildeo com matriz de ligaccedilatildeo e
prosseguiu-se com inversatildeo dos tubos por 20 vezes e incubaccedilatildeo a temperatura ambiente com leve
agitaccedilatildeo Em seguida as amostras foram centrifugadas a 13000 g por 1 minuto e o sobrenadante
foi descartado O peacutelete foi ressuspendido em 500 μL da soluccedilatildeo de lavagem SEWS A soluccedilatildeo
foi transferida para o filtro Spin Filter reg o qual foi acoplado a um microtubo Este conjunto foi
centrifugado por duas vezes a 13000 g por 1 minuto O filtrado foi descartado O filtro foi entatildeo
transferido para novo tubo e adicionaram-se 50 μL da soluccedilatildeo DES sobre a matriz de ligaccedilatildeo
contida no tubo A matriz foi ressuspendida cuidadosamente para hidrataccedilatildeo e solubilizaccedilatildeo do
DNA Essa mistura foi incubada por 5 minutos a temperatura ambiente e centrifugou-se a 13000
g por um minuto para recuperar o DNA eluiacutedo com DES O DNA obtido foi armazenado a -20
ordmC
Meacutetodo 2 Kit UltraClean Soil DNA Isolation (Mo Bio Laboratories Carlsbad CA
USA) O DNA foi extraiacutedo de acordo com o manual do fabricante com modificaccedilotildees conforme
descrito a seguir As raiacutezes maceradas foram transferidas para tubo contendo a soluccedilatildeo de lise
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Bead A mistura foi agitada gentilmente e adicionaram-se 60 L da Soluccedilatildeo 1 Depois de inverter
o tubo por vaacuterias vezes este foi incubado a 70o C por 10 minutos Adicionaram-se 200 L de
Soluccedilatildeo IRS (Soluccedilatildeo de Remoccedilatildeo de Inibidor) e a soluccedilatildeo foi homogeneizada no
homogeneizador FP120Fast Prep Cell Disruptor (Bio 101 Vista Califoacuternia) por 20 segundos
com velocidade de 4 ms-1
O tubo foi centrifugado a 10000 g por 30 segundos e o sobrenadante
transferido para um novo tubo onde foram adicionados 250 L da Soluccedilatildeo 2 A soluccedilatildeo foi
homogeneizada em vortex por 5 segundos e o tubo incubado a 4o C por 5 minutos para depois ser
centrifugado a 10000 g por 1 minuto Todo o sobrenadante foi transferido para um novo tubo
onde se adicionaram 13 mL da Soluccedilatildeo 3 e a soluccedilatildeo foi homogeneizada em vortex por 5
segundos 700 L foram transferidos para o filtro do kit e o conjunto filtro-tubo foi centrifugado
agrave 10000 g por 1 minuto O filtrado foi descartado e adicionaram-se mais 700 L de soluccedilatildeo ao
mesmo filtro Em seguida o tubo foi centrifugado agrave 10000 g por 1 minuto O processo foi
repetido ateacute que todo o sobrenadante fosse filtrado Foram adicionados entatildeo 300 L da Soluccedilatildeo
4 sobre o filtro centrifugou-se a 10000 g por 30 segundos O filtrado foi descartado e
centrifugou-se novamente por 1 minuto Para recuperar o DNA o filtro foi transferido para um
novo tubo e adicionaram-se 50 l da Soluccedilatildeo 5 no centro do filtro O conjunto filtro-tubo foi
centrifugado a 10000 g por 30 segundos e depois o filtro foi descartado A soluccedilatildeo de DNA
obtida foi armazenada a ndash20o C
Meacutetodo 3 Meacutetodo adaptado de Edwards (1997) Agraves raiacutezes maceradas foram
adicionados 800 μL de soluccedilatildeo tampatildeo de Etil Xantana de Potaacutessio (625 mM de Etil Xantana de
Potaacutessio - PEX 100 mM de tris-HCl pH 75 700 mM NaCl 10 mM EDTA pH 80) As
suspensotildees foram homogeneizadas em vortex e incubadas a 65 ordmC por uma hora Depois da
incubaccedilatildeo foram adicionados 500 μL de fenolclorofoacutermioaacutelcool isoamiacutelico (25241 vvv) e a
mistura foi emulsificada em vortex Os microtubos foram centrifugados a 12000 g por 5 minutos
Uma aliacutequota de 650 μL do sobrenadante foi coleta e transferida para um novo tubo A essa
soluccedilatildeo foram adicionados mais 650 μL de fenolclorofoacutermioaacutelcool isoamiacutelico A mistura foi
emulsificada e centrifugada a 12000 g por 2 minutos A fase aquosa sobrenadante foi transferida
para novo tubo e misturada com 650 μL de clorofoacutermioaacutelcool isoamiacutelico (241 vv) As misturas
foram homogeneizadas novamente em vortex e centrifugadas a 12000 g por 5 minutos Um
volume de 500 μL do sobrenadante foi transferido para novo tubo onde foi adicionado 110 do
volume de acetato de soacutedio 3M (pH 52) e igual volume (500 μL) de isopropanol para
22
precipitaccedilatildeo do DNA A precipitaccedilatildeo do DNA foi feita por uma hora a 4 oC Em seguida os
tubos foram centrifugados por 15 minutos a 12000 g e a 4 ordmC O sobrenadante foi descartado e
adicionaram-se 500 μL de etanol 70 ao peacutelete formado Os microtubos foram centrifugados a
12000 g por 5 minutos O DNA precipitado foi seco em cacircmara de fluxo ressuspendido em 100
μL de TE (10 mM Tris HCl 1 mM de EDTA pH 80) e armazenado a -20 ordmC
Meacutetodo 4 Meacutetodo adaptado de Doyle Doyle (1990) Em cada microtubo de 15 mL
contendo as raiacutezes maceradas foram adicionados 650 μL da soluccedilatildeo tampatildeo de extraccedilatildeo (2 de
brometo de cetiltrimetilamocircnio (CTAB) 14 M de NaCl 100 mM deTris-HCl pH 80 20 mM de
EDTA pH 80 1 de polivinilpirrolidona PVP) Os microtubos foram agitados em vortex e
incubados em banho-maria a 55ordm C por 50 minutos Foram adicionados 650 μL de
clorofoacutermioaacutelcool isoamiacutelico (241 vv) e agitou-se em voacutertex ateacute formar uma emulsatildeo
Centrifugaram-se as amostras por 5 minutos a 12000 g para separaccedilatildeo do sobrenadante A fase
aquosa de cada amostra foi transferida para um novo microtubo onde se adicionou o mesmo
volume de isopropanol para precipitaccedilatildeo de DNA Em seguida os tubos foram centrifugados por
5 minutos a 12000 g Os peacuteletes formados foram lavados duas vezes com etanol 70 com
centrifugaccedilatildeo a 12000 g por 2 minutos para remoccedilatildeo de sais O DNA precipitado foi seco em
cacircmara de fluxo ressolubilizado em 50 μL de TE (10 mM Tris HCl 1 mM de EDTA pH 80) e
armazenado a -20 ordmC
Meacutetodo 5 Meacutetodo adaptado de Redecker (2000) A cada aliacutequota de raiacutezes maceradas
foram adicionados 300 μL de NaOH 025M Os microtubos foram incubados a 90 ordmC por 10
minutos Em seguida adicionaram-se 150 μL de Tris-HCl 05 M e 300 μL de HCl 025 M e
procedeu-se a incubaccedilatildeo por 10 minutos a 90 ordmC As amostras foram centrifugadas a 12000 g por
5 minutos e o sobrenadante foi transferido para um novo microtubo O DNA foi precipitado
adicionando-se o mesmo volume de isopropanol Em seguida os tubos foram centrifugados por 5
minutos a 12000 g Os peacuteletes de DNA foram lavados por duas vezes com etanol 70 seguido
de centrifugaccedilatildeo a 12000 g por 2 minutos para remoccedilatildeo de sais O DNA precipitado foi seco em
cacircmara de fluxo ressolubilizado em 50 μL de aacutegua ultrapura e armazenado a -20 ordmC
O DNA extraiacutedo por diferentes meacutetodos foi quantificado em gel por meio de comparaccedilatildeo
com marcador de massa Low DNA Mass Ladder (Invitrogen) apoacutes eletroforese A imagem do gel
de agarose (1) foi analisada com o programa FragmeNT Analysis Application version 11
(Molecular Dynamics GE Healthcare) O DNA tambeacutem foi quantificado por espectrofotometria
23
agrave 260 nm (SAMBROOK FRITSCH MANIATS 1989) O caacutelculo da concentraccedilatildeo de DNA na
amostra foi feito de acordo com a equaccedilatildeo
[DNA] = (50 ngμL-1
x D) x (A260 - A320)
Onde
D = fator de diluiccedilatildeo da amostra
A260 = absorbacircncia a 260 nm
A320 = absorbacircncia a 320 nm
A pureza do DNA foi determinada pela relaccedilatildeo das absorbacircncias a 260 e 280 nm
(SAMBROOK FRITSCH MANIATS 1989)
As amostras de DNA de raiacutezes de braquiaacuteria foram adicionalmente submetidas agrave PCR
com o objetivo de determinar se o DNA era amplificaacutevel Para isso foram utilizados os pares de
iniciadores NS1 e NS8 complementares ao gene rRNA 18S (WHITE et al 1990) e os
iniciadores SSU-Glom1 e LSU-Glom1 complementares agrave regiatildeo ITS (RENKER et al 2003) A
amplificaccedilatildeo do DNA foi feita em soluccedilatildeo contendo 04 M de cada iniciador 200 M de cada
um dos nucleotiacutedeos (dNTPs) 15 mM de MgCl2 (para o par de iniciadores NS1 e NS8) ou 20
mM de MgCl2 (para o par de iniciadores SSU-Glom1 e LSU-Glom1) 15 U de DNA polimerase
Taq e 1x o tampatildeo de reaccedilatildeo totalizando um volume de 30 l Os fragmentos de rDNA 18S
(iniciadores NS1 e NS8) foram amplificados apoacutes a desnaturaccedilatildeo inicial a 94 ordmC por 2 minutos
em 30 ciclos de desnaturaccedilatildeo a 94 ordmC por 30 segundos pareamento do iniciador a 53ordmC por 1
minuto extenccedilatildeo a 72 ordmC por 2 minutos seguidos de um periacuteodo final de extensatildeo de 10 minutos
a 72ordm C A regiatildeo ITS (iniciadores SSU-Glom1 e LSU-Glom1) foi amplificada apoacutes desnaturaccedilatildeo
inicial a 94 ordmC por 10 minutos em 40 ciclos de desnaturaccedilatildeo a 94 ordmC por 40 segundos 54 ordmC por
30 segundos 72 ordmC por 40 segundos seguidos de extensatildeo a 72 ordmC por 10 minutos Para todos os
ensaios empregou-se uma reaccedilatildeo controle negativo sem DNA Os amplicons obtidos foram
analisados por eletroforese em gel de agarose 1 (mv) e visualizados apoacutes coloraccedilatildeo com SYBR
Green
O experimento para comparaccedilatildeo dos meacutetodos de extraccedilatildeo de DNA teve um delineamento
inteiramente aleatorizado Para cada meacutetodo as repeticcedilotildees constituiacuteram-se das 6 amostras de
raiacutezes com diferentes espeacutecies de FMAs inoculadas Os dados de concentraccedilatildeo de DNA e da
24
relaccedilatildeo da absorbacircncia a 260 e 280 nm foram analisados por ANOVA e as meacutedias comparadas
pelo teste de Tukey Os dados foram transformados para x05
para normalizaccedilatildeo
222 Amplificaccedilatildeo do gene rRNA 18S de grupos especiacuteficos de FMAs
Esta etapa do trabalho foi desenvolvida no laboratoacuterio do Professor Ari Jumpponnen
(Division of Biology Kansas State University USA)
Com o objetivo de se desenhar iniciadores para amplificar DNA de FMAs sequecircncias do
gene rRNA 18S foram obtidas da base de dados do NCBI Nessa etapa natildeo foram utilizadas
sequecircncias de origem ambiental pois o desenho dos iniciadores deveria se basear em organismos
identificados Para que os iniciadores fossem discriminatoacuterios contra outros grupos de fungos
tambeacutem se utilizou sequecircncias do gene rRNA 18S de fungos dos filos Basidiomycota
Ascomycota Zygomycota e Chytriodiomycota Essas sequecircncias foram utilizadas como natildeo-alvo
na validaccedilatildeo dos iniciadores A entrada para a busca no NCBI foi ldquo(Glomeromycota AND 18S)
NOT (environmental OR uncultured)rdquo para as sequecircncias de FMAs e ldquo(Grupo de Fungo AND
18S AND AFTOL) NOT (internal)rdquo para cada um dos 4 grupos citados acima como
ldquo(Basidiomycota AND 18S AND AFTOL) NOT (internal)rdquo para Basidiomycota O termo
ldquointernalrdquo foi utilizado para se excluir sequecircncias da regiatildeo ITS no banco de dados Foram
coletadas 100 sequecircncias do gene rRNA 18S de FMAs e 59 sequecircncias de fungos natildeo-
micorriacutezicos arbusculares
Todas as sequecircncias foram importadas para o programa Sequencher 46 para o
alinhamento e formaccedilatildeo de contigs A formaccedilatildeo desses contigs permitiu a separaccedilatildeo em grupos
baseados nas diferenccedilas das sequecircncias dos organismos portanto baseado na filogenia
Inicialmente os paracircmetros de alinhamento foram ajustados da seguinte forma o algoritmo de
agrupamento (Assembly Algorithm) utilizou os dados impuros (Dirty Data) para haver mais rigor
na formaccedilatildeo de agrupamentos e para evitar a inserccedilatildeo de grandes ldquogapsrdquo Foi utilizado o
ReAligner (ANSON MYERS 1997) para otimizar ldquogapsrdquo como pequenos insertos A
percentagem miacutenima de coincidecircncia das sequecircncias (Minimum Match Percentage) foi 100
enquanto a cobertura miacutenima (Minimum Overlap) foi 100 A percentagem miacutenima de
similaridade das sequecircncias foi iniciada com o maior valor para se detectar e se eliminar as
sequecircncias idecircnticas visando a formaccedilatildeo de um banco de dados com sequecircncias uacutenicas apenas
25
Depois do primeiro alinhamento com 100 de similaridade seacuteries de alinhamentos foram feitos
com o paracircmetro de percentagem miacutenima de similaridade diminuindo um ponto percentual a cada
alinhamento O valor da cobertura miacutenima permaneceu a 100 para excluir a possibilidade de
alinhamento de regiotildees incorretas Assim os contigs para os grupos de sequecircncias de
Glomeromycota Acaulosporaceae Gigasporaceae Glomus grupo A e Glomus grupo B foram
usados para o desenho dos iniciadores que amplificassem o seu DNA alvo
Para a obtenccedilatildeo das sequecircncias consenso de cada grupo fez-se o alinhamento no
programa Multalin (CORPET 1988) No desenho dos iniciadores empregaram-se as sequecircncias
consenso dos grupos de FMAs nos programas Beacon Designer 702 (Premier Biosoft
International Palo Alto CA EUA) e Primer3 v040 (ROZEN SKALETSKY 2000) aleacutem da
busca manual dos iniciadores Na busca manual procuraram-se as regiotildees consenso para os
grupos de FMAs e que fossem dissimilares agraves sequecircncias natildeo-alvo
Apoacutes se encontrarem os possiacuteveis iniciadores especiacuteficos eles foram validados quanto agrave
especificidade utilizando o BLAST Nessa etapa a especificidade foi considerada quando a
similaridade e a cobertura para sequecircncias alvo foram de 100 e quando esses valores foram
menores para sequecircncias natildeo-alvo Assim a anaacutelise de similaridade foi feita utilizando-se as
seguintes entradas para busca no BLAST Glomeromycota o grupo de espeacutecies de cada iniciador
e Eucariotos sem Glomeromycota Os iniciadores ainda foram alinhados com as sequecircncias alvo
e natildeo-alvo para confirmar a especificidade a similaridade e a posiccedilatildeo de alinhamento no
programa Multialin Depois avaliou-se a temperatura de desnaturaccedilatildeo (melting temperature) o
tamanho do oligonucleotiacutedeo a formaccedilatildeo de grampos e o autopareamento utilizando-se o
programa Oligo Analyzer (Copyright (C) 2000-2002 Teemu Kuulasmaa) Por fim procedeu-se os
ensaios de amplificaccedilatildeo de DNA alvo por meio de PCR utilizando-se os iniciadores grupo-
especiacuteficos como Forward e um iniciador modificado de Borneman e Hartin (2000) como
Reverse (Tabela 1) Apoacutes a verificaccedilatildeo em alinhamentos com sequecircncias de Glomeromycota o
iniciador nu-SSU-1196 (BORNEMAN HARTIN 2000) foi alterado com degeneraccedilatildeo de uma
base ldquoCrdquo por ldquoC ou Trdquo (Y) Essa degeneraccedilatildeo permitiu obter 100 de similaridade entre as
sequecircncias de FMAs testadas
26
Tabela 1 ndash Iniciadores grupo-especiacuteficos para FMAs
Iniciador Sequecircncia (5rsquo 3rsquo) Especificidade Referecircncia
ACAU220 GGG GTT TCC CAT TGG TGR ATC AT Acaulosporaceae Esse estudo
GLOMB652 TAA GGG GTA TGA ACT GGT GTA G Glomus Grupo B Esse estudo
GLOMB673 GTC AAT TTC TCA CCT TCT GGA G Glomus Grupo B Esse estudo
GIGA202 AAA CCA ATA RCC TTC GGG TTT C Gigasporaceae Esse estudo
GIGA615 TAG TTG AAT TTC GGG GTT CTA C Gigasporaceae Esse estudo
GLOMA189 TTA GAT AAA AAA CCA ATA TCG GG Glomus Grupo A Esse estudo
GLOMA690 CGT AAT GCC ATT AAT TTG GTG T Glomus Grupo A Esse estudo
nu-SSU-1196
modificado TCT GGA CCT GGT GAG TTT YC Fungi
Modificado de
Borneman
Hartin (2000)
Para validaccedilatildeo dos iniciadores utilizaram-se amostras de DNA de FMAs provenientes de
vasos de multiplicaccedilatildeo obtidos de culturas do INVAM (West Virginia University) As espeacutecies
de FMAs utilizadas pertencem aos 4 grupos de FMAs Acaulospora lacunosa e A longula
(Acaulosporacea) Glomus claroideum (Glomus grupo B) Glomus caledonium (Glomus grupo
A) Scutellospora castanea e S calospora (Gigasporaceae) O DNA total foi extraiacutedo a partir do
substrato dos vasos de multiplicaccedilatildeo que continham esporos e raiacutezes colonizadas utilizando-se o
Ultra Clean Soil DNA Kit (MoBio Laboratories Carlsbad CA EUA)
Para otimizar as condiccedilotildees da amplificaccedilatildeo do DNA alvo para cada iniciador desenhado
foram testados os gradientes de concentraccedilatildeo de DNA temperatura de pareamento dos
iniciadores concentraccedilatildeo de MgCl2 concentraccedilatildeo de dNTPs concentraccedilatildeo de iniciadores
concentraccedilatildeo da enzima DNA Polimerase Taq aleacutem da presenccedila ou ausecircncia de BSA (Albumina
de Soro Bovino) As condiccedilotildees da PCR otimizadas foram 50 ng de DNA 15 mM de MgCl2
200 microM de cada dNTP 04 microM de cada iniciador 125 U da DNA polimerase Taq 1x tampatildeo
para a DNA polimerase sem o uso de BSA para um volume final de 25 microL O programa de
amplificaccedilatildeo foi 94 ordmC por 2 minutos para a desnaturaccedilatildeo inicial seguido por 30 ciclos de 94 ordmC
por 1 minuto 61 ordmC por 1minuto e 72 ordmC por 2 minutos e um passo de extensatildeo final a 72 ordmC por
8 minutos
Previamente aos ensaios com amostras ambientais a habilidade dos iniciadores em
amplificar o DNA alvo foi testada em amostras de DNA extraiacutedos de raiacutezes de cana-de-accediluacutecar e
27
Brachiaria sp inoculadas com FMAs e cultivadas em casa-de-vegetaccedilatildeo Amostras de DNA de
raiacutezes de uma pradaria dos Estados Unidos tambeacutem foram utilizadas para verificar a eficiecircncia e a
especificidade dos iniciadores em amostras do campo Essas amostras foram coletadas de um
experimento em pradaria conduzido na Konza Prairie Biological Station (estaccedilatildeo de estudos
bioloacutegicos da Kansas State University em Manhattan KS - httpwwwkonzaksuedukonza)
com comunidade vegetal dominada por espeacutecies nativas como Andropogon gerardii Panicum
virgatum e Sorghastum nutans As amostras satildeo de dois tratamentos sem adubaccedilatildeo nitrogenada e
com aplicaccedilatildeo de 10 g de N por m2
(JUMPPONEN et al 2005) O DNA dessas amostras foi
extraiacutedo com o kit MoBio Ultra Clean Soil DNA Kit
Foi necessaacuterio utilizar a nested PCR para a amplificaccedilatildeo do DNA alvo nas amostras
provenientes da pradaria Na primeira PCR foram utilizados os iniciadores NS1 e NS8 (WHITE
1990) A amplificaccedilatildeo foi feita com desnaturaccedilatildeo inicial a 94 ordmC por 2 minutos 25 ciclos de 94
ordmC por 1 minuto 58 ordmC por 1 minuto e 30 segundos e 72 ordmC por 2 minutos e extensatildeo final a 72
ordmC por 8 minutos Na segunda PCR utilizaram-se os iniciadores grupos especiacuteficos desenhados
nesse trabalho com as mesmas condiccedilotildees descritas acima para o DNA de raiacutezes de vasos de
multiplicaccedilatildeo Os produtos de PCR das amostras ambientais amplificados com o uso dos
iniciadores grupo-especiacuteficos foram ligados em vetor TOPO (Invitrogen) e clonados em
Escherichia coli Para o sequenciamento do DNA alvo os insertos foram amplificados a partir
das colocircnias de E coli e foram selecionados a partir do padratildeo de bandas apoacutes a digestatildeo com as
endonucleases AluI e HinfI Os clones que apresentaram os mesmos padrotildees de bandas foram
considerados iguais Escolheram-se apenas 1 a 3 representantes para o sequenciamento
dependendo do nuacutemero de clones com o mesmo padratildeo As sequecircncias foram obtidas utilizando-
se sequenciador capilar de alta capacidade da High-Throughput Sequencing Solutions empresa
administrada pela Universidade de Washington EUA
223 Estrutura da comunidade de FMAs em raiacutezes e solo rizosfeacuterico de cana-de-accediluacutecar sob
diferentes manejos de colheita
As amostras de solos e raiacutezes de cana-de-accediluacutecar foram coletadas para a extraccedilatildeo de
esporos para a determinaccedilatildeo da colonizaccedilatildeo intrarradicular e para a identificaccedilatildeo de sequecircncias
do gene rRNA 18S de FMAs nas raiacutezes Para tanto utilizou-se uma aacuterea experimental do Centro
28
de Tecnologia Canavieira (CTC) localizada na Usina Satildeo Joseacute da Estiva (21ordm30rsquo45rdquoS e
49ordm13rsquo08rdquoW) no municiacutepio de Novo Horizonte SP O experimento foi instalado em 16042004
sobre um latossolo vermelho-amarelo com dois tratamentos de manejo de colheita SEM
QUEIMA e COM QUEIMA preacutevia e trecircs variedades de cana-de-accediluacutecar (1) SP813250 (2)
SP801842 e (3) RB72454 As variedades foram plantadas com espaccedilamento de 15 m entre
linhas com seis repeticcedilotildees em blocos aleatorizados Anteriormente agrave implantaccedilatildeo do experimento
na aacuterea houve o cultivo de cana-de-accediluacutecar variedade SP711406 com 10 cortes e queima
previamente agrave cada colheita seguido de um cultivo de soja A amostragem foi feita aos 84 dias
apoacutes a primeira colheita da cana-de-accediluacutecar em 15122005 na profundidade de 0-10 cm sob as
trecircs variedades de cana-de-accediluacutecar A produtividade em toneladas de colmos por hectare (TCH)
tambeacutem foi calculada para as trecircs variedades
2231 Anaacutelises quiacutemicas do solo
As amostras de solo coletadas foram secas ao ar para a anaacutelise de pH H+Al Al Ca Mg
K P Carbono orgacircnico (CO) soma de bases (SB) capacidade de troca catiocircnica a pH 70 (CTC)
e saturaccedilatildeo da CTC por bases (Quadro 2)
Atributo Meacutetodo ou extrator Referecircncia
pH Medido em CaCl2 001M Raij et al 2001
H+Al pH em SMP Raij et al 2001
Al trocaacutevel KCl 1M e titulaccedilatildeo com NaOH 0025M Raij et al 2001
Ca Mg trocaacuteveis e P Resina trocadora de iacuteons Raij et al 2001
K trocaacutevel Melich 1 Silva 1999
Carbono orgacircnico (CO) Colorimetria Raij et al 2001
Soma de bases (SB) Somatoacuteria de Ca Mg K -
CTC (pH 70) Somatoacuteria de H+Al Ca Mg K -
Saturaccedilatildeopor bases da
CTC (V)
Saturaccedilatildeo = (Ca Mg K)100CTC -
Quadro 2 ndash Metodologias utilizadas para a anaacutelise quiacutemica do solo
A CTC a pH 70 foi calculada somando-se os teores de H + Al Ca Mg e K Depois
29
foram calculadas as porcentagens da saturaccedilatildeo da CTC por Ca Mg K e por Al (m) da seguinte
forma Saturaccedilatildeo do Elemento () = (teor do ElementoCTC)100
2232 Extraccedilatildeo de esporos de FMAs do solo
Os esporos dos FMAs foram extraiacutedos do solo por peneiramento uacutemido (GERDEMANN
NICOLSON 1963) e centrifugaccedilatildeo por duas vezes em soluccedilatildeo de sacarose 70 a 560 g por 2
minutos Os esporos foram identificados conforme descrito no International Culture Collection
of (Vesicular) Arbuscular Mycorrhiza Fungi (INVAM 2007) Para a anaacutelise estatiacutestica o nuacutemero
de esporos foi transformado para (x + 05)05
O iacutendice de diversidade de Shannon o reciacuteproco do
iacutendice de Simpson as estimativas de riqueza de espeacutecies e a estimativa de cobertura de
amostragem foram realizadas com o uso do programa SPADE (CHAO SHEN 2003) O iacutendice
de equitabilidade de Pielou foi calculada de acordo com Magurran (1988)
Para determinar a influecircncia das variaacuteveis ambientais na variabilidade de ocorrecircncia das
espeacutecies de FMAs sob cana-de-accediluacutecar foi realizada uma anaacutelise de redundacircncia canocircnica (RDA)
utilizando-se o programa ldquoCanoco for windows 45rdquo com transformaccedilatildeo dos dados para log x e
avaliaccedilatildeo da anaacutelise por meio do teste de permutaccedilatildeo de Monte-Carlo Na RDA a ordenaccedilatildeo das
amostras eacute condicionada diretamente pelas variaacuteveis ambientais e assim permite medida direta
da relaccedilatildeo entre as variaacuteveis ambientais e as espeacutecies detectadas Para eliminar a colinearidade de
dados e selecionar as variaacuteveis que melhor explicaram de forma significativa a variabilidade dos
dados utilizou-se Forward selection na RDA Dados de presenccedila e ausecircncia de espeacutecies de
FMAs foram utilizados para os caacutelculos
2233 Colonizaccedilatildeo micorriacutezica intrarradicular
Para a avaliaccedilatildeo da colonizaccedilatildeo intrarradicular pelos FMAs as raiacutezes de cana-de-accediluacutecar
foram lavadas e imersas em KOH 10 por uma noite Depois foram aquecidas a 60ordmC em KOH
10 por 10 minutos para clarificaccedilatildeo Apoacutes a clarificaccedilatildeo as estruturas fuacutengicas foram coradas
por 3 minutos a 90ordmC com tinta de caneta comercial Parkerreg 5 diluiacuteda em soluccedilatildeo de aacutecido
aceacutetico 5 e lactoglicerol 10 A colonizaccedilatildeo das raiacutezes foi analisada sob microscoacutepio
estereoscoacutepio pelo meacutetodo da placa reticulada segundo Giovannetti e Mosse (1980) Os dados
30
foram transformados para arcsen(x + 1)05
para as anaacutelises estatiacutesticas
2234 Anaacutelise do gene rRNA 18S fuacutengico em raiacutezes de cana-de-accediluacutecar
O DNA das amostras de raiacutezes do campo foi extraiacutedo com o objetivo de amplificar e
clonar fragmentos do gene rRNA 18S de FMAs O DNA foi extraiacutedo com kit comercial Fast
DNA (Bio101 Vista) apoacutes a lavagem das raiacutezes com aacutegua desionizada e maceraccedilatildeo em
nitrogecircnio liacutequido A clonagem do gene rRNA 18S de FMAs foi realizada usando trecircs
abordagens A primeira abordagem foi com a utilizaccedilatildeo de iniciadores especiacuteficos para um
segmento do gene rRNA 18S conservado em fungos (NS7 e F1Ra) Assim apoacutes o
sequenciamento de clones poderiacuteamos detectar as populaccedilotildees de fungos em geral incluindo as
populaccedilotildees de FMAs A segunda abordagem teve como objetivo amplificar parte do gene rRNA
18S de fungos do filo Glomeromycota utilizando-se o iniciador AM1 descrito como especiacutefico
para FMAs (HELGASON et al 1998) A terceira abordagem foi desenhar iniciadores especiacuteficos
para amplificar fragmentos do gene rRNA 18S de grupos especiacuteficos de FMAs nas amostras de
raiacutezes de cana-de-accediluacutecar do campo Para o desenho dos iniciadores inicialmente procurou-se
obter sequecircncias de FMAs mantidos em vasos de multiplicaccedilatildeo As abordagens e meacutetodos
utilizados estatildeo descritos em detalhes abaixo
22341 Amplificaccedilatildeo do gene rRNA 18S de fungos gerais e FMAs
O gene rRNA 18S fuacutengico foi amplificado por nested PCR com os iniciadores universais
para eucariotos NS1 e NS8 (WHITE et al 1990) na primeira reaccedilatildeo de amplificaccedilatildeo Os
produtos da primeira PCR foram diluiacutedos 50 vezes e utilizados em uma segunda reaccedilatildeo de
amplificaccedilatildeo com o par de iniciadores NS7 e F1Ra (SOUZA et al 2004) para amplificar DNA
de fungos em geral e os iniciadores NS31 e AM1 para amplificar DNA de Glomeromycota A
primeira reaccedilatildeo de amplificaccedilatildeo foi realizada com DNA total extraiacutedo das raiacutezes em soluccedilatildeo
contendo 04 M de cada um dos iniciadores (NS1 e NS8) 200 M de cada um dos nucleotiacutedeos
(dNTPs) 15 mM de MgCl2 1 U da enzima (DNA polimerase Taq) e 1x o tampatildeo de reaccedilatildeo
totalizando um volume de 30 l Apoacutes desnaturaccedilatildeo inicial a 94 ordmC por 2 minutos os fragmentos
de rDNA 18S foram amplificados em 30 ciclos de desnaturaccedilatildeo a 94 ordmC por 30 segundos
31
pareamento do iniciador a 53ordmC por 1 minuto extenccedilatildeo a 72 ordmC por 2 minutos seguidos de um
periacuteodo final de extensatildeo de 10 minutos a 72ordm C
A segunda reaccedilatildeo de amplificaccedilatildeo foi realizada com o produto de amplificaccedilatildeo da
primeira reaccedilatildeo diluiacutedo em soluccedilatildeo contendo 04 M de cada um dos iniciadores (NS7 e F1Ra ou
NS31 e AM1) 200 M de cada um dos nucleotiacutedeos (dNTPs) 10 mM de MgCl2 2 U da enzima
(DNA polimerase Taq) e 1x o tampatildeo de reaccedilatildeo totalizando um volume de 20 l A
amplificaccedilatildeo com os iniciadores NS7 e F1Ra foi feita apoacutes desnaturaccedilatildeo inicial a 94 ordmC por 2
minutos em 30 ciclos de 94 ordmC por 1 minuto 62ordmC por 28 segundos 72 ordmC por 1 minuto
seguidos de 5 minutos a 72ordm C para extensatildeo final A amplificaccedilatildeo com os iniciadores NS31e
AM1 foi feita apoacutes desnaturaccedilatildeo inicial a 94ordm C por 2 minutos em 35 ciclos de 94ordm C por 30
segundos 60ordm C por 30 segundos 72ordm C por 45 segundos (aumentando 1segundo por ciclo) e
seguido de extensatildeo final a 72ordm C por 5 minutos Os amplicons corados com SYBR Green foram
visualizados em gel de agarose 1 apoacutes eletroforese
22342 Amplificaccedilatildeo do gene rRNA 18S de grupos especiacuteficos de FMAs em cana-de-
accediluacutecar
Os iniciadores desenhados foram utilizados para avaliar a estrutura das comunidades de
FMAs em raiacutezes de cana-de-accediluacutecar sob os manejos SEM QUEIMA e COM QUEIMA preacutevia agrave
colheita O DNA total extraiacutedo das raiacutezes usando o meacutetodo 1 (kit Bio101) foi amplificado com os
iniciadores NS31 e AM1 para comparaccedilatildeo da eficiecircncia dos mesmos As condiccedilotildees para a
amplificaccedilatildeo utilizando os iniciadores aqui desenhados foram as mesmas descritas acima para as
raiacutezes da pradaria A ligaccedilatildeo dos amplicons transformaccedilatildeo de E coli clonagem e extraccedilatildeo de
DNA plasmidial foi feita conforme descrito acima para os inciadores NS7 e F1Ra e para NS31 e
AM1 Para as raiacutezes de cana-de-accediluacutecar 20 clones obtidos com cada iniciador e de cada um dos
tratamentos de colheita foram sequenciados O sequecircnciamento de ampliconsobtidos de raiacutezes de
cana-de-accediluacutecar foi feito em sequenciador automaacutetico ABI 3100 utilizando-se o DYEnamic ET
Terminator Cycle Sequencing Kit (ABI Prism 3100 Applied Biossystems) As sequecircncias foram
analisadas para detecccedilatildeo de quimeras no programa Chimera Check utilizando o mesmo meacutetodo
descrito acima
32
Na anaacutelise de BLAST as sequecircncias obtidas de cada iniciador foram avaliadas
separadamente Tanto as sequecircncias obtidas do NCBI para o desenho de iniciadores como as
sequecircncias de cana-de-accediluacutecar do campo foram alinhadas por meio do ClustalW no programa
MEGA 40 (TAMURA et al 2007) e manualmente ajustadas para a anaacutelise filogeneacutetica As
sequecircncias ambientais obtidas com o emprego do iniciador ACAU220 foram alinhadas em 624
posiccedilotildees sendo 304 parsimocircnia-informativas As sequecircncias do iniciador GIGA202 foram
alinhadas em 586 posiccedilotildees sendo 313 parsimocircnia-informativas Alinharam-se as sequecircncias de
GLOMA690 em 298 posiccedilotildees com 115 parsimocircnia-informativas Por fim as sequecircncias do
iniciador GLOMB673 foram alinhadas em 498 posiccedilotildees sendo 239 parsimocircnia-informativas As
relaccedilotildees filogeneacuteticas entre as sequecircncias fuacutengicas foram inferidas por meio da anaacutelise de
neighbor joining (NJ) (SAITOU NEI 1987) no programa MEGA 40 Sequecircncias do gene rRNA
18S de milho (Zea mays) soja (Glycine max) e Homo sapiens foram utilizadas como outgroup
Na anaacutelise de NJ os ldquoGapsrdquo e ldquomissing datardquo sofreram deleccedilatildeo completa o modelo de
substituiccedilatildeo foi o de Jukes-Cantor com taxas uniformes entre sites A robustez da topologia
inferida foi testada com 1000 replicatas de ldquobootstraprdquo
As sequecircncias obtidas com todos os iniciadores em raiacutezes de cana-de-accediluacutecar foram
alinhadas em 256 posiccedilotildees sendo 124 parsimocircnio-informativas Utilizou-se o programa DOTUR
para o agrupamento de sequecircncias em unidades taxonocircmicas operacionais (UTOs) para a anaacutelise
de diversidade e para a obtenccedilatildeo da curva de rarefaccedilatildeo de sequecircncias As sequecircncias com uma
similaridade gt 99 foram consideradas pertencentes agrave mesma UTO Foi feita comparaccedilatildeo entre
as bibliotecas de sequecircncias por meio do programa webLIBSHUFF (SINGLETON et al 2001)
utilizando-se as matrizes de distacircncias evolutivas calculadas
22343 Purificaccedilatildeo dos amplicons
Os amplicons foram purificados dos geacuteis de agarose com o kit GFX PCR DNA and Gel
Band Purification (GE Healthcare) conforme instruccedilotildees do fabricante
As bandas de DNA foram excisadas do gel de agarose e colocadas em microtubo de 15
mL adicionando-se 1 microL de uma soluccedilatildeo tampatildeo de captura (GE Healthcare) por mg de gel O
microtubo foi agitado vigorosamente em vortex e incubado a 60oC ateacute que a agarose estivesse
completamente dissolvida Apoacutes a dissoluccedilatildeo total da agarose a amostra foi centrifugada por 30
33
segundos a 12000 g e incubada agrave temperatura ambiente durante 10 minutos Uma aliacutequota de
aproximadamente 300 microL da amostra foi transferida para a coluna de purificaccedilatildeo incubada
durante 10 minutos a temperatura ambiente e centrifugada por 30 segundos a 12000 g Este
processo foi entatildeo repetido com o volume restante da amostra O liacutequido que passou pela coluna
durante a centrifugaccedilatildeo foi descartado e adicionou-se agrave coluna 500 microL de tampatildeo de lavagem
(GE Healthcare) seguido de uma incubaccedilatildeo durante 10 minutos a temperatura ambiente e
centrifugaccedilatildeo por 30 segundos a 12000 g A coluna foi entatildeo transferida para um microtubo de
15 mL Para eluiccedilatildeo do DNA adicionou-se 50 microL de TE (pH 80) diretamente na matriz da
coluna incubando-se por 10 minutos e em seguida centrifugou-se por 30 segundos a 8000 g O
DNA recuperado no microtubo foi novamente centrifugado por 90 segundos a 8000 g para
remover a resina remanescente A soluccedilatildeo de DNA foi entatildeo transferida para novo microtubo de
15 mL A qualidade do DNA foi determinada apoacutes eletroforese em gel de agarose 1 (TBE 05
X) e coloraccedilatildeo com SYBR-Green I (Moleculat Probes) O marcador de massa Low DNA Mass
Ladder (Invitrogen) foi utilizado como padratildeo de tamanho e quantidade de DNA
22344 Clonagem dos amplicons do gene rRNA 18S
Os amplicons de parte do gene rRNA 18S foram clonados no vetor pGEM-T Easy
(Promega) segundo as instruccedilotildees do fabricante A reaccedilatildeo de ligaccedilatildeo dos amplicons ao plasmiacutedeo
foi feita utilizando-se tampatildeo de ligaccedilatildeo raacutepida 1X (30 mM Tris-HCl pH 78 10 mM DDT 1
mM ATP 5 polietilenoglicol PEG) e 3 U de DNA ligase T4 A soluccedilatildeo foi incubada a 4 ordmC
durante 16 horas Em seguida ceacutelulas competentes de Ecoli DH5α foram transformadas por
meio de choque teacutermico utilizando-se os produtos da reaccedilatildeo de ligaccedilatildeo As ceacutelulas transformadas
foram plaqueadas em meio Luria Bertani (LB-aacutegar) contendo ampicilina (50 microg mL-1
) e X-Gal
(5-bromo-4-cloro-3-indolil--D-galactosideo 20 microg mL-1
) As bacteacuterias contendo plasmiacutedeos
recombinantes foram selecionadas para cultivo em meio LB liacutequido contendo ampicilina (50 microg
mL-1
) durante 22 horas a 38 ordmC sob agitaccedilatildeo horizontal a 300 rpm
22345 Extraccedilatildeo do DNA plasmidial
Apoacutes o cultivo das bacteacuterias contendo o plasmiacutedeo recombinante em microplacas as
34
suspensotildees celulares foram centrifugadas por 6 minutos a 4000 g a 20 oC O sobrenadante foi
descartado e o peacutelete obtido foi lavado com 240 microL de uma soluccedilatildeo tampatildeo contendo 25 mM
Tris-HCl (pH 80) 10 mM EDTA (pH 80) e 50 mM de glicose centrifugado a 20oC por 6
minutos e 4000 g Apoacutes descarte do sobrenadante foi adicionado 80 microL da soluccedilatildeo tampatildeo e em
seguida as ceacutelulas foram ressuspendidas por agitaccedilatildeo Para uma microplaca de fundo ldquoUrdquo
contendo 1 microL de RNAse em cada cavidade (10 mg mL-1
) foram transferidos 60 microL de cada
suspensatildeo de ceacutelulas Em cada poccedilo da placa foram adicionados 60 microL da soluccedilatildeo de lise (NaOH
02 N e SDS 1) a placa foi selada a suspensatildeo homogeneizada por inversatildeo e incubada a
temperatura ambiente por 10 minutos Em seguida foram adicionados 60 microL de soluccedilatildeo
contendo 3M de acetato de potaacutessio 10 de aacutecido aceacutetico glacial misturando por inversatildeo A
placa foi mantida por 10 minutos agrave temperatura ambiente e entatildeo incubada aberta em estufa a
90oC por 30 minutos Apoacutes esse tempo a placa foi resfriada em gelo por 10 minutos e
centrifugada por 4 minutos (4000 g 20oC) O sobrenadante foi transferido para uma placa de 96
poccedilos Millipore (MAGV N22) fixada sobre uma placa de fundo ldquoVrdquo de 250 microL e o conjunto
centrifugado (sem a tampa) por 4 minutos a 4000 g e 4 oC Ao filtrado adicionou-se 110 microL de
isopropanol gelado e em seguida centrifugou-se por 45 minutos a 4000 g a 4 oC O precipitado
de DNA foi entatildeo lavado com 180 microL de etanol 70 Centrifugou-se novamente a 4000 g por 5
minutos a 4 oC Apoacutes o descarte do sobrenadante inverteu-se a placa sobre papel absorvente e
centrifugou-se por 1 minuto a 900 g e 4 oC Apoacutes secar durante 1 hora a temperatura ambiente o
DNA foi ressolubilizado em 80 microL de aacutegua ultrapura esterilizada durante toda a noite e
armazenado a -20 oC O DNA foi quantificado atraveacutes de espectrofotometria a 260 nm e sua
integridade determinada por eletroforese em gel de agarose 1 (TBE 05 X)
22346 Sequenciamento dos clones do gene rRNA 18S
Para o sequenciamento dos clones de fragmentos do gene rRNA 18S utilizou-se 200-500
ng de DNA plasmidial 10 pmol do iniciador M13f (5rsquo GTA AAA CGA CGG CCA G 3rsquo) 2 microL
de DYEnamic ET Terminator (GE Healthcare) 2 microL de soluccedilatildeo tampatildeo Save Money (200 mM
Tris-HCl pH 90 5 mM MgCl26H2O) e aacutegua ultrapura para um volume final de 10 microL A
amplificaccedilatildeo por PCR foi realizada em um termociclador Mastercycler Gradiente (Eppendorf)
com as seguintes condiccedilotildees 25 ciclos de 20 segundos a 95 oC 15 segundos a 50
oC e 1 minuto a
35
60 o
C Os produtos de PCR foram precipitados com 110 de volume de uma soluccedilatildeo de acetato de
soacutedio 15 M e EDTA 250 mM e 6 volumes de etanol 95 gelado As suspensotildees foram
centrifugadas a 4000 g por 45 minutos e o peacutelete lavado com etanol 70 a temperatura
ambiente O peacutelete foi seco no escuro por no miacutenimo 2 horas ressuspendido em formamida e
desnaturado a 96oC por 5 minutos O sequenciamento foi realizado em um sequenciador capilar
automaacutetico ABI 3100 (Applied Biosystems) de acordo com as recomendaccedilotildees do fabricante
22347 Anaacutelise de sequecircncias do gene rRNA 18S
A similaridade com sequecircncias de DNA existentes no banco de dados do GenBank foi
determinada pelo Basic Local Alignment Search Tool (BLAST) no NCBI (ALTSCHUL et al
1990) A existecircncia de quimeras foi determinada usando o Chimera Check version 27 do
Ribosomal Database Project (RDP) (MAIDAK et al 1999) Foi considerado que as sequecircncias
satildeo potencialmente quimeacutericas se elas tecircm um ponto de quebra de quimera distinto gt20 no
Chimera Check Para se confirmar a indicaccedilatildeo do programa Chimera Check as sequecircncias foram
re-analisadas usando-se o BLAST depois da exclusatildeo dos nucleotiacutedeos anteriores e posteriores ao
ponto de quebra da quimera Se um dos dois seguimentos isto eacute o anterior ou o posterior ao
ponto de quebra foi mais similar a outro organismo do que o organismo mais similar agrave sequecircncia
original completa entatildeo a sequecircncia foi considerada como quimera
Para a anaacutelise filogeneacutetica as sequecircncias foram agrupadas por UPGMA com distacircncia-p
Cada grupo foi formado com valor de corte de 04 de distacircncia entre as sequecircncias Uma
sequecircncia representativa de cada grupo formado foi utilizada para construccedilatildeo da aacutervore
filogeneacutetica por neighbor-joining (NJ) utilizando-se o programa MEGA versatildeo 31(KUMAR
TAMURA NEI 2004) apoacutes alinhamento das sequecircncias no programa ClustalW e ajuste manual
O alinhamento das sequecircncias foi feito com deleccedilatildeo completa dos ldquogapsrdquo e a matriz de distacircncia
foi calculada utilizando-se o paracircmetro Jukes-Cantor como modelo de substituiccedilatildeo assumindo
taxa uniforme de substituiccedilatildeo para siacutetios variaacuteveis A robustez da topologia inferida por NJ foi
testada por 1000 repeticcedilotildees de bootstrap (PEER WACHTER 1994)
Para o agrupamento de sequecircncias em unidades taxonocircmicas operacionais (UTOs)
empregou-se o programa DOTUR (SCHLOSS HANDELSMAN 2005) Para isso foi utilizada
uma matriz de distacircncia evolutiva calculada com o programa DNADIST com algoritmo de
36
Jukes-Cantor apoacutes alinhamento das sequecircncias dos clones das bibliotecas da amostra de raiacutezes de
cana-de-accediluacutecar SEM QUEIMA e da amostra COM QUEIMA preacutevia agrave colheita As sequecircncias
com uma similaridade gt 99 foram consideradas pertencentes agrave mesma UTO A estimativa de
riqueza de UTOs pelos meacutetodos natildeo-parameacutetricos ACE-1 (CHAO LEE 1992) e e Chao1
(CHAO 1984) dos iacutendices de diversidade de Shannon reciacuteproco do iacutendice de Simpson e a
cobertura de amostragem foram realizadas com o programa SPADE (CHAO SHEN 2003) A
comparaccedilatildeo estatiacutestica das bibliotecas de clones foi feita por meio do programa webLIBSHUFF
(SINGLETON et al 2001) utilizando as matrizes de distacircncias evolutivas calculadas
anterormente
23 Resultados e Discussatildeo
231 Comparaccedilatildeo dos meacutetodos de extraccedilatildeo de DNA das raiacutezes
O DNA total extraiacutedo das raiacutezes de braquiaacuteria inoculadas com FMAs apoacutes a eletroforese
pode ser visto na Figura 2 As amostras extraiacutedas com o meacutetodo adaptado de Redecker (2000)
foram as uacutenicas a natildeo apresentar bandas no gel As concentraccedilotildees de DNA obtidas com cada
meacutetodo satildeo apresentadas na Figura 3 Pode-se observar com base no desvio padratildeo que o meacutetodo
que apresenta menor variaccedilatildeo na quantidade de DNA extraiacuteda entre amostras eacute o kit MoBio
seguido pelo kit Bio101 Os meacutetodos adaptados de Edwards et al (1997) de Doyle e Doyle
(1990) e de Redecker (2000) apresentaram maior variabilidade entre as amostras Poreacutem a
concentraccedilatildeo dada pela comparaccedilatildeo com marcador molecular diferiu em ordem e em magnitude
da concentraccedilatildeo determinada com base na absorbacircncia
37
Figura 2 ndash Eletroforese em gel de agarose (2) do DNA total extraiacutedo de raiacutezes de braquiaacuteria colonizadas com
FMAs usando 5 diferentes meacutetodos de extraccedilatildeo A espeacutecie de FMA inoculada nas raiacutezes de braquiaacuteria
estaacute descrita acima do grupo de amostras LM - marcador de massa Low DNA Mass Ladder 1 ndash
extraccedilatildeo de DNA com kit FastDNA Spin (Bio 101 Vista Califoacuternia) 2 ndash extraccedilatildeo de DNA com kit
UltraClean Soil DNA Isolation (Mo Bio Laboratories Carlsbad CA USA) 3 ndash extraccedilatildeo de DNA com
meacutetodo adaptado de Edwards et al (1997) 4 ndash extraccedilatildeo de DNA com meacutetodo adaptado de Doyle amp
Doyle (1990) 5 ndash extraccedilatildeo de DNA com meacutetodo Adaptado de Redecker (2000)
As amostras extraiacutedas pelos meacutetodos do kit Bio101 adaptado de Edwards et al (1997) e
adaptado de Doyle e Doyle (1990) apresentaram DNA de melhor qualidade com base na relaccedilatildeo
A260A280 (Figura 4) Na Figura 4 eacute possiacutevel observar maior variabilidade na relaccedilatildeo A260A280
para as amostras do kit MoBio seguidas do kit Bio101 protocolo adaptado de Edwards (1997)
Doyle e Doyle (1990) e de Redecker (2000) Apesar disso as amostras do kit Bio101 foram as
que apresentaram maior eficiecircncia na amplificaccedilatildeo do gene rRNA 18S por PCR (Tabelas 2 e 3)
A eficiecircncia na amplificaccedilatildeo natildeo seguiu a ordem de concentraccedilatildeo de DNA inicial de qualquer um
dos meios de quantificaccedilatildeo tampouco apresentou maior frequecircncia de amplificaccedilatildeo as amostras
com valores de A260A280 mais proacuteximos a 18 Apesar de menor quantidade de DNA em relaccedilatildeo
ao extraiacutedo pelos meacutetodos adaptados de Edwards et al (1997) e de Doyle e Doyle (1990) a
eficiecircncia de amplificaccedilatildeo foi maior para as amostras obtidas com o Kit Bio101 Utilizando-se o
par de iniciadores NS1 e NS8 natildeo foi possiacutevel amplificar o DNA das amostras extraiacutedas com o
meacutetodo adaptado de Redecker (2000) ou com o adaptado de Edwards et al (1997) (Tabela 2) A
Massa (ng)
100 60 40
20
10
5
Massa (ng)
100 60 40
20
10
5
38
maior frequumlecircncia de amplificaccedilatildeo foi obtida com o DNA extraiacutedo com kit Bio101 (83 )
seguida pelo DNA extraiacutedo com o meacutetodo adaptado de Doyle e Doyle (1990) (67 ) e
finalmente pelo DNA extraiacutedo com o kit MoBio (50 ) A avaliaccedilatildeo do gel de agarose apoacutes
eletroforese do DNA extraiacutedo sugere que esses resultados podem estar relacionados a impurezas
presentes na amostra Apoacutes a eletroforese nota-se um efeito de arraste nas amostras mais
concentradas sendo mais intenso nas amostras de DNA obtidas com os meacutetodos adaptados de
Edwards et al (1997) e de Doyle e Doyle (1990)
Quando se utilizou o par de iniciadores SSU Glom1 e LSU Glom1 o miacutenimo de 3
amostras de DNA de um total de 5 de cada meacutetodo apresentou amplificaccedilatildeo positiva (Tabela 3)
Novamente a maior frequecircncia de amplificaccedilatildeo foi observada com as amostras de DNA extraiacutedo
pelo kit Bio101 (100 ) seguidas do meacutetodo adaptado de Edwards et al (1997) e de Doyle e
Doyle (1990) (83 ) e pelo kit MoBio e o meacutetodo adaptado de Redecker (2000) (67 ) Sendo
assim o meacutetodo usando o kit Bio101 foi o escolhido para as extraccedilotildees de DNA das raiacutezes de
cana-de-accediluacutecar em condiccedilotildees do campo
Figura 3 ndash Concentraccedilatildeo de DNA de raiacutezes de braquiaacuteria extraiacutedo com os 5 meacutetodos A - concentraccedilatildeo determinada
por comparaccedilatildeo com marcador de massa B - concentraccedilatildeo medida a partir da absorbacircncia a 260 nm As
barras verticais indicam o desvio padratildeo Meacutedias seguidas de letras iguais natildeo diferem estatisticamente
pelo Tukey (p lt 005) O DNA extraiacutedo com o meacutetodo adaptado adaptado de Redecker (2000) natildeo foi
visualizado no gel apoacutes a eletroforese
A B
a a
b b
c
a
b bc
c
39
Figura 4 ndash Valores da relaccedilatildeo entre as absorbacircncias a 260 e 280 nm (A260A280) do DNA extraiacutedo de raiacutezes de
Brachiaria sp As barras representam o desvio padratildeo
Pode-se concluir que as quantificaccedilotildees de DNA por comparaccedilatildeo com marcador de massa
e por espectrofotometria nem sempre refletem a quantidade e a viabilidade de amplificaccedilatildeo do
DNA em amostras ambientais com uma comunidade microbiana diversa Sendo assim em
estudos de amostras ambientais natildeo eacute adequado se fazer generalizaccedilotildees sobre a metodologia mais
eficiente para a quantificaccedilatildeo do DNA ou para a avaliaccedilatildeo de sua qualidade O ideal seria um
estudo preacutevio para determinar as melhores condiccedilotildees de extraccedilatildeo e quantificaccedilatildeo para a
investigaccedilatildeo pretendida
A260A
280
40
Tabela 2 - Amplificaccedilatildeo do fragmento do gene rRNA 18S de amostras de DNA extraiacutedo de raiacutezes de braquiaacuteria utilizando
os iniciadores NS1 e NS8
FMA inoculado
Meacutetodo
A
scrobiculata
G
rosea
G
clarum
G
etunicatum
P
brasilianum
G rosea e S
heterogama FA ()
Kit Bio101 + + + + - + 83
Kit MoBio - + + - - + 50
Adaptado de Edwards et al (1997) - - - - - - -
Adaptado de Doyle amp Doyle (1990) + + - + - + 67
Adaptado de Redecker (2000) - - - - - - -
FA ()
40 60 40 40 - 60
FA - Frequecircncia de amplificaccedilatildeo
Tabela 3 - Amplificaccedilatildeo do fragmento do gene rRNA 18S de amostras de DNA extraiacutedo de raiacutezes de braquiaacuteria utilizando os
iniciadores SSU Glom1 e LSU Glom1
FMA inoculado
Meacutetodo
A
scrobiculata
G
rosea
G
clarum
G
etunicatum
P
brasilianum
G rosea e S
heterogama FA ()
Kit Bio101 + + + + + + 100
Kit MoBio - + + - + + 67
Adaptado de Edwards et al (1997) + + + + - + 83
Adaptado de Doyle amp Doyle (1990) - + + + + + 83
Adaptado de Redecker (2000) + - + + - + 67
Freq () 60 80 100 80 60 100
FA - Frequecircncia de amplificaccedilatildeo
41
232 Desenho e validaccedilatildeo de iniciadores especiacuteficos para grupos de FMAs
Para a obtenccedilatildeo de sequecircncias do gene rRNA 18S de FMAs comuns a ecossistemas
brasileiros inicialmente foram utilizadas espeacutecies isoladas da coleccedilatildeo de FMAs do Departamento
de Ciecircncia do Solo da ESALQ mantidas em plantas multiplicadoras em casa-de-vegetaccedilatildeo A
amplificaccedilatildeo com os pares de iniciadores NSF4 e NSR1787 ou NS1 e NS8 do DNA extraiacutedo de
esporos das espeacutecies Gigaspora margarita Gigaspora rosea Scutellospora heterogama Glomus
intraradices Glomus formasanum Acaulospora scrobiculata e Paraglomus brasilianum
apresentou aproximadamente 30 de eficiecircncia No entanto a clonagem desses fragmentos em
E coli natildeo foi possiacutevel Considerando-se que existe um bom nuacutemero de sequecircncias do gene
rRNA 18S de espeacutecies de FMAs comuns em ecossistemas brasileiros depositadas nos bancos de
dados puacuteblicos e que o dispecircndio de recursos e tempo para otimizaccedilatildeo da teacutecnica natildeo eacute
compensador decidiu-se usar tais sequecircncias depositadas para desenho de iniciadores especiacuteficos
para grupos de FMAs Desse modo nesse trabalho foram desenhados iniciadores especiacuteficos
para os grupos de FMAs mais frequentes em amostras ambientais Acaulosporaceae
Gigasporaceae Glomus Grupo A e Glomus Grupo B
As sequecircncias utilizadas para o desenho dos iniciadores satildeo apresentadas na Tabela 4
Essas foram alinhadas e agrupadas em funccedilatildeo de sua similaridade usando-se o programa
Sequencher 46 A famiacutelia Acaulosporaceae formou um agrupamento a 96 de similaridade o
Glomus Grupo B formou um agrupamento a 95 Gigasporaceae a 94 e Glomus Grupo A a
93 de similaridade
A formaccedilatildeo de um agrupamento somente com as sequecircncias de Glomeromycota natildeo foi
possiacutevel porque a diversidade de sequecircncias entre os FMAs eacute alta ao ponto de o agrupamento
apresentar sequecircncias de outros fungos Isto eacute uma das limitaccedilotildees para se desenhar um iniciador
que seja especiacutefico para todos os fungos de Glomeromycota A razatildeo para isso eacute a divergecircncia
dos grupos basais de Archaeosporaceae e Paraglomeraceae A Figura 5 apresenta a anaacutelise
filogeneacutetica das sequecircncias do gene rRNA 18S representativas dos gupos e que foram utilizadas
para o desenho de iniciadores
42
Tabela 4 ndash Sequecircncias de fungos alvo e natildeo-alvo obtidas do banco de dados do NCBI para o desenho de iniciadores
especiacuteficos para amplificarem o gene rRNA 18S de Glomeromycota
(continua)
Organismo Grupo Filo Acesso
Acaulospora laevis Acaulosporaceae Glomeromycota [AJ2508471]
Acaulospora laevis Acaulosporaceae Glomeromycota [Y176332]
Acaulospora longula Acaulosporaceae Glomeromycota [AJ3064391]
Acaulospora scrobiculata Acaulosporaceae Glomeromycota [AJ3064421]
Entrophospora colombiana Acaulosporaceae Glomeromycota [AB2201701]
Gigaspora albida Gigasporaceae Glomeromycota [AJ8526001]
Gigaspora albida Gigasporaceae Glomeromycota [AJ8525991]
Gigaspora decipiens Gigasporaceae Glomeromycota [U961461]
Gigaspora gigantea Gigasporaceae Glomeromycota [AJ8526021]
Gigaspora gigantea Gigasporaceae Glomeromycota [AJ8526011]
Gigaspora gigantea Gigasporaceae Glomeromycota [EF0143621]
Gigaspora margarita Gigasporaceae Glomeromycota [AJ8526051]
Gigaspora margarita Gigasporaceae Glomeromycota [AJ8526041]
Gigaspora margarita Gigasporaceae Glomeromycota [AJ8526031]
Gigaspora margarita Gigasporaceae Glomeromycota [AM1811441]
Gigaspora margarita Gigasporaceae Glomeromycota [AM1811431]
Gigaspora rosea Gigasporaceae Glomeromycota [AJ8526081]
Gigaspora rosea Gigasporaceae Glomeromycota [AJ8526071]
Gigaspora rosea Gigasporaceae Glomeromycota [AJ8526061]
Gigaspora rosea Gigasporaceae Glomeromycota [X587261]
Scutellospora aurigloba Gigasporaceae Glomeromycota [AJ2760932]
Scutellospora aurigloba Gigasporaceae Glomeromycota [AJ2760922]
Scutellospora calospora Gigasporaceae Glomeromycota [AJ3064461]
Scutellospora calospora Gigasporaceae Glomeromycota [AJ3064451]
Scutellospora calospora Gigasporaceae Glomeromycota [AJ3064431]
Scutellospora castanea Gigasporaceae Glomeromycota [AF0385901]
Scutellospora cerradensis Gigasporaceae Glomeromycota [AB0413451]
Scutellospora cerradensis Gigasporaceae Glomeromycota [AB0413441]
Scutellospora fulgida Gigasporaceae Glomeromycota [AJ3064351]
Scutellospora gilmorei Gigasporaceae Glomeromycota [AJ2760942]
Scutellospora gregaria Gigasporaceae Glomeromycota [AJ8712751]
Scutellospora gregaria Gigasporaceae Glomeromycota [AJ8712741]
Scutellospora heterogama Gigasporaceae Glomeromycota [AJ3064341]
Scutellospora heterogama Gigasporaceae Glomeromycota [AY6358321]
Scutellospora heterogama Gigasporaceae Glomeromycota [U365931]
Scutellospora heterogama Gigasporaceae Glomeromycota [AJ8526091]
Scutellospora nodosa Gigasporaceae Glomeromycota [AJ3064371]
Scutellospora projecturata Gigasporaceae Glomeromycota [AJ2427291]
Scutellospora reticulata Gigasporaceae Glomeromycota [AJ8712731]
Scutellospora spinosissima Gigasporaceae Glomeromycota [AJ3064361]
Scutellospora weresubiae Gigasporaceae Glomeromycota [AJ3064441]
Glomus caledonium Glomus grupo A Glomeromycota [Y176532]
Glomus caledonium Glomus grupo A Glomeromycota [Y176353]
Glomus clarum Glomus grupo A Glomeromycota [AJ2760842]
Glomus clarum Glomus grupo A Glomeromycota [AJ8525971]
Glomus coremioides Glomus grupo A Glomeromycota [AJ2497151]
Glomus coronatum Glomus grupo A Glomeromycota [AJ2760862]
Glomus fasciculatum Glomus grupo A Glomeromycota [Y176402]
Glomus fragilistratum Glomus grupo A Glomeromycota [AJ2760852]
Glomus geosporum Glomus grupo A Glomeromycota [AJ2456372]
Glomus intraradices Glomus grupo A Glomeromycota [AJ3018591]
43
Tabela 4 ndash Sequecircncias de fungos alvo e natildeo-alvo obtidas do banco de dados do NCBI para o desenho de iniciadores
especiacuteficos para amplificarem o gene rRNA 18S de Glomeromycota
(continuaccedilatildeo)
Organismo Grupo Filo Acesso
Glomus intraradices Glomus grupo A Glomeromycota [AJ8525261]
Glomus intraradices Glomus grupo A Glomeromycota [AY6358311]
Glomus intraradices Glomus grupo A Glomeromycota [DQ3226301]
Glomus intraradices Glomus grupo A Glomeromycota [X587251]
Glomus manihotis Glomus grupo A Glomeromycota [U365901]
Glomus manihotis Glomus grupo A Glomeromycota [Y176483]
Glomus mosseae Glomus grupo A Glomeromycota [AJ3064381]
Glomus mosseae Glomus grupo A Glomeromycota [AY6358331]
Glomus mosseae Glomus grupo A Glomeromycota [U961431]
Glomus mosseae Glomus grupo A Glomeromycota [U961441]
Glomus mosseae Glomus grupo A Glomeromycota [U961451]
Glomus sinuosum Glomus grupo A Glomeromycota [AJ1337061]
Glomus verruculosum Glomus grupo A Glomeromycota [AJ3018581]
Glomus etunicatum Glomus grupo B Glomeromycota [AJ8525981]
Glomus cf etunicatum Glomus grupo B Glomeromycota [Y176442]
Glomus luteum Glomus grupo B Glomeromycota [U365911]
Glomus claroideum Glomus grupo B Glomeromycota [AF1397321]
Glomus viscosum Glomus grupo B Glomeromycota [Y176522]
Glomus etunicatum Glomus grupo B Glomeromycota [Y176392]
Glomus luteum Glomus grupo B Glomeromycota [AJ2760893]
Glomus lamellosum Glomus grupo B Glomeromycota [AJ2760872]
Glomus claroideum Glomus grupo B Glomeromycota [AJ2760802]
Glomus claroideum Glomus grupo B Glomeromycota [AJ2760792]
Glomus claroideum Glomus grupo B Glomeromycota [AJ2760752]
Glomus lamellosum Glomus grupo B Glomeromycota [AJ2760833]
Archaeospora leptoticha Ambisporaceae Glomeromycota [AB0150521]
Archaeospora leptoticha Ambisporaceae Glomeromycota [AB2201721]
Archaeospora leptoticha Ambisporaceae Glomeromycota [AJ0064661]
Archaeospora leptoticha Ambisporaceae Glomeromycota [AJ3018611]
Acaulospora trappei Archaeosporaceae Glomeromycota [AJ0068001]
Acaulospora trappei Archaeosporaceae Glomeromycota [AJ0068011]
Archaeospora trappei Archaeosporaceae Glomeromycota [AM1142741]
Archaeospora trappei Archaeosporaceae Glomeromycota [Y176343]
Diversispora spurca Diversisporaceae Glomeromycota [AJ2760772]
Diversispora spurca Divesisporaceae Glomeromycota [Y176502]
Glomus versiforme Diversisporaceae Glomeromycota [AJ2760883]
Glomus versiforme Diversisporaceae Glomeromycota [X866873]
Glomus fulvum Glomeraceae Glomeromycota [AM4185431]
Pacispora scintillans Pacisporaceae Glomeromycota [AJ6199551]
Pacispora scintillans Pacisporaceae Glomeromycota [AJ6199541]
Pacispora scintillans Pacisporaceae Glomeromycota [AJ6199531]
Glomus occultum Paraglomeraceae Glomeromycota [AJ0067981]
Glomus occultum Paraglomeraceae Glomeromycota [AJ0067991]
Paraglomus brasilianum Paraglomeraceae Glomeromycota [AJ3018621]
Paraglomus occultum Paraglomeraceae Glomeromycota [AJ2760813]
Paraglomus occultum Paraglomeraceae Glomeromycota [AJ2760822]
Paraglomus occultum Paraglomeraceae Glomeromycota [DQ3226291]
Geosiphon pyriformis natildeo-alvo Glomeromycota [AJ2760742]
Geosiphon pyriformis natildeo-alvo Glomeromycota [AM1839231]
Geosiphon pyriformis natildeo-alvo Glomeromycota [X866862]
Geosiphon pyriformis natildeo-alvo Glomeromycota [Y159043]
44
Tabela 4 ndash Sequecircncias de fungos alvo e natildeo-alvo obtidas do banco de dados do NCBI para o desenho de iniciadores
especiacuteficos para amplificarem o gene rRNA 18S de Glomeromycota
(continuaccedilatildeo)
Organismo Grupo Filo Acesso
Geosiphon pyriformis natildeo-alvo Glomeromycota [Y159053]
Buellia dialyta natildeo-alvo Ascomycota [DQ9730091]
Capnodium coffeae natildeo-alvo Ascomycota [DQ2478081]
Capnodium salicinum natildeo-alvo Ascomycota [DQ6779971]
Capronia munkii natildeo-alvo Ascomycota [EF4136031]
Capronia pilosella natildeo-alvo Ascomycota [DQ8231061]
Cladonia caroliniana natildeo-alvo Ascomycota [AY5846641]
Diaporthe eres natildeo-alvo Ascomycota [DQ4710151]
Geoglossum nigritum natildeo-alvo Ascomycota [AY5446941]
Ophioparma lapponica natildeo-alvo Ascomycota [DQ9730051]
Orbilia auricolor natildeo-alvo Ascomycota [DQ4710011]
Orbilia vinosa natildeo-alvo Ascomycota [DQ4710001]
Peziza proteana f sparassoides natildeo-alvo Ascomycota [AY5447031]
Peltula umbilicata natildeo-alvo Ascomycota [DQ7828871]
Peziza vesiculosa natildeo-alvo Ascomycota [DQ4709951]
Taphrina wiesneri natildeo-alvo Ascomycota [AY5482931]
Xylaria acuta natildeo-alvo Ascomycota [AY5447191]
Xylaria hypoxylon natildeo-alvo Ascomycota [AY5446921]
Amanita brunnescens natildeo-alvo Basidiomycota [AY7070961]
Lactarius lignyotus natildeo-alvo Basidiomycota [DQ4576261]
Pleurotus ostreatus natildeo-alvo Basidiomycota [AY6570151]
Puccinia poarum natildeo-alvo Basidiomycota [DQ8310292]
Rhodotorula glutinis natildeo-alvo Basidiomycota [DQ8321941]
Rhodotorula hordea natildeo-alvo Basidiomycota [AY6570131]
Rhodotorula mucilaginosa natildeo-alvo Basidiomycota [DQ8321991]
Sphenospora kevorkianii natildeo-alvo Basidiomycota [DQ3545201]
Tilletiaria anomala natildeo-alvo Basidiomycota [AY8037521]
Trechispora sp natildeo-alvo Basidiomycota [AY8037531]
Tremella aurantia natildeo-alvo Basidiomycota [DQ8360001]
Udeniomyces puniceus natildeo-alvo Basidiomycota [DQ8360061]
Uromyces appendiculatus natildeo-alvo Basidiomycota [DQ3545101]
Ustilago tritici natildeo-alvo Basidiomycota [DQ8468951]
Chytriomyces hyalinus natildeo-alvo Chytridiomycota [DQ5364871]
Cladochytrium replicatum natildeo-alvo Chytridiomycota [AY5466831]
Cyllamyces aberensis natildeo-alvo Chytridiomycota [DQ5364811]
Gaertneriomyces semiglobiferus natildeo-alvo Chytridiomycota [AF1642472]
Olpidium brassicae natildeo-alvo Chytridiomycota [DQ3226241]
Physoderma maculare natildeo-alvo Chytridiomycota [DQ5364891]
Polychytrium aggregatum natildeo-alvo Chytridiomycota [AY6017111]
Rhizidium endosporangiatum natildeo-alvo Chytridiomycota [DQ5364841]
Rhizophlyctis harderi natildeo-alvo Chytridiomycota [AF1642722]
Rhizophlyctis rosea natildeo-alvo Chytridiomycota [AY6358291]
Rhizophydium elyensis natildeo-alvo Chytridiomycota [DQ5364791]
Rozella allomycis natildeo-alvo Chytridiomycota [AY6358381]
Spizellomyces punctatus natildeo-alvo Chytridiomycota [AY5466841]
Basidiobolus ranarum natildeo-alvo Zygomycota [AY6358411]
Coemansia reversa natildeo-alvo Zygomycota [AY5466851]
Cokeromyces recurvatus natildeo-alvo Zygomycota [AY6358431]
Endogone lactiflua natildeo-alvo Zygomycota [DQ5364711]
Endogone pisiformis natildeo-alvo Zygomycota [DQ3226281]
Entomophthora muscae natildeo-alvo Zygomycota [AY6358201]
45
Tabela 4 ndash Sequecircncias de fungos alvo e natildeo-alvo obtidas do banco de dados do NCBI para o desenho de iniciadores
especiacuteficos para amplificarem o gene rRNA 18S de Glomeromycota
(conclusatildeo)
Organismo Grupo Filo Acesso
Mortierella sp natildeo-alvo Zygomycota [AY6358281]
Orphella haysii natildeo-alvo Zygomycota [DQ3226261]
Phycomyces blakesleeanus natildeo-alvo Zygomycota [AY6358371]
Rhizopus stolonifer natildeo-alvo Zygomycota [DQ5364741]
Rhopalomyces elegans natildeo-alvo Zygomycota [AY6358341]
Umbelopsis ramanniana natildeo-alvo Zygomycota [DQ3226271]
Nessa anaacutelise verifica-se que membros das classes Archaeoporales e Paraglomerales
formam clades mais distantes filogeneticamente dos demais Glomeromycota o que estaacute de
acordo com outros estudos filogeneacuteticos com base no gene rRNA 18S desses fungos
(REDECKER MORTON BRUNS 2000) Aleacutem disso com as sequecircncias desse estudo e
utilizando o programa Sequencher 46 foi observado que esses dois grupos basais de FMAs estatildeo
associados com outros fungos em um agrupamento a 90 de similaridade enquanto as
sequecircncias restantes de FMAs formam um agrupamento distinto Haacute formaccedilatildeo de um
agrupamento com todos as sequecircncias de FMAs a 89 de similaridade mas esse tambeacutem inclui
sequecircncias de vaacuterios outros fungos Ainda assim uma sequecircncia consenso formada somente por
Glomeromycota foi obtida apoacutes alinhamento das sequecircncias com o programa Multalin e utilizada
para o desenho de iniciadores No entanto natildeo haacute uma regiatildeo conservada no gene rRNA 18S de
Glomeromycota que exclua outros fungos Portanto a divergecircncia de sequecircncias do gene rRNA
18S dentro do grupo de Glomeromycota impossibilita o desenho de iniciadores especiacuteficos para
amplificar uma regiatildeo do gene rRNA 18S comum a todos os FMAs
Ao contraacuterio do presente trabalho Lee Lee e Young (2008) desenharam os iniciadores
AML1 e AML2 especiacuteficos para todos os fungos de Glomeromycota inclusive os grupos basais
Archaeosporales e Paraglomerales No entanto verifica-se 100 de similaridade quando alinha-
se o iniciador AML1 com sequecircncias de fungos natildeo-alvo do banco Genbank tais como as
sequecircncias do gene rRNA 18S de Taphrina wiesneri (Ascomycota acesso AY5482931)
Amanita brunnescens (Basidiomycota acesso AY7070961) Rhizidium endosporangiatum
(Chytridiomycota acesso DQ5364841) e Endogone pisiformis (Zygomycota acesso
DQ3226281) (dados natildeo mostrados) O AML2 pode ser usado alternativamente como o segundo
iniciador (reverso) na reaccedilatildeo de amplificaccedilatildeo apesar de ele apresentar as 7 primeiras bases na
extremidade 3rsquo similar a alguns fungos natildeo-alvo (dados natildeo mostrados)
46
Figura 5 ndash Relaccedilotildees filogeneacuteticas entre os diferentes fungos micorriacutezicos arbusculares determinadas por neighbor-
joining com base nas sequecircncias dos genes rRNA 18S Essas satildeo sequecircncias representativas dos grupos
utilizados para o desenho de iniciadores Os nuacutemeros sobre os ramos indicam a percentagem de 1000
repeticcedilotildees da anaacutelise de bootstrap A barra representa duas substituiccedilotildees a cada 100 nucleotiacutedeos Os
nomes dos iniciadores desenhados nesse trabalho estatildeo grafados em itaacutelico e negrito abaixo do nome dos
seus grupos ndash Gigasporaceae Acaulosporaceae Glomus grupo A e Glomus grupo B As linhas
transversais tracejadas indicam famiacutelias ou grupos e as linhas cheias indicam os filos
47
O baixo nuacutemero de sequecircncias e espeacutecies de Diversisporaceae e Pacisporaceae
disponiacuteveis nos bancos de dados puacuteblicos eacute insuficiente para o desenho de iniciadores
especiacuteficos por essa razatildeo esses dois grupos de FMAs natildeo foram considerados para o desenho
dos iniciadores grupo-especiacuteficos
Desenho de iniciadores grupo-especiacuteficos Utilizando os programas Beacon Designer
702 Primer3 e a busca manual foram encontradas por volta de 150 sequecircncias de
oligonucleotiacutedeos com potencial para serem usadas como iniciadores Para os ensaios de PCR
sete desses oligonucleotiacutedeos foram selecionados com base na avaliaccedilatildeo de especificidade
utilizando o BLAST e o alinhamento com sequecircncias alvo e natildeo-alvo e segundo as propriedades
dos iniciadores avaliadas no programa Oligo Analyzer O programa Beacon Designer 702 natildeo
possibilitou o desenho de iniciadores especiacuteficos As sequecircncias dos sete iniciadores selecionados
satildeo apresentadas na Tabela 5 juntamente com suas respectivas temperaturas de desnaturaccedilatildeo
(Tm) calculada com o programa Oligo Analyzer e tamanho esperado dos amplicons quando
utilizados com o iniciador nu-SSU-1196 modificado
Nas Figuras 6 a 11 satildeo mostrados os alinhamentos dos iniciadores com as sequecircncias alvo
e diversas sequecircncias natildeo-alvo representadas pelos grupos filogeneacuteticos Glomeromycota
Ascomycota Basidiomycota Chytridiomycota Zygomycota Faneroacutegamas e Homo sapiens
Tabela 5 ndash Iniciadores selecionados e suas respectivas temperaturas de desnaturaccedilatildeo (Tm) e
tamanho de amplicons esperados quando utilizados com o iniciador nu-SSU-1196
modificado
Iniciador Sequecircncia (5 rarr 3) Especificidade Tm (ordmC)
Tamanho
esperado do
amplicon (pb)
ACAU220 GGG GTT TCC CAT TGG TGR ATC AT Acaulosporaceae 646 995
GLOMB652 TAA GGG GTA TGA ACT GGT GTA G Glomus Grupo B 603 565
GLOMB673 GTC AAT TTC TCA CCT TCT GGA G Glomus Grupo B 603 544
GIGA202 AAA CCA ATA RCC TTC GGG TTT C Gigasporaceae 603 987
GIGA615 TAG TTG AAT TTC GGG GTT CTA C Gigasporaceae 584 574
GLOMA189 TTA GAT AAA AAA CCA ATA TCG GG Glomus Grupo A 557 1018
GLOMA690 CGT AAT GCC ATT AAT TTG GTG T Glomus Grupo A 565 517
48
ACAU220 GGGGTTTCCCATTGGTGRATCAT
Acaulospora longula TTTTGGGGTTTCCCATTGGTGGATCATAATAACTTT
Acaulospora scrobiculata GCAAGGGGTTTCCCATTGGTGAATCATAATAACTTT
Acaulospora laevis GCAAGGGGTTTCCCATTGGTGAATCATAATAACTTT
Entrophospora colombiana GCAAGGGGTTTCCCATTGGTGAATCATAATAACTTT
Scutellospora heterogama -CTTCGGGTTTCAC-TTGGTGATTCATGATAACTTT
Pacispora scintilans TTCG-GGGTTTC-CTTTGGTGATTCATGATAACTTT
Glomus intraradices GCAACCGA-TTC-CCTTGGTGATTCATAATAACTTT
Glomus etunicatum GCAACCAACTAAACCTTGGTGATTCATGATAACTTT
Paraglomus brasilianum TATGCCGG--AA-CTGTGGTGAATCATGATAACTTG
Archaeospora leptoticha TTCGGGCGAGTCCC-TTGGTGATTCATGGTAACTTT
Pleurotus ostreatus -CTCGCCGCTCCC--TTGGTGATTCATAATAACTTC
Rhizidium endosporangiatum -GCAACCGGTTCT--TTGGTGATTCATGGTAACTTT
Chytriomyces hyalinus ---AAACGGTTCT--TTGGTGATTCATAGTAACTTT
Capnodium coffeae -CCCTTCGGGGCTCAATGGTGAATCATAATAACTTA
Ustilago tritici -CTCCTCGGAGTT---TGGCGATTCATAATAACTTC
Rhizopus stolonifer TAAAACCTGTTTC--TTGGTGAATCATAATAATTAA
Endogone pisiformis -AACCACTCATC----TGGTGATTCATAATAACTTT
Cladonia caroliniana -CCCTTCGGGGCTCCTTGGTGATTCATAATAACTTC
Zea mays TCTGCCCGCCGAT--CCGATGATTCATGATAACTTG
Glycine max TCTGCCTGTTGCT--TTGATGATTCATGATAACTCG
Figura 6 ndash Local de ancoramento do iniciador ACAU220 (5rsquorarr 3rsquo) nas sequecircncias do gene rRNA 18S de FMAs e
outros organismos O iniciador e o local de iniciaccedilatildeo nas sequecircncias alvo satildeo mostrados em negrito
Similaridades das sequecircncias dos organismos e do iniciador estatildeo marcadas em cinza
GIGA202 AAACCAATARCCTTCGGGTTTC
Scutellospora heterogama AGAT-AAAAACCAATAACCTTCGGGTTTC-AC----TTGGTG
Scutellospora calospora AGAT-GAAAACCAATAGCCTTCGGGTTTCCAC----TTGGTG
Scutellospora projecturata AGAT-AAAAACCAATAACCTTCGGGTTTCCAC----TTGGTG
Gigaspora gigantea AGAT-AAAAACCAATAACCTTCGGGTTTCC-C----TTGGTG
Gigaspora margarita AGAT-AAAAACCAATAACCTTCGGGTTTCC-C----TTGGTG
Gigaspora rosea AGAT-AAAAACCAATAACCTTCGGGTTTCC-C----TTGGTG
Scutellospora gilmorei AGAT-AAAAACCAATAACCTTCGGGTTTC-AC----TTGGTG
Scutellospora fulgida AGAT-AAAAACCAATAACCTTCGGGTTTC-AC----TTGGTG
Scutellospora spinosissima AGAT-AAAAACCAATAACCTTCGGGTTTC-AC----TTGGTG
Scutellospora gregaria AGAT-AAAAACCAATAACCTTCGGGTTTC-AC----TTGGTG
Scutellospora weresubiae AGAT-AAAAACCAATAACCTTCGGGTTTC-AT----ATGGTG
Scutellospora cerradensis AGAT-AAAAACCAATAACCTTCGGGTTTC-AC----TTGGTG
Gigaspora albida AGAT-AAAAACCAATAACCTTCGGGTTTCC-C----TTGGTG
Scutellospora nodosa AGGT-AAAAACCAATAACCTTCGGGTTTCCAG----TTGGTG
Scutellospora castanea AGAT-AAAAACCAATAACCTTCGGGTTTC-AC----TTGGTG
Scutellospora aurigloba AGAT-AAAAACCAATAGCCTTCGGGTTTCAAC----TTGGTG
Pacispora scintillans AGATAAAAAACCAATAGCCCTTCGGGGTT--TCCT-TTGGTG
Glomus intraradices AGATAAAAAACCAATATCGGGCAACCGAT--TCCC-TTGGTG
Acaulospora longula AGATAAAAAACCAATAACTCCTTTTGGGGTTTCCCATTGGTG
Glomus etunicatum AGATAAAAAACCAACAGTTGGGCAACCAACTAAACCTTGGTG
Paraglomus brasilianum AGATAAAAAGCCAACCCGGCTTATGCCGGAACT---GTGGTG
Archaeospora leptoticha AGATACAAAACCAATCTCGTCTTCGGGCGAGTCCC-TTGGTG
Capnodium coffeae AGATAAAAAACCAATGCCCTTCGGGGCTCAA-----T-GGTG
Cladonia caroliniana AGATAAAAAACCAATGCCCTTCGGGGCTCC------TTGGTG
Pleurotus ostreatus AGATAAAAAACCGACGCGGCTCGCCGCTCCC-----TTGGTG
Endogone pisiformis AGATAAAAAACCAACGTGGGCAACCACTCAT-----CTGGTG
Ustilago tritici AGAT-AAAAACC-ATCCTCCTCGGAGT---------TTGGCG
Chytriomyces hyalinus AGATAAAAAACCAACCCGGAAACGGTT-C-T-----TTGGTG
Rhizidium endosporangiatum AGATAAAAAACCAACCCGGGCAACCGGTTCT-----TTGGTG
Rhizopus stolonifer AGAT--AAAACCAACGCGGGGTAAAACCTGTTTC--TTGGTG
Zea mays AGATAAAAGGCTGACGCGGGCTCTGCCCGCCGAT--CCGATG
Glycine max AGATAAAAGGTCAACACAGGCTCTGCCTG-TTGCT-TTGATG
Homo sapiens AGAT-CAAAACCAACCCGGTCAGCCCCTCTCCGGCCCCGGCC
Figura 7 ndash Local de ancoramento do iniciador GIGA202 (5rsquorarr 3rsquo) nas sequecircncias do gene rRNA 18S de FMAs e
outros organismos O iniciador e o local de iniciaccedilatildeo nas sequecircncias alvo satildeo mostrados em negrito
Similaridades das sequecircncias dos organismos e do iniciador estatildeo marcadas em cinza
49
GIGA615 TAGTTGAATTTCGGGGTTCTAC
Scutellospora heterogama GCTCGTAGTTGAATTTCGGGGTTCCACCGTTG
Scutellospora calospora GCTCGTAGTTGAATTTCGGGGTTCTACCGTTG
Scutellospora projecturata GCTCGTAGTTGAATTTCGGGGTTCTACCATTG
Gigaspora gigantea GCTCGTAGTTGAATTTCGGGGTTCTACCGTTG
Gigaspora margarita GCTCGTAGTTGAATTTCGGGGTTCTACCGTTG
Gigaspora rosea GCTCGTAGTTGAATTTCGGGGTTCTACCGTTG
Scutellospora gilmorei GCTCGTAGTTGAATTTCGGGGTTCTACCGTTG
Scutellospora fulgida GCTCGTAGTTGAATTTCGGGGTTCTACCGTTG
Scutellospora spinosissima GCTCGTAGTTGAATTTCGGGGTTCTACCGTTG
Scutellospora gregaria GCTCGTAGTTGAATTTCGGGGTTCTACCGTTG
Scutellospora weresubiae GCTCGTAGTTGAATTTCGGGGTTCTACCGTTG
Scutellospora cerradensis GCTCGTAGTTGAATTTCGGGGTTCTACCGTTG
Gigaspora albida GCTCGTAGTTGAATTTCGGGGTTCTACCGTTG
Scutellospora nodosa GCTCGTAGTTGAATTTCGGAATTTTACCGTTG
Scutellospora castanea GCTCGTAGTTGAATTTCGGGGTTTTACCGTTG
Scutellospora aurigloba GCTCGTAGTTGAATTTCGGGATTCTACCGTCG
Pacispora scintillans GCTCGTAGTTGAATTTCGAAATTTTTTTATCG
Glomus intraradices GCTCGTAGTTGAATTTCGGGGTTAGTAGGTTG
Acaulospora longula GCTCGTAGTTGAATTTCGGGATTTGTCAGTTG
Glomus etunicatum GCTCGTAGTTGAATTTCGGGATTGACACATCG
Paraglomus brasilianum GCTCGTAGTTGAACTTCAGGCCTGGCTGGACG
Archaeospora leptoticha GCTCGTAGTTGAATTTTGGGTCTGGCCGGGCG
Capnodium coffeae GCTCGTAGTTGAACCTTGGGCCTGGCTGGCCG
Cladonia caroliniana GCTCGTAGTTGAAACTTGGGCCTGGCTGACCG
Pleurotus ostreatus GCTCGTAGTTGAACTTCAGACCTGGCTGGGCG
Endogone pisiformis GCTCGTAGTTGAATTTTAGCTCTGGCTGGGCG
Ustilago tritici GCTCGTAGTTGAAGTTTGGTCTCGGACGCTGG
Chytriomyces hyalinus GCTCGTAGTTGAATTTTGGGCCGGGTTTGAAG
Rhizidium endosporangiatum GCTCGTAGTTGAATTTTGGGCTGGGCTGGGCG
Rhizopus stolonifer GTCCGTAGTCAAACTTTAGTCTT--ACTGGCG
Zea mays GCTCGTAGTTGGACCTTGGGCCGGGCCGGGTG
Glycine max GCTCGTAGTTGGACCTTGGGTTGGGTCGATCG
Homo sapiens GCTCGTAGTTGGATCTTGGGAGCGGGCGGGCG
Figura 8 ndash Local de ancoramento do iniciador GIGA615 (5rsquorarr 3rsquo) nas sequecircncias do gene rRNA 18S de FMAs e
outros organismos O iniciador e o local de iniciaccedilatildeo nas sequecircncias alvo satildeo mostrados em negrito
Similaridades das sequecircncias dos organismos e do iniciador estatildeo marcadas em cinza
GLOMB652 TAAGGGGTATGAACTGGTGTAG
Glomus luteum TGCCTTAAGGGGTATGAACTGGTGTAGTCAATTTCTCACCTTCTGGAG-AACG
Glomus lamellosum TGCCTTAAGGGGTATGAACTGNTGTAGTCAATTTCTCACCTTCTGGAG-AACC
Glomus etunicatum TGCCTTAAGGGGTATGAACTGGTGTAGTCAATTTCTCACCTTCTGGAG-AACC
Glomus viscosum TGCCTTAAGGGGTATGAACTGGTGTAGTGAATTTCTCACCTTCTGGAG-AACC
GLOMB673 GTCAATTTCTCACCTTCTGGAG
Pacispora scintilans AATCAACAGG--TTCGTACTGATTTTAAGAATTTCT-ACCTTCTGGAG-AACC
Glomus intraradices ATGCCTCTGG--TATGTACTGGTCTCACTGATTCCT--CCTTCCTTATGAACC
Acaulospora longula GGCTTAACTG--TCCGTATTGACTTGATGGATTCTT-ACCTTC-TGAGTAACC
Scutellospora heterogama GGG-CTATTG--TCTGTACTGGTGTGTGGAATTTCT-ACCTTCTGGGG-AACT
Paraglomus brasilianum GCCTTCCGGG--TGAGTACTGTCTGTGGTCGGGTCCTACCTTCTGGCG-AAGC
Archaeospora leptoticha ACCT-TCTGG--TGAGCACTGTTCCGACGCCGGGCCTATCCTTCTGGTGAGAC
Pleurotus ostreatus_ CG-CTTAACGG-CGTGTACTGT-CT-GGCTGGGCCTTACCTCTTGGTG-AGCC
Rhizidium endosporangiatum CGCCGCAA-GG-TGAGCACTGCT-C-CGGTCTGG-TCTTTCCTTCTGGGGATC
Chytriomyces hyalinus TGCC--AATGG-CATGTACT--T-TCGGCC-TGG-TCTTTCCTTGTGGGGAAC
Endogone pisiformis TGCCTTTACGG-TGGGTACTACT-TTGGCTGGGGTTCACCTTCTGGTG-AGCT
Rhizopus stolonifer GGTCTTCATTGACC-AAGCTCATTGC-TGCCGGAGACTCCATGTTCATTA-GG
Cladonia caroliniana CGCCTCACCGCGT--GCACTGGC-TCGGCCGGGCCTTTCCTTCTGGGG-AACC
Ustilago tritici TGCTTCATTG--CATGTACTTG-GC-GGTCCGAGACTTCCTTCCTGGTGAACG
Capnodium coffeae CGCCTCACCGCGT--GTACTGGT-CCGGCCGGGCCTTTCCTTCTGGGG-AACC
Zea mays CGCCGTACGGG-CA-GAACCGA--CCGGCTCGA---C--CCTTCTGCCGGCGA
Glycine max CGCC-TCCGGTGT--GCACCGGT-CGGCTCGTCCCTTCTGCCGGCGAT-GCGC
Homo sapiens CGCCGCGAGGCGAGCCACCGCCCGT-CCCCGCCCCTTGCCT-CTCGGCGCCCC
Figura 9 ndash Locais de ancoramento dos iniciadores GLOMB652 e GLOMB673 (5rsquorarr 3rsquo) nas sequecircncias do gene
rRNA 18S de FMAs e outros organismos Os iniciadores e os locais de de iniciaccedilatildeo nas sequecircncias alvo
satildeo grafados em negrito Similaridades das sequecircncias dos organismos e do iniciador GLOMB652 estatildeo
marcadas em cinza e marcadas em preto para o iniciador GLOMB673
50
GLOMA189 TTAGATAAAAAACCAATATCGGG
Glomus manihotis TATTTATTAGATAAAAAACCAATATCGGG-AAACCGA
Glomus clarum TATTTATTAGATAAAAAACCAATATCGGG-AAACCGA
Glomus intraradices TATTTATTAGATAAAAAACCAATATCGGG-CAACCGA
Glomus verruculosum TATTTATTAGATAAAAAACCAATATCGGG-CAACCGA
Glomus caledonium TATTTATTAGATAAAAAACCAATATCGGG-CAACCGA
Glomus fragislistratum TATTTATTAGATAAAAAACCAATATCGGG-CAACCGA
Glomus mosseae TATTTATTAGATAAAAAACCAATATCGGG-CAACCGA
Glomus coronatum TATTTATTAGATAAAAAACCAATATCGGG-CAACCGA
Glomus geosporum TATTTATTAGATAAAAAACCAATATCGGG-CAACCGA
Glomus sinuosum TATTTATTAGATAAAAAACCAATATCGGGGCAACCTG
Glomus coremioides TATTTATTAGATAAAAAACCAATATCGGG-CAACCGA
Acaulospora longula TATTTATTAGATAAAAAACCAATAACTCC-TTTTGGG
Glomus etunicatum TATTTATTAGATAAAAAACCAACAGTTGGGCAACCAA
Paraglomus brasilianum TATTTATTAGATAAAAAGCCAACC-C-GG-CTTA-TG
Archaeospora leptoticha TATTTATTAGATACAAAACCAATCTCGT--CTTCGGG
Scutellospora heterogama TATTTATTAGATAAAAA-CCAATAAC----CTTCGGG
Pacispora scintilans TATTTATTAGATAAAAAACCAATA--GCC-CTTCGGG
Pleurotus ostreatus TATTTATTAGATAAAAAACCGACGC--GG-CT-CGCC
Rhizidium endosporangiatum TATTTATTAGATAAAAAACCAACC-CGGG-CAACCGG
Chytriomyces hyalinus TATTTATTAGATAAAAAACCAACC-CGG---AAACGG
Endogone pisiformis TATTTATTAGATAAAAAACCAACGT-GGGC-AACCAC
Zea mays CATTTATTAGATAAAAGGCTGACG-CGGG-CTCTGCC
Glycine max CATTTATTAGATAAAAGGTCAACA-CAGG-CTCTGCC
Rhizopus stolonifer CACTTATTAGATAAAA--CCAACG-CGGG-GTAAAAC
Cladonia caroliniana TATTTATTAGATAAAAAACCAAT---GCC-CTTCGGG
Ustilago tritici TATTTATTAGATAAAAA-CCA-TC-CTC--CTCGGAG
Capnodium coffeae TATTTATTAGATAAAAAACCAAT---GCC-CTTCGGG
Figura 10 ndash Local de ancoramento do iniciador GLOMA189 (5rsquorarr 3rsquo) nas sequecircncias do gene rRNA 18S de FMAs e
outros organismos O iniciador e o local de iniciaccedilatildeo nas sequecircncias alvo satildeo mostrados em negrito
Similaridades das sequecircncias dos organismos e do iniciador estatildeo marcadas em cinza
51
GLOMA690 CGTAATGCCATTAATTTGGTGT
Glomus manihots GAACCGTAATGCCATTAATTTGGTGTTGCGGGG
Glomus clarum (1) GAACCGTAATGCCATTAATTTGGTGTTGCGGGG
Glomus clarum (2) GAACTGTAATGTCATTAATTTGGTGTTGCGGGG
Glomus intraradices GAACCGTAATGCCATTAATTTGGTGTTGCGGGG
Glomus verruculosum AAACCGTAATGCCATTAATTTGGTGTCACGGGG
Glomus caledonium GAACCGTAATGCCATTAATTTGGTGTCACGGGG
Glomus fragilistratum GAACCGTAATGCCATTAATTTGGTGTCACCGGG
Glomus mosseae GAACCGTAATGCCATTAATTTGGTGTTACGGGG
Glomus coronatum GAACCGTAATGCCATTAATTTGGTGTCACGGGG
Glomus geosporum GAACCGTAATGCCATTAATTTGGTGTCACGGGG
Glomus sinuosum GAGCCGTAATGCCATTAATTTGGTGTTGCGGGG
Glomus coremioides GAGCCGTAATGTCATTAATTTGGTGTTGCGGGG
Acaulospora longula TAACCAGCATGCTATTAAGTTAGTGCGTTGGGG
Pacispora scintilans GAACCTTAATGTCATTTATTTGATGTTTTGGGA
Glomus etunicatum GAACCGCGATGCCCTTAATTGGGTGTCACGGGG
Paraglomus brasilianum GAAGCGTCATGGCCTTAACCGGCCGTGGCGGGG
Archaeospora leptoticha GAGACGGCATGCCCTTCGCTGGGTGTGTCGGGG
Scutellospora heterogama GAACTATCATGTTATTAATTTAGCGTGGTAGGA
Pleurotus ostreatus GAGCCGGCGTGCCCTTTATT-GGTGTGCGTTGG
Rhizidium endosporangiatum GATCTAGCGTGCGCTTCACT--GTGTGCGTTAG
Chytriomyces hyalinus GAACACGTGTGCACTTTACTGTGTGTGCGTGGG
Endogone pisiformis GAGCTGGCATGTTCTTAACTGGATGTGTCAGGG
Ustilago tritici -GAACGGCCG--CCTTCG---GGTGGTCC---G
Capnodium coffeae GAACCG-CATGCCCTTCACTGGGCGTGTGTGGG
Cladonia caroliniana -AACCG-CATGGCCTTCATT-GGTCGTGTTGGG
Rhizopus stolonifer GTTCATTAGGGGAAAATCTCTAGGGGTTTTTTT
Zea mays ATGCGCTCCTGGCCTTAACTGGCCGGGTCGTGC
Glycine max ATGCGCTCCTGTCCTTAACTGGCCGGGTCGTGC
Homo sapiens GCCCCCTCGATGCTCTTAGCTGAGTGTCCCGCG
Figura 11 ndash Local de ancoramento do iniciador GLOMA690 (5rsquorarr 3rsquo) nas sequecircncias do gene rRNA 18S de FMAs e
outros organismos O iniciador e o local de iniciaccedilatildeo nas sequecircncias alvo satildeo mostrados em negrito
Similaridades das sequecircncias dos organismos e do iniciador estatildeo marcadas em cinza
Utilizando-se as amostras de DNA de FMAs provenientes de vasos de multiplicaccedilatildeo em
casa-de-vegetaccedilatildeo verificou-se que a temperatura de 61 ordmC foi adequada para o pareamento dos
iniciadores desenhados e para a eficiente amplificaccedilatildeo do gene rRNA 18S (Figura 12) Quando
testados com amostras de DNA de FMAs natildeo-alvo os iniciadores utilizados natildeo permitem a
amplificaccedilatildeo do DNA (Figura 13) O iniciador ACAU469 mostrou-se inespeciacutefico (Figura 13) e
o iniciador GLOMA348 apresentou pouca repetibilidade nas reaccedilotildees de amplificaccedilatildeo Em razatildeo
disso esses dois iniciadores foram excluiacutedos das anaacutelises posteriores Foram feitas tentativas para
a amplificaccedilatildeo por meio de PCR multiplex onde todos os 4 iniciadores foram usados ao mesmo
tempo Entretanto natildeo foi possiacutevel a amplificaccedilatildeo
Nas amostras de raiacutezes de Brachiaria sp e de cana-de-accediluacutecar inoculadas com FMAs em
casa-de-vegetaccedilatildeo os iniciadores tambeacutem amplificaram especificamente o DNA alvo (Figura
12) No entanto em amostras de raiacutezes ambientais do experimento com gramiacuteneas em pradaria
dos EUA foi necessaacuteria a utilizaccedilatildeo de nested PCR para a amplificaccedilatildeo do gene rRNA 18S
usando os iniciadores grupo-especiacuteficos Sugere-se que esse fato seja decorrente da baixa
52
concentraccedilatildeo do DNA alvo em relaccedilatildeo ao DNA total das amostras Com exceccedilatildeo dos iniciadores
para Gigasporaceae todos os outros iniciadores amplificaram DNA de amostras de raiacutezes da
pradaria No entanto a concentraccedilatildeo de amplicons obtida com o iniciador ACAU220 foi baixa e
natildeo foi possiacutevel sua clonagem e sequenciamento Os produtos de PCR usando DNA das amostras
de raiacutezes de pradaria foram clonados e sequenciados para verificar a especificidade dos
iniciadores e determinar a estrutura da comunidade de FMAs Pela anaacutelise de similaridade e
filogeneacutetica os iniciadores GLOMA189 e GLOMA690 amplificaram especificamente o DNA de
Glomus grupo A em raiacutezes de pradaria (Figuras 14 e 15)
Figura 12 ndash Amplificaccedilatildeo por PCR do DNA de raiacutezes de plantas cultivadas em casa-de-vegetaccedilatildeo e inoculadas com
FMAs 1 Brachiaria sp inoculada com Acaulospora scrobiculata (Acaulosporaceae) 2 Brachiaria sp
inoculada com Gigaspora rosea (Gigasporaceae) 3 Brachiaria sp inoculada com Glomus clarum
(Glomus grupo A) 4 Brachiaria sp inoculada com Glomus etunicatum (Glomus grupo B) 5
Brachiaria sp inoculada com G rosea e Scutellospora heterogama 6 cana-de-accediluacutecar inoculada com
mistura de FMAs (G clarum Glomus intraradices G rosea Paraglomus sp Acaulospora sp) 7
cana-de-accediluacutecar natildeo-inoculada 8 Controle negativo da primeira reaccedilatildeo de PCR 9 Controle negativo da
segunda reaccedilatildeo de PCR 10 DNA de Glomus caledonium (Glomus grupo A) de vaso de multiplicaccedilatildeo
11 DNA de Acaulospora longula (Acaulosporaceae) de vaso de multiplicaccedilatildeo 12 DNA de
Scutellospora calospora (Gigasporaceae) de vaso de multiplicaccedilatildeo 13 DNA de Glomus claroideum
(Glomus grupo B) de vaso de multiplicaccedilatildeo M marcador molecular PCR markers (Promega) pb
tamanho em pares de base dos fragmentos do marcador molecular
Iniciador
Iniciador
Iniciador
Amostra
Amostra
1000 750 500 300 150 50
pb
1000 750 500 300 150 50
pb
53
Figura 13 ndash Amplificaccedilatildeo do gene rRNA 18S por PCR em soluccedilotildees contendo mistura de DNA natildeo-alvo para cada
iniciador Canaletas 1 ndash Iniciador ACAU220 e 2 ndash Iniciador ACAU469 especiacuteficos para
Acaulosporaceae em DNA de Glomus claroideum G caledonium Scutellospora calospora Agaricus
sp Saccharomyces sp Canaletas 3 ndash Iniciador GLOMB652 e 4 ndash Iniciador GLOMB673 especiacuteficos
para Glomus grupo B em DNA de Acaulospora longula G caledonium S calospora Agaricus sp
Saccharomyces sp Canaletas 5 ndash Iniciador GLOMA189 6 ndash Iniciador GLOMA348 e 7 ndash Iniciador
GLOMA690 especiacuteficos para Glomus grupo A em DNA de A longula G claroideum S calospora
Agaricus sp Saccharomyces sp Canaletas 8 ndash Iniciador GIGA202 e 9 - Iniciador GIGA615
especiacuteficos para Gigasporaceae em DNA de A longula G claroideum G caledonium Agaricus sp
Saccharomyces sp M ndash Marcador molecular PCR Markers (Promega) pb tamanho em pares de base
dos fragmentos do marcador molecular
pb
1000 750
500
300 150
50
54
Figura 14 ndash Relaccedilotildees filogeneacuteticas entre as sequecircncias do rDNA 18S obtidas de raiacutezes de raiacutezes de pradaria
utilizando o iniciador GLOMA189 e sequecircncias de FMAs determinadas usando neighbor joining
Nuacutemeros sobre os ramos indicam a porcentagem de 1000 repeticcedilotildees da anaacutelise de bootstrap A barra
representa uma substituiccedilatildeo a cada 100 nucleotiacutedeos As sequecircncias de raiacutezes com adubaccedilatildeo
nitrogenada estatildeo grafadas em preto e negrito e das raiacutezes sem adubaccedilatildeo estatildeo grafadas em vermelho e
negrito
55
Figura 15 ndash Relaccedilotildees filogeneacuteticas entre as sequecircncias do rDNA 18S obtidas de raiacutezes de raiacutezes de pradaria
utilizando o iniciador GLOMA690 e sequecircncias de FMAs determinadas usando neighbor joining
Nuacutemeros sobre os ramos indicam a porcentagem de 1000 repeticcedilotildees da anaacutelise de bootstrap A barra
representa uma substituiccedilatildeo a cada 100 nucleotiacutedeos As sequecircncias de raiacutezes com adubaccedilatildeo
nitrogenada estatildeo grafadas em preto e negrito e das raiacutezes sem adubaccedilatildeo estatildeo grafadas em vermelho e
negrito
Dessa forma confirma-se a especificidade dos iniciadores GLOMA189 e GLOMA690
para amplificaccedilatildeo do grupo alvo Glomus grupo A No entanto os iniciadores GLOMB652
GLOMB673 e AM1 apresentaram vieacutes de especificidade amplificando apenas sequecircncias
relacionadas a Ascomycota segundo as anaacutelises por BLAST (dados natildeo mostrados) Esses
resultados corroboram os resultados obtidos por Jumpponen et al (2005) os quais amplificaram
as mesmas amostras de DNA utilizando os iniciadores NS31 e AM1 Nesse primeiro trabalho
verificou-se que todas as sequecircncias obtidas do referido gene eram relacionadas a Glomus grupo
56
A
Portanto na anaacutelise final apoacutes o sequecircnciamento dos amplicons de raiacutezes da pradaria os
iniciadores GLOMA189 e GLOM1690 foram confirmados como especiacuteficos e funcionais em
amostras ambientais Os iniciadores GLOMB652 GLOMB673 GIGA202 e GIGA615 foram
funcionais com amostras de raiacutezes inoculadas com um uacutenico FMA em condiccedilotildees de casa-de-
vegetaccedilatildeo mas em amostras ambientais os iniciadores GLOMB652 e GLOMB673 foram
inespeciacuteficos e os iniciadores GIGA202 e GIGA615 natildeo amplificaram o DNA Como natildeo foi
possiacutevel a clonagem e sequenciamento do fragmento amplificado com o iniciador ACAU220 natildeo
se pode afirmar se esse iniciador eacute funcional ou natildeo
233 Estrutura da comunidade de FMAs em raiacutezes e solo rizosfeacuterico de cana-de-accediluacutecar sob
diferentes manejos de colheita
2331 Atributos quiacutemicos do solo
Dos atributos quiacutemicos do solo avaliados os valores de pH foram os que apresentaram
diferenccedilas significativas entre os manejos de colheita avaliados enquanto a soma de bases (SB) e
saturaccedilatildeo por Mg foram afetados pela interaccedilatildeo dos fatores manejo e variedade de cana-de-accediluacutecar
(Tabela 6) O solo sob o manejo SEM QUEIMA apresentou valor de pH ligeiramente maior (59
versus 58) (Tabela 7) Com relaccedilatildeo agrave SB o solo sob a variedade RB72454 SEM QUEIMA e sob
a variedade SP801842 COM QUEIMA apresentaram valores 113 e 111 vezes maiores
respectivamente em relaccedilatildeo ao solo sob RB72454 COM QUEIMA (Tabela 8) O solo sob a
variedade SP801842 SEM QUEIMA apresentou valor de Mg 113 vezes maior em relaccedilatildeo ao
solo sob SP813250 SEM QUEIMA
Apesar de maior aporte de material vegetal ao solo os teores de carbono orgacircnico no solo
natildeo diferiram entre os tratamentos sob os dois manejos de colheita Tal resultado pode ser devido
ao pouco tempo decorrido apoacutes a colheita sendo que a palhada ainda estava sobre o solo na
eacutepoca de amostragem Provavelmente parte do carbono natildeo foi incorporado agrave mateacuteria orgacircnica
do solo mesmo 84 dias apoacutes a colheita Nenhuma das 36 amostras apresentou Al trocaacutevel Isso se
deve ao fato de o pH estar proacuteximo de 60 onde todo o Al se precipita e tambeacutem aos altos teores
das bases Ca Mg e K sendo que a saturaccedilatildeo da CTC por esses elementos variou de 68 a 72
57
Tabela 6 - Teste de F na anaacutelise da variacircncia dos atributos quiacutemicos do solo para os
fatores Manejo Variedade e Interaccedilatildeo Manejo x Variedade
Variaacuteveis Manejo Variedade ManejoVariedade
Solo
pH ns ns
H+Al (mmolckg-1
) ns ns ns
Ca (mmolckg-1
) ns ns ns
Mg (mmolckg-1
) ns ns ns
K (mmolckg-1
) ns ns ns
P (mgkg-1
) ns ns ns
C orgacircnico (gkg-1
) ns ns ns
CTC (mmolckg-1
) ns ns ns
Soma de Bases ns ns
Saturaccedilatildeo por bases (V) ns ns ns
Saturaccedilatildeo por Ca () ns ns ns
Saturaccedilatildeo por Mg () ns ns
Saturaccedilatildeo por K () ns ns ns
Saturaccedilatildeo por Na () ns ns ns
ns ndash natildeo significativo - p lt 005 - p lt 001
Tabela 7 - Valores meacutedios das variaacuteveis analisadas sob os manejos SEM
QUEIMA (SQ) e COM QUEIMA (CQ) preacutevia agrave colheita
Variaacuteveis SQ CQ
Solo
pH 59 plusmn 022 A 58 plusmn 021 B
H+Al (mmolckg-1
) 122 plusmn 10 A 128 plusmn 100 A
Ca (mmolckg-1
) 185 plusmn 18 A 183 plusmn 297 A
Mg (mmolckg-1
) 76 plusmn 086 A 75 plusmn 092 A
K (mmolckg-1
) 41 plusmn 086 A 38 plusmn 075 A
P (mgkg-1
) 121 plusmn 456 A 137 plusmn 409 A
C orgacircnico (gkg-1
) 86 plusmn 199 A 91 plusmn 116 A
SB (mmolckg-1
) 302 plusmn 253 A 297 plusmn 389 A
CTC (mmolckg-1
) 424 plusmn 255 A 425 plusmn 388 A
Saturaccedilatildeo por bases (V) 710 plusmn 276 A 694 plusmn 328 A
Saturaccedilatildeo por Ca () 436 plusmn 187 A 428 plusmn 183 A
Saturaccedilatildeo por Mg () 178 plusmn 239 A 176 plusmn 355 A
Saturaccedilatildeo por K () 96 plusmn 158 A 90 plusmn 116 A
Os valores correspondem agrave Meacutedia plusmn Desvio Padratildeo (seis repeticcedilotildees)
Letras iguais dentro da linha natildeo diferem significativamente pelo teste de Tukey-Krumer (Ple005)
SB - Soma das bases Ca+ Mg
+ e K
+
58
Tabela 8 - Valores meacutedios dos atributos quiacutemicos do solo na interaccedilatildeo dos fatores Manejo de Colheita e Variedade
Atributo SQ CQ
SP813250 SP801842 RB72454 SP813258 SP801842 RB72454
pH 59 plusmn 0 23 a 60 plusmn 017 a 60 plusmn 025 a 58 plusmn 015 a 57 plusmn 023 a 58 plusmn 026 a
H+Al (mmolckg-1
) 128 plusmn 117 a 117plusmn 082 a 122 plusmn 075 a 125 plusmn 055 a 130 plusmn 126 a 128 plusmn 117 a
Ca (mmolckg-1
) 182 plusmn 098 a 180plusmn 110 a 193 plusmn 273 a 183 plusmn 314 a 197 plusmn 207 a 168 plusmn 331 a
Mg (mmolckg-1
) 70 plusmn 063 a 78plusmn 041 a 78 plusmn 117 a 77 plusmn 082 a 75 plusmn 055 a 73 plusmn 137 a
K (mmolckg-1
) 40 plusmn 090 a 37plusmn 072 a 45 plusmn 088 a 38 plusmn 084 a 38 plusmn 085 a 38 plusmn 068 a
P (mgkg-1
) 112 plusmn 098 a 117plusmn 668 a 133 plusmn 468 a 133 plusmn 361 a 132 plusmn 376 a 145 plusmn 532 a
C orgacircnico (gkg-1
) 91 plusmn 060 a 74plusmn 240 a 94 plusmn 212 a 83 plusmn 070 a 99 plusmn 100 a 89 plusmn 120 a
SB (mmolckg-1
) 292 plusmn 147ab 297plusmn 121ab 317 plusmn 372 a 300 plusmn 415ab 312 plusmn 232 a 280 plusmn 477 b
CTC (mmolckg-1
) 420 plusmn 141 a 413plusmn 163 a 438 plusmn 366 a 425 plusmn 414 a 442 plusmn 232 a 408 plusmn 471 a
Saturaccedilatildeo por bases (V) 694 plusmn 326 a 715plusmn 127 a 722 plusmn 291 a 700 plusmn 320 a 701 plusmn 323 a 681 plusmn 360 a
Saturaccedilatildeo por Ca () 433 plusmn 185 a 435 plusmn 179 a 440 plusmn 202 a 429 plusmn 183 a 445 plusmn 199 a 410 plusmn 195 a
Saturaccedilatildeo por Mg () 167 plusmn 237 b 189 plusmn 172 a 178 plusmn 325ab 180 plusmn 308ab 170 plusmn 353ab 179 plusmn 368ab
Saturaccedilatildeo por K () 94 plusmn 161 a 89 plusmn 101 a 104 plusmn 131 a 91 plusmn 063 a 87 plusmn 103 a 93 plusmn 153 a
Os valores correspondem agrave Meacutedia plusmn Desvio Padratildeo (seis repeticcedilotildees)
Letras iguais dentro da linha natildeo diferem significativamente pelo teste de Tukey-Krumer (Ple005)
SB - Soma das bases Ca+ Mg
+ e K
+
59
A palhada deixada sobre o solo em manejo de colheita de cana-de-accediluacutecar sem queima
preacutevia pode influenciar os atributos fiacutesicos quiacutemicos e bioloacutegicos do solo No entanto os
trabalhos sobre alteraccedilatildeo dos atributos quiacutemicos em funccedilatildeo apenas da palhada aplicada no solo
satildeo escarccedilos na literatura Por isso essa aacuterea de pesquisa carece de estudos mais aprofundados
para se conhecer os esfeitos da aplicaccedilatildeo de palhada sobre os processos bioquiacutemicos e fiacutesicos no
solo
2332 Produtividade da cana-de-accediluacutecar
O uso ou natildeo da praacutetica da queima previamente agrave colheita da cana-de-accediluacutecar pode mudar
o equiliacutebrio do agrossistema por afetar entre outras coisas a estrutura da comunidade
microbiana afetando alguns processos bioquiacutemicos importantes O depoacutesito de palha sobre o solo
pode tambeacutem interferir na produtividade da cana-de-accediluacutecar (RESENDE et al 2006) No entanto
no presente estudo a produtividade da cana-de-accediluacutecar natildeo diferiu entre os dois manejos de
colheita entre as variedades ou entre as interaccedilotildees dos fatores manejo e variedade (pgt005) No
primeiro corte a cana-de-accediluacutecar colhida com manejo SEM QUEIMA apresentou uma
produtividade de 1274 Mgha-1
enquanto que a colhida COM QUEIMA preacutevia apresentou uma
produtividade de 1386 Mgha-1
(Tabela 9)
Tabela 9 - Produtividade em Mgha-1
das trecircs variedades de cana-de-accediluacutecar sob
os dois manejos de colheita
Variedade Manejo
Meacutedia SEM QUEIMA COM QUEIMA
SP813250 1350 73 1341 142 1346 101
SP801842 1226 95 1435 141 1330 157
RB72454 1247 17 1384 138 1315 115
Meacutedia 1274 83 1386 128 1330 120
Os dados representam meacutedia de trecircs repeticcedilotildees desvio padratildeo da meacutedia
Apesar de maior aporte de material orgacircnico na forma de palhada o qual pode variar de 7
a 15 Mgha-1
ano-1
na colheita mecanizada (CAMPOS 2003) isso natildeo foi suficiente para causar
60
mudanccedilas no sistema de modo a aumentar a produccedilatildeo pelo menos no periacuteodo avaliado Tal
resultado pode ser devido ao pouco tempo com manejo SEM QUEIMA tendo havido apenas
uma colheita apoacutes implantaccedilatildeo do experimento e desse modo havendo pouca influecircncia da
palhada que foi depositada sobre o solo Isso eacute demonstrado pela ausecircncia de diferenccedila no teor de
carbono orgacircnico do solo entre o cultivo COM QUEIMA e o SEM QUEIMA preacutevia da cana-de-
accediluacutecar (Tabela7) Aleacutem do teor de carbono a maioria dos atributos quiacutemicos tambeacutem natildeo
respondeu com os tratamentos de manejo de colheita Mudanccedilas de produtividade tambeacutem natildeo
foram encontradas no primeiro corte da cana-de-accediluacutecar em um ensaio de longa duraccedilatildeo em que
Resende et al (2006) mostram que aumentos na produtividade de cana-de-accediluacutecar COM
QUEIMA em relaccedilatildeo agrave SEM QUEIMA apareceram somente na terceira colheita de um ciclo de
produccedilatildeo de sete cortes e a partir da segunda colheita no segundo ciclo de seis cortes Segundo os
autores as diferenccedilas de produtividade dos dois manejos foram mais fortes no segundo ciclo
indicando que essas diferenccedilas devem-se ao efeito cumulativo do aporte de material orgacircnico no
solo ao longo dos anos a partir do primeiro ciclo
2333 Fungos micorriacutezicos arbusculares no solo
O nuacutemero de esporos no solo rizosfeacuterico nos diferentes tratamentos eacute apresentado na
Figura 16 Natildeo houve diferenccedilas significativas (Tukey p gt 005) na densidade de esporos entre
os dois manejos de colheita entre as variedades de cana-de-accediluacutecar ou na interaccedilatildeo dos fatores
manejo e variedade O nuacutemero meacutedio de esporos por 50 g de solo variou de 23 no tratamento da
variedade RB72454 COM QUEIMA a 34 no tratamento da variedade SP813250 SEM QUEIMA
O nuacutemero meacutedio de esporos estaacute dentro da ampla faixa (19 a 815 esporos50ml-1
) encontrada
por Reis Paula e Doumlbereiner (1999) em um estudo sobre comunidades de FMAs na forma de
esporos no solo sob diversas lavouras de cana-de-accediluacutecar
61
Figura 16 ndash Nuacutemero de esporos de FMAs no solo sob as variedades SP813250 SP801842 e RB72454 de cana-de-
accediluacutecar sob manejo SEM QUEIMA (barras cinzas) e COM QUEIMA (barras pretas) Tratamentos com
mesma letra natildeo diferiram pelo teste de Tukey (p gt 005)
No presente trabalho foram observados 33 morfotipos de FMAs no solo rizosfeacuterico de
cana-de-accediluacutecar sendo 26 no manejo SEM QUEIMA e 24 no manejo COM QUEIMA Destes 18
morfotipos satildeo comuns aos dois tratamentos Dentre os esporos foram recuperadas espeacutecies dos
gecircneros Acaulospora Archaeospora Gigaspora Glomus (inclusive Glomus grupo A ndash Glomus
mosseae e Glomus clarum e Glomus grupo B ndash Glomus lamellosum) Paraglomus e
Scutellospora (Figura 17) Dentre o gecircnero Archaeospora houve apenas esporos de A Trappei
em uma amostra de solo sob a variedade RB72454 no tratamento SEM QUEIMA O tratamento
com a variedade SP813250 SEM QUEIMA foi o uacutenico a natildeo apresentar espeacutecies do gecircnero
Paraglomus Alguns dos esporos satildeo mostrados na Figura 18 Do filo Glomeromycota natildeo foram
encontrados esporos dos gecircneros Ambispora Diversispora Entrophospora Intraspora
Kuklospora e Pacispora
O nuacutemero de 33 espeacutecies encontradas sob cana-de-accediluacutecar estaacute dentro da faixa encontrada
em ecossistemas naturais ou manejados de acordo com os trabalhos levantados por Douds e
Millner (1999) Poreacutem a maior abrangecircncia de espeacutecies vegetais pode resultar em maior nuacutemero
de espeacutecies de FMAs no solo Blaszkowski (1994) recuperou 34 espeacutecies de FMAs em
ecossistema com 20 espeacutecies de plantas hospedeiras Andreola (1982) por outro lado recuperou
7 espeacutecies de FMAs em canaviais no municiacutepio de Araras SP Em outro estudo Reis Paula e
Doumlbereiner (1999) encontraram 18 espeacutecie em 35 amostras coletadas sob 14 variedades de cana-
Esp
oro
s p
or
50
g d
e so
lo
Variedade
Manejo
62
de-accediluacutecar em trecircs diferentes localidades Andreola (1982) recuperou 7 espeacutecies em cana-de-
accediluacutecar de um ensaio com tratamentos de aplicaccedilatildeo de vinhaccedila e adubaccedilatildeo nitrogenada e
fosfatada Portanto as espeacutecies recuperadas no presente trabalho podem indicar uma alta riqueza
de espeacutecies de FMAs no solo sob cana-de-accediluacutecar do experimento avaliado
Figura 17 ndash Nuacutemero de morfotipos de FMAs por gecircnero recuperados de solo sob trecircs variedades de cana-de-accediluacutecar
(SP813250 SP801842 e RB72454) com manejo SEM QUEIMA e COM QUEIMA preacutevia
As espeacutecies de FMAs identificadas na forma de esporos e a frequecircncia relativa de
ocorrecircncia nas amostras de solo satildeo mostradas na Tabela 10 As espeacutecies exclusivas do manejo
SEM QUEIMA satildeo Acaulospora sp 3 Acaulospora sp 6 Glomus clarum Glomus lamellosum
Glomus mosseae Glomus sp 10 Scutellospora sp e S verrucosa Jaacute as espeacutecies que ocorrem
apenas no manejo COM QUEIMA satildeo Acaulospora sp 2 Acaulospora sp 5 Acaulospora sp 7
Glomus coremioides Glomus sp 8 Glomus sp 9 e Paraglomus occultum As espeacutecies com
maior meacutedia de frequecircncia (gt 50 ) nas amostras de solo sob a cana-de-accediluacutecar em ordem
decrescente satildeo S pellucida A morrowiae Glomus sp 1 A scrobiculata G macrocarpum e
Glomus sp 6 Pode-se notar que as espeacutecies com frequecircncias maiores do que 50 nas amostras
de cana-de-accediluacutecar tambeacutem apresentam as maiores meacutedias de densidades de esporos (Tabela 11)
Satildeo elas em ordem decrescente Glomus sp 6 Glomus macrocarpum Glomus sp1 S pellucida
A scrobiculata e A morrowiae Essas 6 espeacutecies dominam a comunidade pois representam 79
Variedade
Nuacutemero de morfotipos
63
dos esporos recuperados do solo sob cana-de-accediluacutecar Assim essas espeacutecies mais abundantes e
frequentes nas amostas indicam que haacute a dominacircncia de poucas espeacutecies na comunidade de
esporos de FMAs no solo
No levantamento de Reis Paula e Doumlbereiner (1999) foram encontradas espeacutecies dos
gecircneros Acaulospora Entrophospora Gigaspora Glomus Paraglomus e Scutellospora sendo
que as espeacutecies predominantes nas trecircs localidades estudadas foram Acaulospora sp 1
(denominaccedilatildeo dos autores) S heterogama Glomus etunicatum Paraglomus occultum e
Gigaspora margarita Provavelmente os diferentes histoacutericos e caracteriacutesticas das aacutereas onde as
35 amostras foram coletadas por Reis Paula e Doumlbereiner (1999) influenciaram na estrutura da
comunidade de FMAs na forma de esporos a qual diferiu daquela reportada no presente trabalho
Eacute provaacutevel que a cana-de-accediluacutecar natildeo promova a seleccedilatildeo de espeacutecies de FMAs no solo jaacute que as
estruturas de comunidades de FMAs nos diferentes solos sob cana-de-accediluacutecar natildeo estatildeo
relacionadas No entanto tanto no presente estudo como no de Reis Paula e Doumlbereiner (1999) e
de Andreola (1982) haacute o predomiacutenio de espeacutecies do gecircnero Glomus dentre os gecircneros de FMAs
econtrados nas amostras
64
Tabela 10 ndash Frequecircncia de ocorrecircncia () de espeacutecies de FMAs em amostras de solo coletadas sob trecircs variedades de
cana-de-accediluacutecar (SP813250 SP801842 e RB72454) com manejo SEM QUEIMA (SQ) e COM QUEIMA
preacutevia (CQ)
SQ CQ
Espeacutecies SP813250 SP801842 RB72454 SP813258 SP801842 RB72454 Meacutedia1
Acaulpospora mellea 25 66 25 40 - 25 302
Acaulospora morrowiae 25 66 50 100 66 100 678
Acaulospora scrobiculata 75 33 50 80 33 75 577
Acaulospora sp 1 25 33 - - 33 25 193
Acaulospora sp 2 - - - - 33 - 55
Acaulospora sp 3 - - 25 - - - 42
Acaulospora sp 4 - 33 25 20 - - 130
Acaulospora sp 5 - - - - 33 - 55
Acaulospora sp 6 - - 25 - - - 42
Acaulospora sp 7 - - - - - 25 42
Archaeospora trappei - - 25 - - - 42
Gigaspora sp 25 33 25 60 33 25 335
Glomus clarum 25 - - - - - 42
Glomus coremioides - - - 20 - - 33
Glomus lamellosum - - 25 - - - 42
Glomus macrocarpum 50 33 50 60 66 75 557
Glomus mosseae - 33 - - - - 55
Glomus sinuosum 25 - - 40 - 25 150
Glomus sp 1 50 100 50 80 66 50 660
Glomus sp 2 - 33 - 40 33 - 177
Glomus sp 3 50 33 - 20 - - 172
Glomus sp 4 50 33 25 20 33 25 310
Glomus sp 5 25 33 25 - 33 - 193
Glomus sp 6 50 66 50 80 33 50 548
Glomus sp 7 - - 50 20 - - 117
Glomus sp 8 - - - - 33 - 55
Glomus sp 9 - - - 20 - - 33
Glomus sp 10 25 - - - - - 42
Paraglomus laccatum - 33 25 - 33 50 235
Paraglomus occultum - - - 20 - - 33
Scutellospora pellucida 75 100 25 100 66 50 693
Scutellospora sp - 33 - - - - 55
Scutellospora verrucosa 25 - - - - - 42
Meacutedia1
1894 2406 1742 2485 1900 1818
1 ndash Meacutedia das frequecircncias de ocorrecircncia de espeacutecies de FMAs
65
Tabela 11 ndash Nuacutemero de esporos de FMAs em solo sob as variedades SP813250 SP801842 e RB72454 com manejo
SEM QUEIMA (SQ) e COM QUEIMA preacutevia (CQ)
SQ CQ
Espeacutecies SP813250 SP801842 RB72454 SP813258 SP801842 RB72454 Meacutedia
Acaulpospora mellea 050 133 050 040 - 475 125
Acaulospora morrowiae 050 233 150 280 367 175 209
Acaulospora scrobiculata 825 133 150 500 067 075 292
Acaulospora sp 1 050 033 - - 167 025 046
Acaulospora sp 2 - - - - 067 - 011
Acaulospora sp 3 - - 050 - - - 008
Acaulospora sp 4 - 067 050 040 - - 026
Acaulospora sp 5 - - - - 033 - 006
Acaulospora sp 6 - - 025 - - - 004
Acaulospora sp 7 - - - - - 025 004
Archaeospora trappei - - 050 - - - 008
Gigaspora sp 025 033 025 060 067 025 039
Glomus clarum 025 - - - - - 004
Glomus coremioides - - - 040 - - 009
Glomus lamellosum - - 025 - - - 004
Glomus macrocarpum 325 067 975 320 767 225 446
Glomus mosseae - 033 - - - - 006
Glomus sinuosum 025 - - 040 - 025 017
Glomus sp 1 275 900 100 840 267 200 430
Glomus sp 2 - 100 - 040 067 - 034
Glomus sp 3 125 033 - 020 - - 030
Glomus sp 4 075 100 100 040 100 025 073
Glomus sp 5 125 133 025 - 067 - 058
Glomus sp 6 925 400 275 360 400 500 477
Glomus sp 7 - - 200 060 - - 043
Glomus sp 8 - - - - 100 - 017
Glomus sp 9 - - - 020 - - 003
Glomus sp 10 025 - - - - - 004
Paraglomus laccatum - 033 050 - 067 050 033
Paraglomus occultum - - - 020 - - 003
Scutellospora pellucida 500 400 050 380 433 475 373
Scutellospora sp - 033 - - - - 006
Scutellospora verrucosa 025 - - - - - 004
Dados representam as meacutedias (seis repeticcedilotildees) do nuacutemero de esporos por 50 g de solo
- Meacutedia do nuacutemero de esporocarpos por 50 g de solo
66
Figura 18 ndash Esporos de FMAs coletados sob cana-de-accediluacutecar (A) Acaulospora scrobiculata (B) Glomus
macrocarpum (C) Scutellospora pellucida (D) Glomus sp 6 (E) Acaulospora morrowiae
A riqueza observada as estimativas de riqueza de espeacutecies determinadas pelos meacutetodos
de ACE (CHAO LEE 1992) e CHAO-1 (CHAO 1984) e os iacutendices de diversidade natildeo
diferiram entre os manejos de colheita entre as variedades de cana-de-accediluacutecar ou na interaccedilatildeo dos
fatores manejo e variedade (Tabela 12) O nuacutemero de espeacutecies dentro de cada tratamento da
interaccedilatildeo manejo e variedade variou de aproximadamente 6 a 8 e a estimativa meacutedia de espeacutecies
por tratamento foi de aproximadamente 12 (ACE) e 10 (CHAO-1) Considerando-se todas as
amostras a cobertura de amostragem foi de aproximadamente 98
Pela anaacutelise de RDA as variaacuteveis CO P H+Al Bases CTC e Mg foram escolhidas
com o uso do Forward Selection do programa ldquoCanoco fo Windows 45rdquo (Figura 19) Essas
variaacuteveis explicam significativamente e se relacionam agrave variabilidade dos dados pelos teste de
permutaccedilatildeo de Monte-Carlo As relaccedilotildees satildeo significativas entre as espeacutecies de FMAs e as
variaacuteveis quiacutemicas do solo no primeiro eixo canocircnico (p = 0038) e em todos os eixos canocircnicos
(p = 0034) Os dois primeiros eixos explicam 169 da variabilidade dos dados sendo 101
no primeiro eixo e 68 no segundo As variaacuteveis quiacutemicas do solo explicam 42 da
variabilidade sendo que 259 desse valor eacute explicado nos dois primeiros eixos Outros autores
encontraram valores de correlaccedilotildees significativos abaixo de 060 entre variaacuteveis do solo e as
C B
A
D
E
67
espeacutecies de FMAs na forma de esporos (CUENCA MENESES 1996 CARRENHO et al
2001) sugerindo que os atributos do solo afetam a distribuiccedilatildeo de espeacutecies de FMAs na forma de
esporos no solo poreacutem em menor magnitude do que outros fatores desconhecidos
A RDA natildeo indicou separaccedilatildeo das amostras de acordo com o manejo de colheita ou com
variedades de cana-de-accediluacutecar Pelas variaacuteveis do solo verifica-se que a maioria das espeacutecies
estatildeo relacionadas positivamente com o teor de carbono orgacircnico (CO) ou com a saturaccedilatildeo da
CTC por bases As espeacutecies relacionadas positivamente com a saturaccedilatildeo por bases tecircm relaccedilatildeo
negativa com o teor de H+Al o que eacute coerente uma vez que quanto maior o teor de bases na
CTC menor a quantidade de H e Al trocaacuteveis A relaccedilatildeo positiva de apenas algumas espeacutecies de
FMAs com o teor de P eacute devido provavelmente pelo fato de que altas concentraccedilotildees desse
elemento inibem a colonizaccedilatildeo micorriacutezica e posteriormente diminuiriam a esporulaccedilatildeo das
outras espeacutecies natildeo relacionadas positivamente com o teor de P Dentre as espeacutecies mais
abundantes e frequentes (Tabelas 10 e 11) Glomus sp 6 Glomus sp 1 e S pellucida satildeo
relacionadas positivamente agrave saturaccedilatildeo de bases G macrocarpum e A morrowiae estatildeo
relacionadas positivamente com o teor de P mas negativamente com a saturaccedilatildeo de bases e teor
de CO e A scrobiculata estaacute relacionada positivamente com o teor de CO Assim a RDA mostra
que haacute relaccedilatildeo da variabilidade das espeacutecies com as variaacuteveis do solo mas natildeo permite a
separaccedilatildeo de amostras de acordo com os tratamentos
68
Tabela 12 ndash Meacutedia da riqueza observada estimativas de nuacutemero de espeacutecies iacutendices de diversidade e cobertura de amostragem
da comunidade de FMAs calculadas a partir dos esporos coletados e identificados sob as variedades SP813250
SP801842 e RB72454 com manejo SEM QUEIMA e COM QUEIMA preacutevia
Iacutendices de diversidade Estimativa de riquezas de UTOs
Comunidade SFMAsa
Shannonb 1D
bc Equitabilidade
d ACE-1
Chao1
ECA
e
SEM QUEIMA
SP813250 625 138 348 080 1108 945 088
SP801842 800 171 452 082 1407 115 088
RB72454 575 139 373 081 653 61 093
COM QUEIMA
SP813258 820 176 494 085 1232 1166 090
SP801842 667 157 445 087 707 69 098
RB72454 600 136 320 081 1893 1225 061
Todos os
tratamentosf 33 248 878 071 562 481 0983
Os valores correspondem agrave Meacutedia plusmn Desvio Padratildeo (seis repeticcedilotildees) a ndash Riqueza de espeacutecies de FMAs na forma de esporos
b ndash Estimador de maacutexima semelhanccedila
c ndash Reciacuteproco do iacutendice de Simpson
d ndash Equitabilidade de
Pielou e -
Estimativa de Cobertura da Amostragem
f ndash Dados representam os valores obtidos de todas as amostras
69
Figura 19 ndash Triplot de espeacutecies de FMAs amostras e variaacuteveis do solo sob cana-de-accediluacutecar da Anaacutelise de
Redundacircncia (RDA) Realizou-se a anaacutelise com Forward Selection selecionando teor de C orgacircnico
no solo (CO) H+Al saturaccedilatildeo de bases P CTC e toer de Mg em amostras sob cana-de-accediluacutecar com
colheita SEM QUEIMA e COM QUEIMA preacutevia (P = 0038 para o primeiro eixo canocircnico P = 0034
para a soma dos eixos segundo o teste de Monte Carlo)
Ao contraacuterio do que foi observado neste trabalho Reis Paula e Doumlbereiner (1999)
verificaram que a aacuterea com manejo SEM QUEIMA da cana-de-accediluacutecar apresentou maior riqueza
de espeacutecies de FMAs no solo No entanto esses autores compararam lavouras SEM QUEIMA e
COM QUEIMA com diferentes histoacutericos o que dificulta a comparaccedilatildeo direta das amostras
Por fim esse eacute um dos primeiros levantamentos de FMAs em solo sob cana-de-accediluacutecar a
campo no Brasil e os dados aqui apresentados serviratildeo como base de comparaccedilatildeo para futuros
estudos sobre a contribuiccedilatildeo das MAs para a cultura Os indicadores de diversidade de FMAs na
forma de esporos densidade de esporos riqueza diversidade e estimativa de nuacutemero de espeacutecies
natildeo apresentam diferenccedilas entre os manejos de colheita entre as variedades ou na interaccedilatildeo dos
fatores manejo e variedade A RDA utilizada para a ordenaccedilatildeo dos dados foi significativa
70
poreacutem natildeo permitiu qualquer discriminaccedilatildeo com base nos tratamentos O pouco tempo decorrido
desde a implantaccedilatildeo da cultura ateacute a avaliaccedilatildeo das amostras de solo (20 meses) pode ter
contribuiacutedo para que essas diferenccedilas na comunidade de FMAs na forma de esporos entre os
tratamentos natildeo fosse observada Como alguns esporos podem ficar em estado de dormecircncia
(TOMMERUP 1983 GEMMA KOSKE 1988) parte das espeacutecies de FMAs na forma de
esporos presentes nas amostras pode ser reflexo dos cultivos anteriores agrave instalaccedilatildeo do
experimento Assim novas amostragens devem ser feitas apoacutes ter passado um periacuteodo de tempo
maior desde a implantaccedilatildeo do experimento pois eacute possiacutevel que efeitos significativos da alteraccedilatildeo
do manejo possam ser observados somente a longo prazo
2334 Colonizaccedilatildeo micorriacutezica intrarradicular
Todas as amostras de raiacutezes de cana-de-accediluacutecar analisadas apresentaram colonizaccedilatildeo
micorriacutezica arbuscular Foi possiacutevel visualizar e identificar vaacuterias estruturas de FMAs incluindo
hifa extrarradicular apressoacuterio nas ceacutelulas da epiderme hifas intercelulares e intracelulares
arbuacutesculos e hifas intracelulares enoveladas (pelototildees) (Figura 20) A presenccedila de arbuacutesculos
tiacutepicos e de pelototildees foram observados simultaneamente na mesma amostra tanto em raiacutezes sob
manejo SEM QUEIMA como COM QUEIMA
A taxa de colonizaccedilatildeo variou de 30 a 52 e natildeo foi significativamente diferente entre
as variedades mas variou significativamente (p lt 005) entre os manejos SEM QUEIMA e COM
QUEIMA preacutevia agrave colheita (Tabela 13) As raiacutezes de plantas sob manejo SEM QUEIMA
apresentaram as maiores taxas de colonizaccedilatildeo A maior colonizaccedilatildeo micorriacutezica pode ser devido
ao maior teor de umidade no solo assegurada pela quantidade de palhada depositada apoacutes a
colheita Como visto em outros trabalhos a umidade estaacute positivamente correlacionada com a
colonizaccedilatildeo intrarradicular (HE MOURATOV STEINBERG 2002 LINGFEI ANNA
ZHIWEI 2005)
71
Figura 20 - Colonizaccedilatildeo micorriacutezica arbuscular em cana-de-accediluacutecar (A a H) ap ndash apressoacuterio hi ndash hifa intercelular
pe ndash ponto de entrada de hifa na raiz ar ndash arbuacutesculo en ndash hifa enovelada ve ndash vesiacutecula
A
hi
hi
ap
ap
he
B ap
F en
G
ve ve
ve
ve
H ar
ar
ar ar
ar
ar
E ar
D
hi
hi
hi
C
pe
hi
hi
72
Tabela 13 - Colonizaccedilatildeo micorriacutezica arbuscular () em raiacutezes de cana-de-
accediluacutecar sob manejo SEM QUEIMA preacutevia e COM QUEIMA
preacutevia agrave colheita
Manejo
Variedade SEM QUEIMA COM QUEIMA
SP813250 5187 1085 aA 3623 1044 aB
SP801842 4520 1511 aA 3010 394 aB
RB72454 4933 643 aA 3124 1088 aB
Os valores correspondem agrave Meacutedia plusmn Desvio Padratildeo (seis repeticcedilotildees)
Meacutedias seguidas de mesma letra maiuacutescula na linha e minuacutescula na coluna natildeo diferem
estatisticamente pelo teste de Tukey (p gt 005)
A colonizaccedilatildeo micorriacutezica eacute pouca estudada em cana-de-accediluacutecar e poucos trabalhos sobre o
assunto foram publicados Kelly et al (2001) verificaram que plantas de cana-de-accediluacutecar
cultivadas em casa-de-vegetaccedilatildeo possuem taxas de ateacute 60 de colonizaccedilatildeo em baixos niacuteveis de
foacutesforo no solo (entre 27 e 82 mg Pkg-1
) No entanto a micorrizaccedilatildeo natildeo trouxe ganhos na
massa seca das plantas Takahashi (2005) e Souza (2006) estudaram a colonizaccedilatildeo micorriacutezica
intrarradicular em mudas micropropagadas de cana-de-accediluacutecar inoculadas e crescidas em casa-de-
vegetaccedilatildeo em condiccedilotildees de baixo teor de P (20 mgKg-1
) e alto teor (200 mgKg-1
) no solo A
taxa de colonizaccedilatildeo intrarradicular variou de 10 a 34 nos tratamentos com alto teor de P e de
40 a 60 nos tratamentos com baixo teor de P sendo que Takahashi (2005) natildeo observou
alteraccedilatildeo da produccedilatildeo de biomassa das plantas inoculadas em relaccedilatildeo agraves natildeo-inoculadas
De acordo com a anaacutelise de correlaccedilatildeo de Pearson e RDA das espeacutecies de esporos no solo
natildeo haacute correlaccedilatildeo da taxa de colonizaccedilatildeo micorriacutezica arbuscular em cana-de-accediluacutecar e a
distribuiccedilatildeo de esporos no solo Poreacutem uma vez que a comunidade de FMAs medida pela
ocorrecircncia densidade e diversidade de esporos no solo natildeo apresentou diferenccedilas entre os
manejos apoacutes 20 meses de implantaccedilatildeo do experimento a colonizaccedilatildeo micorriacutezica arbuscular a
qual foi diferente entre os manejos e variedades pode ser um paracircmetro mais sensiacutevel agraves
alteraccedilotildees que ocorrem no ambiente Assim a colonizaccedilatildeo micorriacutezica arbuscular poderia ser
utilizada como um indicador de mudanccedilas ambientais
73
2335 Anaacutelise do gene rRNA 18S amplificado com os iniciadores NS7e F1Ra em raiacutezes de
cana-de-accediluacutecar
Da biblioteca de clones dos fragmentos do gene rRNA 18S amplificados com o par de
iniciadores NS7 e F1Ra de raiacutezes de cana-de-accediluacutecar sob manejo SEM QUEIMA e COM
QUEIMA preacutevia agrave colheita foram sequenciados 128 clones das amostras Das sequecircncias obtidas
duas do tratamento SEM QUEIMA foram consideradas quimeacutericas e excluiacutedas das demais
anaacutelises A comparaccedilatildeo por BLAST das sequecircncias obtidas com sequecircncias conhecidas (Tabela
14) e anaacutelise filogeneacutetica (Figura 21) possibilitam a afiliaccedilatildeo das mesmas ao reino Fungi Todas
as sequecircncias obtidas de raiacutezes de cana-de-accediluacutecar do tratamento COM QUEIMA e a maioria do
tratamento SEM QUEIMA satildeo representadas por fungos do Filo Ascomycota Em raiacutezes do
tratamento sob manejo SEM QUEIMA 4 sequecircncias (87 ) pertencem ao filo Zygomicota
Nenhum dos 126 clones apresentou similaridade elevada com sequecircncias de FMAs apesar de as
amostras apresentarem colonizaccedilatildeo micorriacutezica intrarradicular consideraacutevel
As sequecircncias relacionadas agrave Phoma sp apresentam dominacircncia tanto na biblioteca de
raiacutezes provenientes de manejo SEM QUEIMA (681 das sequecircncias) como COM QUEIMA
(802 das sequecircncias) Depois dessas sequecircncias as maiores frequecircncias observadas satildeo de
sequecircncias relacionadas agrave Leptosphaeria (106 ) e agrave Pleosporales (43 ) em manejo SEM
QUEIMA e relacionadas agrave Fusarium (79 ) em manejo COM QUEIMA Membros das classes
Eurotiomycetes e Sordariomycetes foram detectados apenas em raiacutezes do tratamento sob manejo
COM QUEIMA (clones B Scane D0408 B Scane E0909 e B Scane B0703) enquanto que os
Zygomycetes (clones UB Scane C1105 e UB Scane G0814) foram detectados somente em raiacutezes
do tratamento sob manejo SEM QUEIMA Dos 13 acessos com maior similaridade agraves sequecircncias
obtidas determinada utilizando-se o BLAST apenas trecircs (N quadriseptata Phoma sp e
Pleosporales sp) foram comuns agraves duas bibliotecas (Tabela 14)
As estimativas de riqueza os iacutendices de diversidade de UTOs e a estimativa de cobertura
de amostragem satildeo apresentados na Tabela 15 O nuacutemero de UTOs detectadas foi de 10 para
cana-de-accediluacutecar do tratamento sob manejo SEM QUEIMA e 11 para a amostra do tratamento sob
manejo COM QUEIMA Natildeo houve diferenccedila significativa entre as estimativas de riqueza e
iacutendices de diversidade de UTOs dos dois sistemas de manejos de colheita A estimativa de
riqueza de UTOs relacionadas agrave raiacutezes foi de 18 e 34 (segundo os iacutendices ACE-1 e Chao1
74
respectivamente) para o manejo SEM QUEIMA e de 23 e 51 para o manejo COM QUEIMA
preacutevia agrave colheita Apesar de natildeo apresentar diferenccedilas de riqueza e de diversidade de UTOs entre
os dois manejos a comparaccedilatildeo de curvas de cobertura homoacuteloga e heteroacuteloga utilizando o
webLIBSHUFF mostrou que as comunidades fuacutengicas das raiacutezes de cana-de-accediluacutecar dos dois
tratamentos satildeo significativamente diferentes (p lt 005) (Figura 22) Para as duas bibliotecas de
clones o tamanho da amostra analisada foi suficiente para cobrir a maioria dos grupos
filogeneacuteticos A taxa de cobertura homoacuteloga foi aproximadamente 82 em Distacircncias
Evolutivas maiores do que 001 que eacute o valor adotado para definir espeacutecie em estudos com
fungos (WALDROP et al 2006 JUMPPONEN JOHNSON 2005 ANDERSON et al 2003)
Tabela 14 ndash Similaridade das sequecircncias dos clones do gene rRNA 18s obtidas por amplificaccedilatildeo do DNA total
de raiacutezes de cana-de-accediluacutecar colonizadas por FMAs e utilizando os iniciadores NS7 e F1Ra em
relaccedilatildeo a sequecircncias de bancos de dados puacuteblicos
Manejo Clone Sequecircncia mais similar [Acesso] Similaridade Freq
(1)
SEM QUEIMA
UB SCane B0103 Candida xylopsoci [AY4881281] 99 21
UB SCane D0707 Cladosporium cladosporioides [DQ6780041] 100 21
UB SCane D0208 Heteromita globosa [AY4960431] 99 21
UB SCane F0911 Leptosphaeria korrae [AF4866261] 100 106
UB SCane G0814 Mucor circinelloides f lusitanicus [AF1134271] 99 64
UB SCane C1105 Mucor circinelloides f lusitanicus [AF1134271] 99 21
UB SCane D0907 Neophaeosphaeria quadriseptata [AF2508261] 99 21
UB SCane H0915 Phoma sp [AB2528691] 99 681
UB SCane E1010 Pleosporales sp [AB1956311] 99 43
COM QUEIMA
B SCane A0101 Debaryomyces mycophilus [AF4400171] 98 13
B SCane D1208 Debaryomyces mycophilus [AF4400171] 98 13
B SCane D0408 Eupenicillium javanicum [U212981] 100 13
B SCane B0703 Fusarium sp [AB2454421] 99 79
B SCane B1204 Galactomyces geotrichum [U009741] 100 13
B SCane C0705 Neophaeosphaeria quadriseptata [AF2508261] 99 13
B SCane A0202 Phoma sp [AB2528691] 98 776
B SCane A1002 Phoma sp [AB2528691] 98 26
B SCane E1010 Pleosporales sp [AB1956311] 99 13
B SCane E0909 Talaromyces flavus [M832621] 99 26
As sequecircncias foram comparadas usando-se o BLAST Cada clone representa um dos grupos formados por
UPGMA A coluna de frequecircncia se refere agrave proporccedilatildeo dos clones do grupo em cada biblioteca (1)
Frequecircncia de sequecircncias representadas pelo clone em cada um dos manejos (2)
Classe ldquoDothideomycetes et Chaetothyriomycetes incertae sedisrdquo
75
Figura 21 ndash Relaccedilotildees filogeneacuteticas entre a sequecircncias do gene rRNA 18S obtidas de raiacutezes de cana-de-accediluacutecar com o
par de iniciadores NS7 e F1Ra e sequecircncias de fungos determinadas usando-se neighbor-joining
Nuacutemeros sobre os ramos indicam a porcentagem de 1000 repeticcedilotildees da anaacutelise de bootstrap Cada clone
representa um dos grupos formados por UPGMA Os valores entre parecircnteses representam a
percentagem do clone em cada biblioteca A barra representa uma substituiccedilatildeo a cada 100 nucleotiacutedeos
Clones grafados em negrito em preto satildeo referentes agraves raiacutezes de cana-de-accediluacutecar colhida SEM QUEIMA
enquanto os grafados em vermelho se referem agraves raiacutezes de cana-de-accediluacutecar COM QUEIMA preacutevia agrave
colheita
- Classe ldquoDothideomycetes et Chaetothyriomycetes incertae sedisrdquo
76
Tabela 15 - Estimativas de UTOs iacutendices de diversidade e cobertura de amostragem determinadas com base no sequenciamento de
clones do gene rRNA 18S de fungos associados a raiacutezes de cana-de-accediluacutecar com ou SEM QUEIMA preacutevia agrave colheita
obtidos utilizando-se o par de iniciadores NS7 e F1Ra
Comunidade NS NU Estimativa de riquezas de UTOs Iacutendices de diversidade ECAc
ACE-1 Chao1
Shannona
1Dab
SEM QUEIMA 50 10 34 (14 165) 18 (11 53) 134 (099 169) 233 (132 909) 0880
COM QUEIMA 76 11 51 (18 246) 23 (13 79) 099 (067 131) 164 (078 1429) 0908
Valores entre parecircnteses representam o intervalo com 95 de confianccedila NS ndash nuacutemero de sequecircncias NU ndash nuacutemero de UTOs a
Estimador de maacutexima
semelhanccedila b
ndash Reciacuteproco do iacutendice de Simpson c ndash Estimativa de Cobertura da Amostragem Distacircncia evolutiva usada para as estimativas foi 001
77
Figura 22 - Anaacutelise de LIBSHUFF de comunidade de fungos associados agraves raiacutezes de cana-de-accediluacutecar sob dois manejos de colheita quando empregado o par de
iniciadores NS7 e F1Ra A manejo SEM QUEIMA (homoacutelogo) x manejo COM QUEIMA B manejo COM QUEIMA (homoacutelogo) x manejo SEM
QUEIMA As comunidades satildeo diferentes significativamente com P lt 005 A distribuiccedilatildeo de (Cy-Cyx)2 como uma funccedilatildeo de D indica a diferenccedila
entre as duas comunidades
00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
0 01 02 03 04 05 06
Distacircncia Evolutiva (D)
Cob
ertu
ra
0000
0005
0010
0015
0020
0025
(Cx-C
xy)2Homoacutelogo
Heteroacutelogo
(Cx-Cxy)2
95XY
00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
00 01 02 03 04 05 06
Distacircncia Evolutiva (D)
Co
ber
tura
0000
0005
0010
0015
0020
0025
(Cy
-Cy
x)2
Homoacutelogo
Heteroacutelogo
(Cy-Cyx)2
95YX
A B
78
2336 Anaacutelise do gene rRNA 18S amplificado com os iniciadores NS31 e AM1 em raiacutezes de
cana-de-accediluacutecar
Das bibliotecas de clones do gene rRNA 18S de raiacutezes de cana-de-accediluacutecar SEM QUEIMA
e COM QUEIMA preacutevia agrave colheita foram sequenciados 47 e 42 clones respectivamente Das
sequecircncias obtidas 9 foram consideradas quimeras com base nas anaacutelises feitas utilizando o
Chimera Check e BLAST Assim para as anaacutelises posteriores foram utilizadas 41 e 39
sequecircncias dos tratamentos SEM QUEIMA e COM QUEIMA respectivamente
Todas as sequecircncias foram mais similares ao Filo Ascomycota e natildeo foi possiacutevel
discriminar espeacutecies a partir dessas sequecircncias de acordo com as comparaccedilotildees feitas utilizando-
se o BLAST (Tabela 16) e a anaacutelise filogeneacutetica (Figura 23) Em uma das clades haacute o
agrupamento de diferentes classes de fungos uma sequecircncia de um clone do manejo COM
QUEIMA (B AM1 D1107) duas sequecircncias de Phoma (Ascomycota Mitospoacuterico) e uma
sequecircncia de Didymella (Dothideomycetes) Esses resultados mostram que a regiatildeo sequenciada
natildeo eacute informativa filogeneticamente Nenhuma sequecircncia apresentou alta similaridade com
sequecircncias de FMAs apesar do iniciador AM1 ser supostamente especiacutefico para essse grupo de
fungos Assim mesmo as riquezas de UTOs e os iacutendices de diversidade foram estimados (Tabela
17) Da mesma forma a comparaccedilatildeo das bibliotecas por meio do programa webLIBSHUFF foi
feita (Figura 24) Assim como no Brasil os amplicons obtidos com o uso dos iniciadores NS31 e
AM1 em amostras de DNA de cana-de-accediluacutecar durante o estaacutegio na Universidade do Estado do
Kansas EUA resultou em sequecircncias relacionadas somente agrave Ascomycota (dados natildeo
mostrados) mesmo fazendo-se a seleccedilatildeo de raiacutezes finas e claras para a extraccedilatildeo de DNA natildeo
houve a amplificaccedilatildeo do DNA de FMAs
Natildeo houve diferenccedilas entre as estimativas de UTOs entre os dois manejos utilizando-se
sequecircncias obtidas com ambos conjuntos de iniciadores No entanto o iacutendice de diversidade de
Shannon foi significativamente maior no manejo SEM QUEIMA usando-se o par de iniciadores
NS31 e AM1 Assim como no uso do conjunto de iniciadores NS7 e F1Ra o emprego do par
NS31 e AM1 resultou em uma taxa de cobertura elevada (Figura 24) De acordo com as anaacutelises
de Libshuff as duas bibliotecas foram significativamente diferentes (P lt 005)
79
Tabela 16 ndash Similaridade das sequecircncias dos clones do gene rRNA 18s obtidas por amplificaccedilatildeo do DNA total
de raiacutezes de cana-de-accediluacutecar colonizadas por FMAs e utilizando os iniciadores NS31 e AM1 em
relaccedilatildeo a sequecircncias de bancos de dados puacuteblicos
Manejo Clone Sequecircncia mais similar [Acesso] Similaridade Freq(1)
SEM QUEIMA
UB AM1 G0414 Fusarium oxysporum [DQ9161501] 99 122
UB AM1 C0406 Fusarium cerealis [AF1419471] 98 24
UB AM1 H0315 Cladosporium cladosporioides [EU3755231] 99 537
UB AM1 B0204 Penicillium glabrum [AF5480901] 99 49
UB AM1 D0107 Phialophora verrucosa [EF4136141] 99 141
UB AM1 B0303 Phialophora verrucosa [EF4136141] 100 122
COM QUEIMA
B AM1 F0812 Fusarium oxysporum [DQ9161501] 99 948
B AM1 H0715 Fusarium oxysporum [DQ9161501] 98 26
B AM1 D1107 Phoma sp [EU8264811] 100 26
As sequecircncias foram comparadas usando-se o BLAST Cada clone representa um dos grupos formados por
UPGMA A coluna de frequecircncia se refere agrave proporccedilatildeo dos clones do grupo em cada biblioteca (1)
Frequecircncia de sequecircncias representadas pelo clone em cada um dos manejos (2)
Classe ldquoDothideomycetes et Chaetothyriomycetes incertae sedisrdquo
80
Figura 23 ndash Relaccedilotildees filogeneacuteticas entre a sequecircncias do gene rRNA 18S obtidas de raiacutezes de cana-de-accediluacutecar com o
par de iniciadores NS31 e AM1 e sequecircncias de fungos determinadas usando-se neighbor-joining
Nuacutemeros sobre os ramos indicam a porcentagem de 1000 repeticcedilotildees da anaacutelise de bootstrap Cada clone
representa um dos grupos formados por UPGMA Os valores entre parecircnteses representam a
percentagem do clone em cada biblioteca A barra representa uma substituiccedilatildeo a cada 100 nucleotiacutedeos
Clones grafados em negrito em preto satildeo referentes agraves raiacutezes de cana-de-accediluacutecar colhida SEM QUEIMA
enquanto os grafados em vermelho se referem agraves raiacutezes de cana-de-accediluacutecar COM QUEIMA preacutevia agrave
colheita
- Classe ldquoDothideomycetes et Chaetothyriomycetes incertae sedisrdquo
81
Tabela 17 - Estimativas de UTOs iacutendices de diversidade e cobertura de amostragem determinadas com base no sequenciamento de
clones do gene rRNA 18S de fungos associados a raiacutezes de cana-de-accediluacutecar com ou SEM QUEIMA preacutevia agrave colheita
obtidos utilizando-se o par de iniciadores NS31 e AM1
Comunidade NS NU Estimativa de riquezas de UTOs Iacutendices de diversidade ECAc
ACE-1 Chao1
Shannona
1Dab
SEM QUEIMA 41 6 64 (60 116) 65 (60 144) 1366 (1103 1630) 292 (209 484) 0976
COM QUEIMA 39 3 40 (31 141) 35 ( 30 114) 0320 (0058 0583) 117 (049-320) 0974
Valores entre parecircnteses representam o intervalo com 95 de confianccedila NS ndash nuacutemero de sequecircncias NU ndash nuacutemero de UTOs a
Estimador de maacutexima
semelhanccedila b ndash Reciacuteproco do iacutendice de Simpson
c ndash Estimativa de Cobertura da Amostragem Distacircncia evolutiva usada para as estimativas foi 001
82
Figura 24 - Anaacutelise de LIBSHUFF de comunidade de fungos associados agraves raiacutezes de cana-de-accediluacutecar sob dois manejos de colheita quando empregado o par de
iniciadores NS31 e AM1 A manejo SEM QUEIMA (homoacutelogo) x manejo COM QUEIMA B manejo COM QUEIMA (homoacutelogo) x manejo SEM
QUEIMA As comunidades satildeo diferentes significativamente com P lt 005 A distribuiccedilatildeo de (Cy-Cyx)2 como uma funccedilatildeo de D indica a diferenccedila
entre as duas comunidades
00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
00 01 02 03 04 05 06
Distacircncia Evolutiva (D)
Co
ber
tura
0000
0100
0200
0300
0400
0500
0600
0700
0800
(Cy
-Cy
x)2
Homoacutelogo
Heteroacutelogo
(Cx-Cxy)2
95XY
00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
0 01 02 03 04 05 06
Distacircncia Evolutiva (D)
Co
bertu
ra
0000
0002
0004
0006
0008
0010
0012
(Cx
-Cx
y)2
Homoacutelogo
Heteroacutelogo
(Cy-Cyx)2
95YX
A B
83
2337 Anaacutelise do gene rRNA 18S amplificado com os iniciadores especiacuteficos para grupos
de FMAs em raiacutezes de cana-de-accediluacutecar
Para determinar a estrutura da comunidade de FMAs por meio do sequenciamento dos
amplicons os iniciadores aqui desenhados e validados foram testados em amostras de raiacutezes de
cana-de-accediluacutecar do campo Apoacutes a amplificaccedilatildeo de fragmentos do gene rRNA 18S com os
iniciadores ACAU220 GIGA202 GLOMA690 e GLOMB673 e o sequenciamento dos
amplicons foram obtidas 161 sequecircncias Dessas 35 foram retiradas das anaacutelises por
consistirem quimeras ou sequecircncias de baixa qualidade Verificou-se que nenhum dos
iniciadores desenhados foi especiacutefico para FMAs de acordo com a comparaccedilatildeo das sequecircncias
obtidas com sequecircncias de bancos de dados por meio de BLAST (Tabelas 18 19 20 e 21) As
sequecircncias de parte do gene do rRNA 18S obtidas foram alinhadas para a anaacutelise filogeneacutetica
(Figuras 25 26 27 e 28) As sequecircncias obtidas natildeo se agruparam com as sequecircncias de fungos
do filo Glomeromycota do banco de dados (GenBank) Os amplicons obtidos com o iniciador
ACAU220 em sua maioria foram mais similares a Cladosporium (Dothideomycetes
Ascomycota) (Tabela 18 e Figura 25) A maioria dos amplicons obtidos com o iniciador
GIGA202 foram mais similares agrave Fusarium (Sordariomycetes Ascomycota) (Tabela 19 e
Figura 26) Quando utilizou-se o iniciador GLOMA690 a maioria dos amplicons foram mais
similares a Monodictys (Sordariomycetes Ascomycota) e a Cryptococcus (Tremellomycetes
Basidiomycota) (Tabela e Figura 27) Jaacute com o uso do iniciador GLOMB673 a maioria dos
amplicons foram mais similares a Phoma (Ascomycota mitospoacuterico) (Tabela 21 e Figura 28)
Com exceccedilatildeo de um amplicon obtido com o iniciador ACAU220 e alguns amplicons obtidos
com o iniciador GLOMB673 os quais foram mais similares agrave Basidiomycota todas os outros
amplicons obtidos com o emprego dos iniciadores desenhados foram mais similares a
Ascomycota Portanto uma vez que nenhuma sequecircncia obtida estaacute relacionada ao filo
Glomeromycota ao qual pertencem os FMAs os iniciadores desenhados foram inespeciacuteficos
para identificaccedilatildeo desses fungos nas raiacutezes de cana-de-accediluacutecar em condiccedilatildeo de campo
Mesmo assim foram estimadas a riqueza de UTOs e os iacutendices de diversidade de
Shannon e reciacuteproco de Simpson com os dados obtidos Pelo programa Spade foram estimadas
um total de 49 UTOs sendo 26 do tratamento SEM QUEIMA e 25 do tratamento COM
QUEIMA (Tabela 22) A estimativa de riqueza de fungos variou de 64 no manejo COM
84
QUEIMA 216 no manejo SEM QUEIMA a 265 espeacutecies de fungos considerando-se as
amostras dos dois tratamentos de colheita Os dois tratamentos tambeacutem natildeo apresentaram
diferenccedilas quanto aos iacutendices de diversidade A estimativa de cobertura da amostragem foi de
683 no tratamento sob manejo COM QUEIMA e 701 no tratamento sob manejo SEM
QUEIMA Verifica-se que a curva de rarefaccedilatildeo natildeo atinge a assiacutentota isto eacute somente uma
porccedilatildeo da riqueza de fungos associados agraves raiacutezes de cana-de-accediluacutecar foi amostrada (Figura 29)
As sequecircncias obtidas natildeo se agrupam com base em suas relaccedilotildees filogeneacuteticas em
funccedilatildeo do tratamento (SEM QUEIMA ou COM QUEIMA) Existem apenas 7 UTOs (56 do
total de UTOs) em comum entre os tratamentos SEM QUEIMA e COM QUEIMA As UTOs
em comum satildeo as identificadas pelos nuacutemeros 1 2 3 4 7 16 e 23 nas Tabelas 18 a 21 Esse
nuacutemero reduzido de UTOs em comum aos dois tratamentos indicaram diferenccedila na comunidade
de fungos associados agraves raiacutezes de cana-de-accediluacutecar A anaacutelise de Libshuff mostrou que as
comunidades de fungos dos dois tratamentos satildeo significativamente diferentes (p lt 005)
(Figura 30)
Muitas sequecircncias do gene rRNA 18S amplificadas de raiacutezes de cana-de-accediluacutecar com o
uso dos iniciadores desenhados podem representar novos taxa Um total de 52 (416 )
sequecircncias apresentam similaridade menor do que 96 agraves sequecircncias disponiacuteveis no banco de
dados do NCBI Essas sequecircncias foram verificadas como natildeo quimeacutericas e satildeo mais similares
a sequecircncias de Ascomycota e Basidiomycota com base na anaacutelise filogeneacutetica Empregando-
se os iniciadores aqui desenhados as seis UTOs mais frequentes representam 568 do total
de sequecircncias enquanto as UTOs contendo um uacutenica sequecircncia (singletons) representam 735
do total de UTOs mostrando a existecircncia de dominacircncia de algumas espeacutecies fuacutengicas na
comunidade associada agraves raiacutezes
As sequecircncias obtidas com os iniciadores grupo-especiacuteficos de FMAs desenhados no
presente trabalho natildeo tem regiatildeo em comum com as sequecircncias de clones das bibliotecas
obtidas utilizando os iniciadores da primeira abordagem (NS7 e F1Ra) No entanto a regiatildeo
amplificada do gene rRNA 18S obtida com uso dos iniciadores da segunda abordagem (NS31 e
AM1) eacute comum agrave parte da regiatildeo amplificada com o uso dos iniciadores grupo-especiacuteficos
Pela anaacutelise filogeneacutetica usando neighbor joining as sequecircncias da segunda abordagem
mostraram-se relacionadas a algumas sequecircncias obtidas com os iniciadores especiacuteficos (dados
natildeo mostrados) Isso mostra a consistecircncia do meacutetodo de PCR e sequenciamento para o
85
levantamento populacional dos fungos associados agraves raiacutezes de cana-de-accediluacutecar em condiccedilotildees de
campo apesar de o nuacutemero de UTOs recuperadas ser menor com o uso do iniciador AM1
Tabela 18 - Anaacutelise do BLAST de sequecircncias obtidas das bibliotecas de raiacutezes de cana-de-accediluacutecar COM
QUEIMA e SEM QUEIMA preacutevia agrave colheita utilizando o iniciador ACAU220
Manejo Clone iniciador UTO(1)
Sequecircncia mais similar [Acesso] Similaridade
(2)
SEM QUEIMA
A01 ACAU220 UTO 1 Cladosporium cladosporioides [EU3755231] 100
G01 ACAU220 UTO 1 Cladosporium cladosporioides [EU3755231] 96
F02 ACAU220 UTO 1 Cladosporium cladosporioides [EU3755231] 95
G02 ACAU220 UTO 1 Cladosporium cladosporioides [EU7234841] 94
B03 ACAU220 UTO 1 Cladosporium cladosporioides [EU3755231] 93
C03 ACAU220 UTO 1 Cladosporium cladosporioides [EU3755231] 93
D03 ACAU220 UTO 1 Cladosporium cladosporioides [EU7234841] 93
E01 ACAU220 UTO 1 Cladosporium cladosporioides [EU3755231] 93
D02 ACAU220 UTO 2 Penicillium brevicompactum [EU2636081] 98
H01 ACAU220 UTO 2 Penicillium freii [AY6409981] 98
A03 ACAU220 UTO 2 Phialocephala fortinii [EU3820701] 96
B02 ACAU220 UTO 3 Monodictys arctica [EU6865191]] 93
C01 ACAU220 UTO 4 Penicillium purpurogenum [DQ3659471] 96
C02 ACAU220 UTO 5 Hypocrea koningii [EU7224041] 92
D01 ACAU220 UTO 6 Pseudocolus fusiformis [AF0266231] 98
E02 ACAU220 UTO 7 Fusarium oxysporum [EU7108211] 98
Com Queima
H03 ACAU220 UTO 1 Cladosporium cladosporioides [EU3755231] 96
H04 ACAU220 UTO 1 Cladosporium cladosporioides [EU3755231] 96
D05 ACAU220 UTO 1 Cladosporium cladosporioides [EU3755231] 95
G04 ACAU220 UTO 1 Cladosporium cladosporioides [EU3755231] 93
B04 ACAU220 UTO 2 Penicillium glabrum [AF5480901] 93
A04 ACAU220 UTO 3 Phoma sp [EU8264811] 97
G03 ACAU220 UTO 3 Monodictys arctica [EU6865191] 97
E05 ACAU220 UTO 3 Phoma sp [EU8264811] 94
D04 ACAU220 UTO 3 Didymella exitialis [EU1675641] 91
B05 ACAU220 UTO 4 Penicillium purpurogenum [DQ3659471] 96
C05 ACAU220 UTO 16 Monodictys arctica [EU6865191] 93
F03 ACAU220 UTO 28 Paraconiothyrium brasiliense [EU2956511] 91
F05 ACAU220 UTO 29 Alternaria sp [EU8264791] 97
G05 ACAU220 UTO 30 Lithothelium septemseptatum [AY5846621] 96
Os E-values de todas as comparaccedilotildees foram iguais a zero (1)
Identidade das Unidades Taxonocircmicas Operacionais determinadas pelo programa DOTUR ao niacutevel de 99 de
similaridade (2)
Similaridade da sequecircncia ambiental com o respectivo acesso do NCBI dada pela anaacutelise de BLAST
86
Tabela 19 - Anaacutelise do BLAST de sequecircncias obtidas das bibliotecas de raiacutezes de cana-de-accediluacutecar COM
QUEIMA e SEM QUEIMA preacutevia agrave colheita utilizando o iniciador GIGA202
Manejo Clone iniciador UTO(1)
Sequecircncia mais similar [Acesso] Similaridade
(2)
SEM QUEIMA
A06 GIGA202 UTO 1 Cladosporium cladosporioides [EU3755231] 96
D07 GIGA202 UTO 3 Monodictys arctica [EU6865191] 95
H06 GIGA202 UTO 4 Penicillium purpurogenum [AF2452571] 97
B08 GIGA202 UTO 4 Penicillium purpurogenum [DQ3659471]] 93
A08 GIGA202 UTO 7 Fusarium oxysporum [EF5903261] 96
A07 GIGA202 UTO 7 Fusarium oxysporum [EF5903261] 95
F07 GIGA202 UTO 7 Fusarium oxysporum [EF5903261] 94
E06 GIGA202 UTO 7 Fusarium oxysporum [EF5903261] 93
F06 GIGA202 UTO 7 Fusarium oxysporum [EF5903261] 93
C07 GIGA202 UTO 7 Fusarium oxysporum [EF5903261] 92
D06 GIGA202 UTO 7 Fusarium oxysporum [EF5903261] 92
B06 GIGA202 UTO 8 Fusarium oxysporum [EF5903261] 90
C06 GIGA202 UTO 9 Fusarium oxysporum [EF5903261] 90
C08 GIGA202 UTO 10 Fusarium oxysporum [EF5903261] 90
E07 GIGA202 UTO 11 Fusarium oxysporum [EF5903261] 91
G06 GIGA202 UTO 12 Monodictys arctica [EU6865191] 87
G07 GIGA202 UTO 13 Fusarium oxysporum [EF5903261] 91
COM QUEIMA
A09 GIGA202 UTO 1 Cladosporium cladosporioides [EU3755231] 97
D09 GIGA202 UTO 3 Monodictys arctica [EU6865191] 99
E10 GIGA202 UTO 3 Phoma sp [EU8264811] 99
F09 GIGA202 UTO 3 Phaeosphaeria nodorum [EU1892131] 99
G09 GIGA202 UTO 3 Phoma sp [EU8264811] 99
B09 GIGA202 UTO 3 Phoma sp [EU8264811] 97
C09 GIGA202 UTO 3 Phoma sp [EU8264811] 96
H08 GIGA202 UTO 3 Phaeosphaeria nodorum [EU1892131] 96
B10 GIGA202 UTO 7 Fusarium oxysporum [EF5903261] 95
G10 GIGA202 UTO 7 Fusarium oxysporum [EF5903261] 94
F08 GIGA202 UTO 7 Fusarium oxysporum [EF5903261] 93
E09 GIGA202 UTO 30 Paraconiothyrium variabile [EU2956531] 95
A10 GIGA202 UTO 31 Monodictys arctica [EU6865191] 89
C10 GIGA202 UTO 32 Penicillium purpurogenum [DQ3659471] 92
E08 GIGA202 UTO 33 Pyrenochaeta nobilis [DQ8982871] 98
F10 GIGA202 UTO 34 Fusarium oxysporum [EF5903261] 94
H09 GIGA202 UTO 35 Monodictys arctica [EU6865191] 95
Os E-values de todas as comparaccedilotildees foram iguais a zero (1)
Unidades Taxonocircmicas Operacionais determinadas pelo programa DOTUR ao niacutevel de 99 de similaridade (2)
Similaridade da sequecircncia ambiental com o respectivo acesso do NCBI dada pela anaacutelise de BLAST
87
Tabela 20 - Anaacutelise do BLAST de sequecircncias obtidas das bibliotecas de raiacutezes de cana-de-accediluacutecar COM
QUEIMA e SEM QUEIMA preacutevia agrave colheita utilizando o iniciador GLOMA690
Manejo Clone iniciador UTO(1)
Sequecircncia mais similar [Acesso] Similaridade
(2) E-value
SEM QUEIMA
A11 GLOMA690 UTO 3 Monodictys arctica [EU6865191] 99 00
B11 GLOMA690 UTO 3 Monodictys arctica [EU6865191] 99 8e-167
B12 GLOMA690 UTO 3 Monodictys arctica [EU6865191] 99 6e-163
D11 GLOMA690 UTO 3 Monodictys arctica [EU6865191] 98 8e-162
F11 GLOMA690 UTO 3 Monodictys arctica [EU6865191] 97 5e-159
A01 GLOMA690 UTO 3 Phoma sp [EU8264811] 97 00
C01 GLOMA690 UTO 3 Phoma sp [EU8264811] 97 00
B01 GLOMA690 UTO 14 Phoma sp [EU8264811] 98 00
A12 GLOMA690 UTO 14 Monodictys arctica [EU6865191] 97 3e-151
E11 GLOMA690 UTO 14 Monodictys arctica [EU6865191] 94 2e-142
C11 GLOMA690 UTO 15 Cryptococcus vishniacii [AB0326571] 99 1e-164
H12 GLOMA690 UTO 16 Monodictys arctica [EU6865191] 98 1e-159
G11 GLOMA690 UTO 16 Monodictys arctica [EU6865191] 97 4e-155
D12 GLOMA690 UTO 16 Monodictys arctica [EU6865191] 96 4e-150
E12 GLOMA690 UTO 17 Cryptococcus aerius [EU8476621] 96 6e-148
F12 GLOMA690 UTO 18 Monodictys arctica [EU6865191] 96 1e-150
G12 GLOMA690 UTO 19 Monodictys arctica [EU6865191] 90 4e-120
H11 GLOMA690 UTO 20 Monodictys arctica [EU6865191] 98 8e-162
D01 GLOMA690 UTO 21 Cryptococcus gastricus [DQ6455131] 97 00
COM QUEIMA
C02 GLOMA690 UTO 3 Phoma medicaginis [EU1675751] 97 00
A03 GLOMA690 UTO 36 Cryptococcus terreus [AB0326491] 97 00
E02 GLOMA690 UTO 36 Cryptococcus terreus [AB0326491] 98 00
B03 GLOMA690 UTO 36 Cryptococcus terreus [AB0326491] 96 00
B02 GLOMA690 UTO 37 Cryptococcus terreus [AB0326491] 93 00
D03 GLOMA690 UTO 38 Dothidotthia aspera [EU6732281] 88 1e-139
E01 GLOMA690 UTO 39 Phoma sp [EU8264811] 93 00
E03 GLOMA690 UTO 40 Phoma sp [EU8264811] 92 00
F01 GLOMA690 UTO 41 Cryptococcus terreus [AB0326491] 93 00
G02 GLOMA690 UTO 42 Phoma sp [EU8264811] 97 00
H02 GLOMA690 UTO 43 Phoma sp [EU8264811] 97 00
(1) Unidades Taxonocircmicas Operacionais determinadas pelo programa DOTUR ao niacutevel de 99 de similaridade
(2) Similaridade da sequecircncia ambiental com o respectivo acesso do NCBI dada pela anaacutelise de BLAST
88
Tabela 21 - Anaacutelise do BLAST de sequecircncias obtidas das bibliotecas de raiacutezes de cana-de-accediluacutecar COM
QUEIMA e SEM QUEIMA preacutevia agrave colheita utilizando o iniciador GLOMB673
Manejo Clone iniciador UTO(1)
Sequecircncia mais similar [Acesso] Similaridade
(2) e-value
SEM QUEIMA
A05 GLOMB673 UTO 3 Monodictys arctica [EU6865191] 99 00
A06 GLOMB673 UTO 3 Phoma sp [EU8264811] 99 00
D06 GLOMB673 UTO 3 Phoma sp [EU8264811] 99 00
B05 GLOMB673 UTO 3 Phoma sp [EU8264811] 98 00
E04 GLOMB673 UTO 3 Monodictys arctica [EU6865191] 98 00
B04 GLOMB673 UTO 3 Phoma sp [EU8264811] 97 00
C06 GLOMB673 UTO 3 Leptosphaeria doliolum [U434571] 97 00
D05 GLOMB673 UTO 3 Monodictys arctica [EU6865191] 96 00
D04 GLOMB673 UTO 16 Phoma sp [EU8264811] 98 00
A04 GLOMB673 UTO 22 Phoma medicaginis [EU1675751] 92 7e-156
C04 GLOMB673 UTO 23 Monodictys arctica [EU6865191] 98 00
F04 GLOMB673 UTO 24 Rhytidhysteron rufulum [AF2014521] 95 00
F05 GLOMB673 UTO 25 Monodictys arctica [EU6865191] 94 00
G05 GLOMB673 UTO 26 Pleosporales [FJ1768441] 99 00
H05 GLOMB673 UTO 27 Phoma sp [EU8264811] 96 00
COM QUEIMA
G08 GLOMB673 UTO 3 Phoma sp [EU8264811] 99 00
C08 GLOMB673 UTO 3 Phoma sp [EU8264811] 97 00
C07 GLOMB673 UTO 16 Monodictys arctica [EU6865191] 98 00
G07 GLOMB673 UTO 16 Monodictys arctica [EU6865191] 96 00
A07 GLOMB673 UTO 23 Monodictys arctica [EU6865191] 99 00
D07 GLOMB673 UTO 23 Phoma sp [EU8264811] 98 00
B07 GLOMB673 UTO 34 Trichocladium asperum [EU2636131] 94 00
E06 GLOMB673 UTO 34 Trichocladium asperum [EU2636131] 94 3e-174
F06 GLOMB673 UTO 35 Phoma sp [EU8264811] 99 00
A08 GLOMB673 UTO 39 Phoma sp [EU8264811] 99 00
E07 GLOMB673 UTO 44 Dothidotthia aspera [EU6732251] 90 1e-162
F07 GLOMB673 UTO 45 Monodictys arctica [EU6865191] 91 2e-180
F08 GLOMB673 UTO 46 Phoma sp [EU8264811] 90 8e-170
G06 GLOMB673 UTO 47 Coniothyrium palmarum [AY6425141] 95 00
H06 GLOMB673 UTO 48 Pleosporales sp [FJ1768441] 92 2e-161
H08 GLOMB673 UTO 49 Phoma sp [EU8264811] 97 00
(1) Unidades Taxonocircmicas Operacionais determinadas pelo programa DOTUR ao niacutevel de 99 de similaridade
(2) Similaridade da sequecircncia ambiental com o respectivo acesso do NCBI dada pela anaacutelise de BLAST
89
Figura 25 ndash Relaccedilotildees filogeneacuteticas entre as sequecircncias do rDNA 18S obtidas de raiacutezes de cana-de-accediluacutecar
utilizando o iniciador ACAU220 e sequecircncias de fungos determinadas usando neighbor joining
Nuacutemeros sobre os ramos indicam a percentagem de 1000 repeticcedilotildees da anaacutelise de bootstrap O
comprimento da barra representa duas substituiccedilotildees a cada 100 nucleotiacutedeos As sequecircncias do
tratamento SEM QUEIMA estatildeo grafadas em preto e negrito e as do tratamento COM QUEIMA
estatildeo em vermelho e negrito
90
Figura 26 ndash Relaccedilotildees filogeneacuteticas entre as sequecircncias do rDNA 18S obtidas de raiacutezes de cana-de-accediluacutecar
utilizando o iniciador GIGA202 e sequecircncias de fungos determinadas usando neighbor joining
Nuacutemeros sobre os ramos indicam a percentagem de 1000 repeticcedilotildees da anaacutelise de bootstrap O
comprimento da barra representa duas substituiccedilotildees a cada 100 nucleotiacutedeos As sequecircncias do
tratamento SEM QUEIMA estatildeo grafadas em preto e negrito e as do tratamento COM QUEIMA
estatildeo em vermelho e negrito
91
Figura 27 ndash Relaccedilotildees filogeneacuteticas entre as sequecircncias do rDNA 18S obtidas de raiacutezes de cana-de-accediluacutecar
utilizando o iniciador GLOMA690 e sequecircncias de fungos determinadas usando neighbor joining
Nuacutemeros sobre os ramos indicam a percentagem de 1000 repeticcedilotildees da anaacutelise de bootstrap O
comprimento da barra representa duas substituiccedilotildees a cada 100 nucleotiacutedeos As sequecircncias do
tratamento SEM QUEIMA estatildeo grafadas em preto e negrito e as do tratamento COM QUEIMA
estatildeo em vermelho e negrito
92
Figura 28 ndash Relaccedilotildees filogeneacuteticas entre as sequecircncias do rDNA 18S obtidas de raiacutezes de cana-de-accediluacutecar
utilizando o iniciador GLOMB673 e sequecircncias de fungos determinadas usando neighbor joining
Nuacutemeros sobre os ramos indicam a percentagem de 1000 repeticcedilotildees da anaacutelise de bootstrap O
comprimento da barra representa duas substituiccedilotildees a cada 100 nucleotiacutedeos As sequecircncias do
tratamento SEM QUEIMA estatildeo grafadas em preto e negrito e as do tratamento COM QUEIMA
estatildeo em vermelho e negrito
93
Figura 29 ndash Curvas de rarefaccedilatildeo para bibliotecas de clones do gene rRNA 18S obtidas usando os iniciadores
FMAs grupo-especiacuteficos em amostras DNA de raiacutezes de cana-de-accediluacutecar sob tratamento SEM
QUEIMA e COM QUEIMA A curva de rarefaccedilatildeo foi gerada com o programa DOTUR (SCHLOSS
HANDELSMAN 2005) utilizando o niacutevel de 99 de similaridade
94
Tabela 22 - Estimativas de UTOs iacutendices de diversidade e cobertura de amostragem calculadas a partir de bibliotecas de rDNA 18S
de fungos associados a raiacutezes de cana-de-accediluacutecar com ou SEM QUEIMA preacutevia agrave colheita utilizando os iniciadores
ACAU220 GIGA202 GLOMA690 e GLOMB673
Valores entre parecircnteses representam o intervalo com 95 de confianccedila NS ndash nuacutemero de sequecircncias NU ndash nuacutemero de UTOs a
Estimador de maacutexima
semelhanccedila b ndash Reciacuteproco do iacutendice de Simpson
c ndash Estimativa de Cobertura da Amostragem Distacircncia evolutiva usada para as estimativas foi 001
Comunidade NS NU Estimativa de riquezas de UTOs Iacutendices de diversidade
ECAc
ACE-1 Chao1
Shannona
1Da b
SEM QUEIMA 67 26 1777 (621 6645)
2160 (1066 4738)d
2544 (2242 2845) 679 (447 1412) 0701
COM QUEIMA 58 28 1080 (511 3057) 641( 391 1457) 2808 (2520 3096) 904 (631 1953) 0683
Todas as sequecircncias 125 49 2130(1077 5072)
2650(1145 7616) 3134 (2898 3370) 1083 (715 2232) 0712
95
Figura 30 - Anaacutelise de LIBSHUFF de comunidade de fungos associado agraves raiacutezes de cana-de-accediluacutecar sob dois manejos de colheita utilizando o conjunto de
iniciadores desenhados ACAU220 GIGA202 GLOMA690 e GLOMB673 A manejo SEM QUEIMA (homoacutelogo) x manejo COM QUEIMA B
manejo COM QUEIMA (homoacutelogo) x manejo SEM QUEIMA As comunidades satildeo diferentes significativamente com P lt 005 A distribuiccedilatildeo de
(Cy-Cyx)2 como uma funccedilatildeo de D indica a diferenccedila entre as duas comunidades
B A
96
Os estudos de comunidades de FMAs satildeo importantes devido aos efeitos das MAs para as
plantas e para os ecossistemas terrestres (HEIJDEN et al 1998) Poreacutem a principal dificuldade
nas investigaccedilotildees do ciclo de vida da filogenia organizaccedilatildeo geneacutetica dinacircmica e estrutura das
comunidades dos FMAs eacute o seu biotrofismo obrigatoacuterio As abordagens moleculares
principalmente a caracterizaccedilatildeo de genes do rRNA tecircm contribuido para a elucidaccedilatildeo da
ecologia dos FMAs Esses genes satildeo muito utilizados por suas caracteriacutesticas evolutivas as quais
permitem a investigaccedilatildeo em diferentes niacuteveis de resoluccedilatildeo filogeneacutetica (HILLIS DIXON 1991)
Aleacutem disso eacute um gene que ocorre em muacuteltiplas coacutepias no genoma sendo a sua detecccedilatildeo mais
faacutecil em relaccedilatildeo a outros genes Segundo Oumlpik et al (2006) de 26 trabalhos 23 investigaram
comunidade de FMAs utilizando o gene rRNA 18S 7 investigaram regiotildees ITS e 4 avaliaram o
gene rRNA 28S sendo que alguns dos trabalhos utilizaram mais de um locus gecircnico
O desenho de novos iniciadores para a amplificaccedilatildeo de DNA dos organismos pertencentes
ao filo Glomeromycota eacute importante para evitar o vieacutes causado pelo uso do tradicional iniciador
AM1 (HELGASON 1998) Esse iniciador tem sido usado em inuacutemeros estudos de comunidades
de FMAs em campo (OumlPIK et al 2006) no entanto ele natildeo amplifica o DNA dos grupos basais
de Glomeromycota como Archaeosporales (REDECKER 2000 SANTOS FINLAY TEHLER
2006 SANTOS-GONZAacuteLEZ et al 2007) Aleacutem disso o iniciador AM1 pode amplificar
sequecircncias de fungos natildeo-micorriacutezicos arbusculares (DOUHAN et al 2005) Jaacute o emprego de
iniciadores especiacuteficos para fungos em geral pode natildeo cobrir toda a comunidade fuacutengica e dessa
forma natildeo refletir a comunidade de FMAs da amostra ou natildeo identificar sequer uma sequecircncia
de fungo do filo Glomeromycota (Tabela 14 e Figura 21) Por essa razatildeo o desenho de
iniciadores especiacuteficos para os principais grupos de Glomeromycota eacute de suma importacircncia
Mesmo com a colonizaccedilatildeo micorriacutezica variando de 30 a 52 natildeo foi possiacutevel a
detecccedilatildeo de FMAs nas raiacutezes utilizando-se as trecircs abordagens (1) aplicaccedilatildeo do iniciador AM1
(2) iniciador F1Ra especiacutefico para fungos em geral e (3) uso dos iniciadores aqui desenhados A
ausecircncia de sequecircncias clonadas que fossem mais similares agraves sequecircncias de Glomeromycota
mesmo utilizando iniciadores especiacuteficos e funcionais em amostras de casa-de-vegetaccedilatildeo e em
amostras de campo (raiacutezes da pradaria Konza) pode indicar um ambiente com uma comunidade
fuacutengica diversa e complexa nas raiacutezes de cana-de-accediluacutecar do campo Com os iniciadores
desenhados neste estudo houve um maior nuacutemero de UTOs detectadas em relaccedilatildeo aos
iniciadores AM1 ou F1Ra O nuacutemero de 49 UTOs sequenciadas e 265 UTOs estimadas somente
97
nas raiacutezes da cana-de-accediluacutecar (Tabela 22) indicam alta diversidade fuacutengica em relaccedilatildeo agrave outros
ambientes Waldrop et al (2006) avaliaram a diversidade de fungos do solo empregando-se o
par de iniciadores ITS1F e ITS4 e o sequenciamento dos clones provenientes de amostras de
aacutereas com diferentes nuacutemeros de espeacutecies vegetais no estado de Minnesota EUA Esses autores
obtiveram um total de 149 UTOs de fungos do solo em 7 diferentes tratamentos com um nuacutemero
maacuteximo de 40 UTOs quando se sequenciaram 72 clones de um tratamento Mas esses resultados
foram obtidos de amostras de DNA extraiacutedo do solo o qual geralmente apresenta maior
diversidade fuacutengica do que aquela associada agraves raiacutezes Neubert et al (2006) avaliaram a estrutura
da comunidade de fungos nos diferentes oacutergatildeos de caniccedilo e verificaram que as raiacutezes satildeo os
oacutergatildeos com maior diversidade A alta diversidade poderia ser a causa do vieacutes na amplificaccedilatildeo nos
experimentos deste trabalho no entanto Vandenkoornhuyse et al (2002) estudaram a
diversidade de fungos em raiacutezes da Poaceae Arrhenatherum elatius com o uso de iniciadores
especiacuteficos para fungos em geral e encontraram 49 filotipos sendo 3 relacionados agrave
Glomeromycota Husband et al (2002) amplificaram o DNA de FMAs de raiacutezes de floresta
tropical do Panamaacute empregando os iniciadores NS31 e AM1 e mostram que a
ldquohiperdiversidaderdquo pode natildeo ser a explicaccedilatildeo para o problema
Por outro lado considerando que quanto maior a diversidade vegetal maior o nuacutemero de
nichos e portanto maior a diversidade de fungos (LODGE 1997) a diversidade em raiacutezes de
uma lavoura de cana-de-accediluacutecar natildeo seria alta ao ponto de mascarar a presenccedila de FMAs Em
aacutereas de monocultura como as de cana-de-accediluacutecar haveria uma dominacircncia de um pequeno grupo
de fungos resultando em amostras de DNA com prevalecircncia desses organismos os quais se
sobrepujariam em relaccedilatildeo aos FMAs nas amostras de DNA total Como foi mostrado pelo
sequenciamento de clones do gene rRNA 18S e anaacutelise pelo DOTUR aproximadamente 60
das sequecircncias pertencem a apenas seis UTOs de um total de 49 UTOs Desse modo pode haver
uma razatildeo DNA alvo DNA natildeo-alvo desfavoraacutevel agrave amplificaccedilatildeo especiacutefica
Considerando que os iniciadores desenhados obtiveram resultados positivos nos testes in
silico e em amostras controle de casa-de-vegetaccedilatildeo eacute possiacutevel que o problema resida nas
condiccedilotildees suboacutetimas de PCR Assim paracircmetros como temperatura de pareamento dos
iniciadores concentraccedilotildees de cloreto de magneacutesio e diluiccedilatildeo da primeira PCR podem estar em
niacuteveis natildeo ideais Os testes para esses e outros paracircmetros tais como presenccedila ou ausecircncia de
BSA ou DMSO (Dimetil Sulfoacutexido) foram feitos nas amostras controle provindas de casa-de-
98
vegetaccedilatildeo e natildeo nas raiacutezes de cana-de-accediluacutecar do campo Eacute possiacutevel que as amplificaccedilotildees
inespeciacuteficas com o emprego dos iniciadores desenhados usando DNA de raiacutezes de cana-de-
accediluacutecar poderiam ser evitadas com a otimizaccedilatildeo das condiccedilotildees de PCR O BSA eacute um adjuvante
que pode aumentar a eficiecircncia da amplificaccedilatildeo O DMSO eacute um agente desnaturante que inibe
formaccedilatildeo de estruturas secundaacuterias e eacute utilizado para melhorar a eficiecircncia e a especificidade de
amplificaccedilatildeo (KITADE et al 2003) Entretanto o problema pode ter mais de uma origem em
razatildeo de o emprego dos iniciadores Glomus grupo A (GLOMA189 e GLOMA690) em raiacutezes da
pradaria Konza resultar em amplicons especiacuteficos e em ausecircncia de sequecircncias natildeo-alvo (Figuras
14 e 15) Esses resultados nos mostra que haacute um problema especiacutefico com as amostras de raiacutezes
de cana-de-accediluacutecar onde pode haver um inibidor natildeo universal uma vez que a siacutentese de
amplicons apesar de serem inespeciacuteficos ocorre Um possiacutevel fator para a natildeo detecccedilatildeo de
FMAs nas raiacutezes eacute a incapacidade do meacutetodo de extraccedilatildeo de homogeneizar completamente o
tecido vegetal o que deixaria as hifas dos FMAs protegidas ou ligadas aos tecidos da cana-de-
accediluacutecar Essa proteccedilatildeo diminuiria a eficiecircncia da extraccedilatildeo do DNA de FMAs nas amostras de
raiacutezes de cana-de-accediluacutecar
Esses problemas podem contribuir para a amplificaccedilatildeo do DNA de determinados fungos
em funccedilatildeo do ambiente Esse vieacutes jaacute foi constatado em outros trabalhos (ANDERSON et al
2003 JUMPPONEN 2007) e pode ser decorrecircncia do fato de os iniciadores terem sido
desenhados com base em sequecircncias de espeacutecimes mantidas em coleccedilotildees de culturas e em
laboratoacuterios e natildeo em sequecircncias de organismos que ocorrem naturalmente no campo Uma vez
que os FMAs satildeo simbiotroacuteficos obrigatoacuterios a obtenccedilatildeo desse tipo de sequecircncia eacute dificultada
Assim a inespecificidade dos iniciadores pode ter origem na baixa relaccedilatildeo DNA alvo
DNA natildeo-alvo nas condiccedilotildees suboacutetimas de PCR ou em problemas inerentes agraves amostras ou ao
meacutetodo de extraccedilatildeo de DNA de raiacutezes de cana-de-accediluacutecar A soluccedilatildeo para a validaccedilatildeo dos
iniciadores especiacuteficos e para o acesso agrave comunidade de Glomeromycota nas raiacutezes de cana-de-
accediluacutecar pode ser alcanccedilada por meio de experimentos para se testar esses paracircmentros Outro
ponto a ser observado eacute que eacute preciso ser cauteloso para conclusotildees tiradas sobre comunidades de
FMAs quando se emprega o par de iniciadores NS31 e AM1 sem o uso do sequenciamento como
nas anaacutelises de T-RFLP e DGGE Os resultados podem natildeo refletir a real da comunidade de
FMAs nas amostras
99
Apesar de a detecccedilatildeo de FMAs natildeo ser possiacutevel as sequecircncias obtidas satildeo informativas
quanto ao que ocorre com a estrutura da comunidade fuacutengica nas raiacutezes A alta frequecircncia de
sequecircncias de Ascomycota nas bibliotecas obtidas com os iniciadores F1Ra (especiacutefico para
fungos) AM1 (especiacutefico para FMAs) e os especiacuteficos para grupos de FMAs ACAU220
GIGA202 GLOMA690 e GLOMB673 indicam uma dominacircncia de fungos desse filo nas raiacutezes
de cana-de-accediluacutecar
Com o emprego do iniciador F1Ra foi estimada uma riqueza de ateacute 51 UTOs (Tabela 15)
e do AM1 uma riqueza de ateacute 65 UTOs (Tabela 17) em duas amostras de cana-de-accediluacutecar sob
manejo SEM QUEIMA e COM QUEIMA A razatildeo para a diferenccedila eacute que o iniciador F1Ra eacute
universal para Fungi enquanto o segundo eacute especiacutefico para um grupo de fungos No entanto com
o uso dos iniciadores grupo-especiacuteficos aqui desenhados foi estimada uma riqueza de ateacute 265
UTOs nas 36 amostras de raiacutezes de cana-de-accediluacutecar Com relaccedilatildeo agrave estrutura da comunidade
fuacutengica o uso dos iniciadores F1Ra ou AM1 e dos iniciadores especiacuteficos aqui desenhados
indicam diferenccedilas entre as comunidades fuacutengicas nos tratamento SEM QUEIMA e COM
QUEIMA pela anaacutelise de Libshuff Esses resultados podem indicar que o uso de apenas um par
de iniciadores mesmo universal para fungos e poucas repeticcedilotildees de amostras pode resultar em
baixa cobertura de amostragem da comunidade fuacutengica
Os iacutendices estimados de riqueza e de diversidade de UTOs com o uso dos iniciadores
especiacuteficos para fungos FMAs e FMAs grupo-especiacutefico natildeo foram diferentes entre os dois
manejos de colheita sugerindo que a comunidade fuacutengica natildeo eacute afetada em nuacutemero e diversidade
de organismos pelo sistema de colheita adotado pelo menos na eacutepoca avaliada Isso pode ser
explicado pelo pouco tempo de manejo SEM QUEIMA em que o teor de C no solo ainda natildeo foi
alterado (Tabela 7) indicando que a deposiccedilatildeo de palha sobre o solo ainda natildeo afeta
significativamente as propriedades quiacutemicas e bioloacutegicas do solo
100
3 CONCLUSOtildeES
A abundacircncia riqueza e diversidade de FMAs determinadas com base na presenccedila de
esporos assexuais no solo natildeo diferiu entre os tratamentos SEM QUEIMA e COM QUEIMA
preacutevia agrave colheita nem entre as variedades de cana-de-accediluacutecar e na interaccedilatildeo dos fatores Manejo de
Colheita e Variedades de cana-de-accediluacutecar
O manejo de colheita SEM QUEIMA preacutevia estimulou a colonizaccedilatildeo micorriacutezica
arbuscular em cana-de-accediluacutecar em relaccedilatildeo ao manejo com colheita COM QUEIMA preacutevia logo
apoacutes a primeira colheita
O uso de iniciadores especiacuteficos para fungos em geral (Reino Fungi) do iniciador AM1 e
dos iniciadores especiacuteficos para grupos de FMAs natildeo permitiu a detecccedilatildeo de FMAs nas raiacutezes de
cana-de-accediluacutecar
Os iacutendices de riqueza e diversidade e a estrutura da comunidade fuacutengica associados agraves
raiacutezes de cana-de-accediluacutecar determinados por meio dos dados de sequenciamento do gene rRNA
18S natildeo diferiram entre os manejos de colheita SEM QUEIMA e COM QUEIMA preacutevia
O manejo da cana-de-accediluacutecar e colheita COM QUEIMA preacutevia agrave colheita alterou a
estrutura da comunidade fuacutengica associada agraves raiacutezes logo apoacutes a primeira colheita
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6
SUMAacuteRIO
RESUMO 8
ABSTRACT 9
1 INTRODUCcedilAtildeO 10
2 DESENVOLVIMENTO 12
21 Revisatildeo bibliograacutefica 12
211 Micorrizas Arbusculares 12
212 Estudo de comunidades de fungos micorriacutezicos arbusculares 13
213 Taxonomia e identificaccedilatildeo molecular de fungos micorriacutezicos arbusculares 16
22 Material e meacutetodos 19
221 Comparaccedilatildeo dos meacutetodos de extraccedilatildeo de DNA das raiacutezes 19
222 Amplificaccedilatildeo do gene rRNA 18S de grupos especiacuteficos de FMAs 24
223 Estrutura da comunidade de FMAs em raiacutezes e solo rizosfeacuterico de cana-de-accediluacutecar sob
diferentes manejos de colheita 27
2231 Anaacutelises quiacutemicas do solo 28
2232 Extraccedilatildeo de esporos de FMAs do solo 29
2233 Colonizaccedilatildeo micorriacutezica intrarradicular 29
2234 Anaacutelise do gene rRNA 18S fuacutengico em raiacutezes de cana-de-accediluacutecar 30
22341 Amplificaccedilatildeo do gene rRNA 18S de fungos gerais e FMAs 30
22342 Amplificaccedilatildeo do gene rRNA 18S de grupos especiacuteficos de FMAs em cana-de-accediluacutecar 31
22343 Purificaccedilatildeo dos amplicons 32
22344 Clonagem dos amplicons do gene rRNA 18S 33
22345 Extraccedilatildeo do DNA plasmidial 33
7
22346 Sequenciamento dos clones do gene rRNA 18S 34
22347 Anaacutelise de sequecircncias do gene rRNA 18S 35
23 Resultados e Discussatildeo 36
231 Comparaccedilatildeo dos meacutetodos de extraccedilatildeo de DNA das raiacutezes 36
232 Desenho e validaccedilatildeo de iniciadores especiacuteficos para grupos de FMAs 41
233 Estrutura da comunidade de FMAs em raiacutezes e solo rizosfeacuterico de cana-de-accediluacutecar sob
diferentes manejos de colheita 56
2331 Atributos quiacutemicos do solo 56
2332 Produtividade da cana-de-accediluacutecar 59
2333 Fungos micorriacutezicos arbusculares no solo 60
2334 Colonizaccedilatildeo micorriacutezica intrarradicular 70
2335 Anaacutelise do gene rRNA 18S amplificado com os iniciadores NS7e F1Ra em raiacutezes de
cana-de-accediluacutecar 73
2336 Anaacutelise do gene rRNA 18S amplificado com os iniciadores NS31 e AM1 em raiacutezes de
cana-de-accediluacutecar 78
2337 Anaacutelise do gene rRNA 18S amplificado com os iniciadores especiacuteficos para grupos de
FMAs em raiacutezes de cana-de-accediluacutecar 83
3 CONCLUSOtildeES 100
REFEREcircNCIAS 101
8
RESUMO
Comunidades de fungos micorriacutezicos arbusculares no solo e raiacutezes de cana-de-accediluacutecar
Os fungos micorriacutezicos arbusculares (FMAs filo Glomeromycota) formam associaccedilotildees
simbioacuteticas com a maioria das plantas vasculares Normalmente as hifas dos FMAs crescem no
solo e colonizam o interior das raiacutezes No entanto natildeo se sabe se as espeacutecies mais abundantes
detectadas no solo por meio da identificaccedilatildeo com base na morfologia dos esporos assexuais satildeo
tambeacutem as mais abundantes no interior das raiacutezes devido agraves dificuldades para a identificaccedilatildeo dos
FMAs com base nas estruturas intrarradiculares Assim o objetivo do presente trabalho foi
avaliar a estrutura da comunidade de FMAs em cana-de-accediluacutecar sob dois manejos de colheita por
meio da identificaccedilatildeo das espeacutecies que estatildeo no solo na forma de esporos assexuais e aquelas que
estatildeo nas raiacutezes usando o sequenciamento de clones do gene rRNA 18S Amostras de solo e
raiacutezes de cana-de-accediluacutecar de trecircs variedades e dois manejos de colheita SEM QUEIMA preacutevia e
COM QUEIMA preacutevia agrave colheita foram coletadas em um experimento localizado no municiacutepio
de Novo Horizonte SP Foram utilizadas trecircs abordagens para a identificaccedilatildeo dos FMAs no
interior das raiacutezes emprego de (1) iniciador especiacutefico para fungos em geral (2) iniciador
especiacutefico para FMAs e (3) iniciadores especiacuteficos para grupos de FMAs O nuacutemero de esporos
por 50 g de solo a riqueza de espeacutecies observada e estimada e a diversidade de esporos natildeo
diferiram significativamente entre os manejos SEM QUEIMA e COM QUEIMA Efeitos
significativos de variedades de cana-de-accediluacutecar ou na interaccedilatildeo dos fatores manejo e variedade
natildeo foram observados A anaacutelise de ordenaccedilatildeo com base nos esporos identificados tambeacutem natildeo
indicou separaccedilatildeo das amostras em funccedilatildeo dos tratamentos Entretanto plantas do tratamento sob
manejo SEM QUEIMA apresentaram as maiores taxas de colonizaccedilatildeo micorriacutezica arbuscular
quando comparadas agraves plantas do tratamento sob manejo COM QUEIMA Esses dados indicam
que a taxa de colonizaccedilatildeo micorriacutezica arbuscular eacute um indicador mais sensiacutevel agrave mudanccedila de
manejo de colheita da cana-de-accediluacutecar do que os outros indicadores avaliados Apoacutes a extraccedilatildeo de
DNA das raiacutezes o uso dos iniciadores especiacuteficos para fungos em geral para FMAs e iniciadores
especiacuteficos para grupo de FMAs natildeo resultou em sequecircncias de Glomeromycota Mesmo assim a
comunidade de fungos associados agraves raiacutezes detectada por sequenciamento do gene rRNA 18S foi
avaliada Os resultados indicam que a estrutra da comunidade fuacutengica associada agraves raiacutezes de
cana-de-accediluacutecar diferiu significativamente entre os manejos de colheita SEM QUEIMA e COM
QUEIMA preacutevia apesar de natildeo haver diferenccedilas na riqueza e iacutendices de diversidade de unidades
taxonocircmicas operacionais observadas Em geral estudos adicionais devem ser feitos para
otimizar as condiccedilotildees para amplificaccedilatildeo do gene rRNA 18S de FMAs para melhor entender a
ecologia dos mesmos
Palavras-chave Micorriza arbuscular rRNA18S Ecologia Fungos
9
ABSTRACT
Arbuscular mycorrhizal fungi communities in soil and sugarcane roots
Arbuscular mycorrhizal fungi (AMF Glomeromycota) form mutualistic symbioses with
most land plants AMF hypha generally grow through the soil and colonize the cortical tissue of
the plant roots However it is not known whether the most abundant species in the soil
determined based on the morphology of asexual spores are the most abundant inside the roots
due the difficulties in identifying AMF based on intraradical structures Therefore the aim of this
study was to evaluate the AMF community structure in sugarcane rhizosphere and roots under
two harvesting managements based on spores in the soil and sequencing of 18S rRNA gene
clones respectively Sugarcane rhizosphere soil and roots were sampled from three varieties
under two harvesting managements without pre-harvesting burning and with pre-harvesting
burning at an experimental field located in Novo Horizonte (Satildeo Paulo Brazil) Three
approaches were used to identify AMF inside the roots (1) using fungi-specific primers (2)
using AMF-specific primers and (3) using AMF group-specific primers The number of spores in
the soil the observed and estimated species richness and the diversity of AMF spores in the
treatments without and with pre-harvesting burning were not statistically different Statistically
significant effects of sugarcane varieties or the interaction of the factors Harvesting Management
and Varieties were not observed Ordination analysis based on the identified spores did not show
clustering by treatments However intraradical root colonization rates were higher in the
treatment without pre-harvesting burning as compared to the treatment with pre-harvesting
burning These data indicate that intraradical colonization rate may be used as a more sensitive
indicator of environmental changes due to harvesting management as compared to the other
indicators evaluated The use of fungi-specific AMF-specific and AMF group-specific primers
did not allow the detection of Glomeromycota in the sugarcane roots sampled from the field
experiment Nonetheless the fungal communities associated with sugarcane roots detected by
18S rRNA gene clone sequencing were evaluated The results indicate that the fungal
communities associated with sugarcane roots from the treatments without and with pre-harvesting
burning were statistically different even though no differences in operational taxonomic unit
richness and diversity indices were observed In general additional studies are necessary to
optimize AMF 18S rRNA gene amplification for a better understanding of their ecology
Keywords Arbuscular mycorrhiza 18S rRNA Ecology Fungi
10
1 INTRODUCcedilAtildeO
Os fungos micorriacutezicos arbusculares (FMAs) formam associaccedilotildees simbioacuteticas com a
maioria das plantas vasculares terrestres (SMITH READ 1997) incluindo algumas de
importacircncia econocircmica para o homem (OrsquoCONNOR SMITH SMITH 2002) A associaccedilatildeo
micorriacutezica geralmente propicia melhor desenvolvimento vegetal devido ao aumento de absorccedilatildeo
de aacutegua e nutrientes principalmente foacutesforo (P) pelas hifas do FMA O fungo recebe em troca
fotoassimilados e fatores de crescimento necessaacuterios para completar o seu ciclo de vida (SMITH
BARKER 2002)
Entre as plantas que formam micorrizas arbusculares estaacute a cana-de-accediluacutecar uma cultura
de grande importacircncia econocircmica no Brasil (MAPA 2008) A expansatildeo das aacutereas cultivadas com
cana-de-accediluacutecar tem sido incentivada pelo interesse na produccedilatildeo de aacutelcool para uso como
combustiacutevel alternativo Previamente agrave colheita parte dessa aacuterea cultivada eacute queimada podendo
contribuir para o aumento de gases poluentes e responsaacuteveis pelo efeito estufa Assim a praacutetica
de colheita da cana-de-accediluacutecar sem queima vem ganhando interesse por causar menores impactos
ambientais No entanto os efeitos dessa alteraccedilatildeo do manejo da cultura de cana-de-accediluacutecar sobre a
microbiota dos solos satildeo poucos conhecidos
O uso da microbiota edaacutefica como indicador de impactos ambientais tem sido
extensivamente discutidos (NIELSEN WINDING 2002 LAMBAIS et al 2005 BUNEMANN
SCHWENKE GD VAN ZWIETEN 2006 FLIEszligBACH et al 2007 FRANCHINI et al
2007) Nesse contexto alteraccedilotildees na estrutura da comunidade de FMAs poderiam ser indicadores
de estresses ambientais No entanto para o eficiente uso dos FMAs como indicadores de
estresses ambientais eacute necessaacuterio identificar as espeacutecies presentes no ecossistema tanto em
associaccedilatildeo com o vegetal como no solo A identificaccedilatildeo dos FMAs eacute normalmente feita com base
na morfologia dos esporos pois as estruturas intrarradiculares de diferentes espeacutecies natildeo podem
ser diferenciadas morfologicamente O uso de teacutecnicas moleculares eacute uma alternativa para
superar essas dificuldades e viabilizar o estudo da ecologia dos FMAs Para a investigaccedilatildeo de
comunidades de FMAs iniciadores especiacuteficos para amplificar fragmentos do gene rRNA eou
espaccedilos intergecircnicos tecircm sido usados (HIJRI et al 2006 SANTOS-GONZAacuteLEZ FINLAY
TEHLER 2007 LEE LEE YOUNG 2008)
Entretanto a amplificaccedilatildeo de fragmentos do gene rRNA 18S de FMAs por PCR (Reaccedilatildeo
em Cadeia da Polimerase) ainda eacute limitada pois os iniciadores existentes natildeo amplificam o DNA
11
de todos os organismos do filo Glomeromycota Essa ineficiecircncia pode ser resultado do baixo
nuacutemero de sequecircncias do gene rRNA 18S disponiacuteveis para o desenho de iniciadores especiacuteficos
Alternativamente se iniciadores mais geneacutericos fossem usados a aplicaccedilatildeo dos meacutetodos de
sequenciamento em larga escala do gene rRNA 18S (rDNA) de amostras ambientais poderia
contornar o problema de especificidade dos iniciadores
Assim os objetivos deste estudo satildeo (1) avaliar meacutetodos de extraccedilatildeo de DNA e
desenvolver meacutetodos de amplificaccedilatildeo por PCR e sequenciamento de clones de fragmento do gene
rRNA 18S para a anaacutelise de comunidades de FMAs (2) investigar a diversidade e a estrutura das
comunidade de FMAs no solo rizosfeacuterico e raiacutezes de cana-de-accediluacutecar utilizando a teacutecnica
desenvolvida neste estudo em condiccedilotildees de campo e (3) determinar os efeitos da queima da
cana-de-accediluacutecar preacutevia agrave colheita na diversidade e estrutura das comunidades de FMAs
12
2 DESENVOLVIMENTO
21 Revisatildeo bibliograacutefica
211 Micorrizas Arbusculares
As micorrizas arbusculares (MAs) satildeo associaccedilotildees entre certos fungos do solo e uma
grande parte das plantas vasculares Esta associaccedilatildeo eacute encontrada em cerca de 70 de espeacutecies
vegetais e estaacute distribuiacuteda em vaacuterios ecossistemas terrestres (SMITH READ 1997) As MAs
tecircm importacircncia para a nutriccedilatildeo vegetal e ocorrem na maioria das espeacutecies cultivadas pelo
homem (BURROWS PFLEGER 2002 OrsquoCONNOR SMITH SMITH 2002)
Os FMAs pertencem ao filo Glomeromycota classe Glomeromycetes a qual possui 4
ordens 10 famiacutelias e 13 gecircneros com aproximadamente 180 espeacutecies descritas (SCHUumlSSLER
2008) Esses fungos colonizam o coacutertex das raiacutezes crescendo inter- e intracelularmente Em certo
momento da simbiose haacute uma intensa divisatildeo dicotocircmica do aacutepice da hifa no interior de ceacutelulas
corticais formando o arbuacutesculo estrutura possivelmente responsaacutevel pela troca de nutrientes
entre os simbiontes (BONFANTE-FASOLO 1984) Em estaacutedios mais tardios da colonizaccedilatildeo haacute
formaccedilatildeo de vesiacuteculas estruturas intrarradiculares com suposta funccedilatildeo de reserva de lipiacutedios e
formaccedilatildeo de esporos no solo ou no interior das raiacutezes
Os FMAs em associaccedilatildeo com o vegetal conectam o solo com as raiacutezes aumentando o
volume de solo explorado e ultrapassando a zona de depleccedilatildeo de alguns nutrientes Assim os
benefiacutecios nutricionais satildeo proporcionados pela maior absorccedilatildeo de elementos minerais
especialmente aqueles pouco moacuteveis no solo como P aleacutem de Zn e Cu (COLOZZI-FILHO
BALOTA 1994 SIQUEIRA 1996) Dessa forma em consequecircncia da melhoria do estado
nutricional da planta a associaccedilatildeo micorriacutezica pode trazer uma seacuterie de benefiacutecios para o
hospedeiro vegetal como a reduccedilatildeo dos estresses de origem bioacutetica e abioacutetica (QUILAMBO et
al 2005 COLLA et al 2008) e aumento da taxa fotossinteacutetica (SHENG et al 2008) Haacute
evidecircncias de que as MAs aumentam tambeacutem a absorccedilatildeo de aacutegua (ALMEIDA 1985 AL-
KARAKI MCMICHAEL ZAK 2004 AUGEacute et al 2004) conferindo agraves plantas maior
toleracircncia ao estresse hiacutedrico O miceacutelio crescendo no solo contribui para o aumento da
agregaccedilatildeo das partiacuteculas do solo por meio do enovelamento das hifas e produccedilatildeo de glomalina
(NOacuteBREGA et al 2001) A intensidade e a qualidade dos efeitos das MAs nas plantas e solo
13
dependem da interaccedilatildeo entre os genomas da planta do fungo e destes com o ambiente Poreacutem
em condiccedilotildees de baixa disponibilidade de nutrientes principalmente P a maior eficiecircncia
simbioacutetica promove uma maior conservaccedilatildeo de nutrientes no agroecossistema Sendo a simbiose
mutualista os FMAs tambeacutem se beneficiam recebendo fotoassimilados que necessitam para
completar seu ciclo de vida Dessa forma a base do mutualismo das MAs eacute a transferecircncia
bidirecional de nutrientes entre os simbiontes (SMITH BARKER 2002)
As MAs satildeo especialmente importantes nos ecossistemas de regiotildees tropicais uma vez
que nos solos dessas regiotildees boa parte do P estaacute fortemente associada a oacutexidos de ferro e
alumiacutenio acarretando uma baixa disponibilidade para as plantas O estudo da ecologia dos FMAs
nos solos apresenta no entanto uma seacuterie de limitaccedilotildees impostos principalmente pela
impossibilidade de se cultivar os FMAs in vitro
212 Estudo de comunidades de fungos micorriacutezicos arbusculares
Os estudos de comunidades de FMAs tem aumentado ao longo dos anos (KOYDE
MOSSE 2004) em face dos efeitos beneacuteficos das MAs para a nutriccedilatildeo das plantas e para a
conservaccedilatildeo de ecossistemas Segundo demonstrado por Heijden et al (1998) o aumento da
riqueza de espeacutecies de FMAs no solo aumenta a diversidade vegetal a entrada de nutrientes e a
produtividade do ecossistema Por outro lado existem indicativos de que a comunidade vegetal
tambeacutem pode influenciar as comunidades de FMAs (JOHNSON et al 2003) Por suas funccedilotildees
nos ecosistemas as comunidades de FMAs podem ser usadas para monitorar alteraccedilotildees na
qualidade do solo em funccedilatildeo de eventos de praacuteticas de manejo agriacutecola (NIELSEN WINDING
2002 LAMBAIS et al 2005 FLIEszligBACH et al 2007)
Alguns dos distuacuterbios impostos ao ambiente podem causar alteraccedilotildees nas comunidades de
FMAs que perduram durante anos dependendo de como ela eacute manejada Moreira et al (2007)
utilizaram atributos ecoloacutegicos com base nas comunidades de FMAs na forma de esporos no
solo para distinguir uma floresta nativa de uma aacuterea reflorestada com Araucaacuteria haacute 18 anos e
tendo pasto sob as aacutervores As duas aacutereas foram discriminadas com base em anaacutelise discrimante
canocircnica sendo que o iacutendice de Diversidade de Shannon de FMAs foi o atributo ecoloacutegico que
mais contribuiu para a distinccedilatildeo da aacuterea de floresta nativa e a aacuterea reflorestada Foram
identificadas 27 espeacutecies de FMAs nas duas aacutereas sendo que a aacuterea natural apresentou maior
14
diversidade e nuacutemero total de esporos do que a aacuterea reflorestada Os autores sugerem que a
ausecircncia de distuacuterbios e a maior diversidade de plantas tenha contribuiacutedo para a maior
diversidade e abundacircncia de FMAs
As praacuteticas agriacutecolas podem influenciar de forma significativa a composiccedilatildeo da
comunidade de FMAs na forma de esporos no solo Mathimaran et al (2007) avaliaram os efeitos
de cinco anos de rotaccedilatildeo de culturas sobre a comunidade de FMAs em um Ferralsol no Kenya
Haviam dois tratamentos de plantio rotaccedilatildeo de milho com crotalaacuteria e plantio contiacutenuo de
milho e dois tratamentos de adubaccedilatildeo com ou sem adubaccedilatildeo fosfatada Os autores acessaram a
comunidade por meio da extraccedilatildeo e identificaccedilatildeo de esporos e por sequenciamento da subunidade
maior do gene rRNA de esporos de cultura armadilha A diversidade de FMAs natildeo foi afetada
pelos manejos de plantio ou pela adubaccedilatildeo de P No entanto a abundacircncia relativa de espeacutecies foi
maior para o tratamento com rotaccedilatildeo de cultura
Em determinadas situaccedilotildees a mudanccedila do manejo da lavoura pode natildeo levar a mudanccedilas
na comunidade de FMAs O efeito do manejo de cultivo convencional e orgacircnico de pomares e
viveiros de citros sobre as comunidades de FMAs foi avaliado por Focchi et al (2004) Em 36
amostras de 6 pomares dois viveiros e uma aacuterea de mata nativa foram recuperadas 26 espeacutecies
de FMAs Os autores natildeo encontraram diferenccedilas nas comunidades de FMAs em funccedilatildeo do
manejo adotado embora praacuteticas conservacionistas como rotaccedilatildeo de culturas possam contribuir
para o aumento da diversidade e riqueza de FMAs no solo (DOUDS JANKE PETERS 1993
ROSALES VALDEacuteZ 1996)
Outro fator que pode causar alteraccedilotildees da estrutura da comunidade de FMAs eacute a queima
da biomassa vegetal Eom et al (1999) estudaram a comunidade fuacutengica em uma pradaria dos
EUA de 9 anos sob diferentes tratamentos regimes de queima corte da cobertura vegetal e
adubaccedilotildees nitrogenadas eou fosfatadas Os autores coletaram esporos para identificaccedilatildeo
morfoloacutegica e raiacutezes para determinaccedilatildeo da colonizaccedilatildeo micorriacutezica e verificaram que a queima
anual diminuiu a diversidade de FMAs mas natildeo a abundacircncia de esporos e a colonizaccedilatildeo
intrarradicular As interaccedilotildees dos tratamentos de queima roccedilagem da cobertura vegetal e
adubaccedilatildeo resultaram em mudanccedilas de diversidade e abundacircncia de FMAs mostrando que essas
praacuteticas influenciam os fatores do solo como teor de N e umidade os quais podem alterar a
comunidade de FMAs (EOM et al 1999)
15
Poucos trabalhos existem na literatura que tenham estudado a interaccedilatildeo de FMAs com
cana-de-accediluacutecar Paula et al (1991) estudaram a interaccedilatildeo de Gluconacetobacter diazotrophicus
com Glomus clarum em trecircs culturas incluindo a cana-de-accediluacutecar Os autores verificaram que a
inoculaccedilatildeo do FMA junto com uma mistura de bacteacuterias diazotroacuteficas resultou em maior
colonizaccedilatildeo micorriacutezica e maior populaccedilatildeo de G diazotrophicus na parte aeacuterea da cana-de-
accediluacutecar o que evidencia um sinergismo entre os dois microrganismos Gosal Gupta e Gosal
(2001) verificaram que a inoculaccedilatildeo com FMAs em cana-de-accediluacutecar micropropagada aumentou a
sobreviecircncia apoacutes transplante das plantas para o solo em relaccedilatildeo agraves placircntulas natildeo micorrizadas
Alguns trabalhos investigaram a influecircncia dos FMAs no desenvolvimento da cana-de-
accediluacutecar em condiccedilotildees de campo Foi observada que a resposta dessa cultura agrave MA aos 83 dias
apoacutes o plantio eacute baixa (KELLY et al 2001 2005) Por outro lado Reddy et al (2004)
verificaram aumento do crescimento da cana-de-accediluacutecar com inoculaccedilatildeo de alguns FMAs aos 40
e 80 dias apoacutes o plantio Em outro estudo foi observado que a produccedilatildeo de cana-de-accediluacutecar eacute
maior com a inoculaccedilatildeo de FMAs somente em tratamentos com adubaccedilatildeo inferior de nitrogecircnio
foacutesforo e potaacutessio comparada agrave cana-de-accediluacutecar sem inoculaccedilatildeo (QUILLOY LANSANG 1992)
Apesar desses trabalhos com cana-de-accediluacutecar nenhum deles avaliaram os efeitos dos
FMAs na produccedilatildeo final e na qualidade do produto como os teores de accediluacutecar Aleacutem do que na
maior parte dos estudos foi aplicada apenas uma variedade de cana-de-accediluacutecar Existe apenas um
artigo (REIS PAULA DOumlBEREINER 1999) e uma dissertaccedilatildeo de mestrado (ANDREOLA
1982) investigando a comunidade de FMAs em cana-de-accediluacutecar em condiccedilotildees de campo Reis
Paula e Doumlbereiner (1999) estudaram 14 variedades de cana-de-accediluacutecar em diversas lavouras no
estado do Rio de Janeiro e em Pernambuco Esses autores encontraram um total de 18 espeacutecies de
FMAs na forma de esporos e indicaccedilotildees de que a praacutetica da queima do canavial antes da colheita
pode reduzir a diversidade de FMAs Andreola (1982) analisou um ensaio de adubaccedilatildeo
nitrogenada e fosfatada e aplicaccedilatildeo de vinhaccedila em cana-de-accediluacutecar sobre um Latossolo no
municiacutepio de Araras SP ao longo de 13 meses O autor verificou maiores nuacutemeros de esporos e
taxa de colonizaccedilatildeo micorriacutezica arbuscular nos meses com maior precipitaccedilatildeo pluviomeacutetrica Jaacute a
aplicaccedilatildeo de vinhaccedila e a adubaccedilatildeo nitrogenada e fosfatada natildeo mudaram o nuacutemero de eporos no
solo e a taxa de colonizaccedilatildeo micorriacutezica arbuscular Assim os resultados de Andreola (1982)
mostram variaccedilatildeo de esporos e taxa de colonizaccedilatildeo micorriacutezica em funccedilatildeo da pluviosidade e
ausecircncia de resposta agrave aplicaccedilatildeo de vinhaccedila ou adubos fosfatados e nitrogenados
16
Portanto considerando os poucos trabalhos no assunto e a importacircncia da cultura para o
Brasil eacute tambeacutem importante o conhecimento sobre a comunidade de FMAs associada agrave cana-de-
accediluacutecar e os efeitos sofridos por essa comunidade em razatildeo de mudanccedilas de manejo ou alteraccedilotildees
do ambiente
213 Taxonomia e identificaccedilatildeo molecular de fungos micorriacutezicos arbusculares
A taxonomia dos FMAs eacute feita com base na morfologia e ontogenia de esporos assexuais
como tamanho cor forma nuacutemero de paredes caracteriacutesticas da hifa de sustentaccedilatildeo etc (Figura
1) Devido agrave semelhanccedila das estruturas fuacutengicas intrarradiculares natildeo eacute possiacutevel a identiicaccedilatildeo de
espeacutecies com base nas mesmas Assim existem vaacuterios limitantes para o estudo da ecologia dos
FMAs em condiccedilotildees de campo A morfologia e a produccedilatildeo dos esporos satildeo dependentes do
estaacutedio fisioloacutegico da planta hospedeira e das condiccedilotildees ambientais A magnitude da esporulaccedilatildeo
no solo pode natildeo refletir o grau de colonizaccedilatildeo das raiacutezes Assim uma espeacutecie de FMA pode
esporular abundantemente no solo mas colonizar uma pequena proporccedilatildeo do sistema radicular da
planta Em contraste uma espeacutecie que colonize uma grande proporccedilatildeo do sistema radicular pode
natildeo produzir um grande nuacutemero de esporos (REDECKER HIJRI WIEMKEN 2003) Essas
informaccedilotildees sugerem que as espeacutecies mais abundantes na forma de esporos no solo podem natildeo
representar as mais abundantes no interior das raiacutezes (CLAPP et al 1995 e ROSENDAHL
STUKENBROCK 2004) As dificuldades nos estudos de ecologia de FMAs tornam-se ainda
maiores devido ao fato dos mesmos serem biotroacuteficos obrigatoacuterios e natildeo serem passiacuteveis de
cultivo in vitro O uso de culturas armadilhas ou raiacutezes transformadas para a multiplicaccedilatildeo de
FMAs seria uma alternativa mas essa abordagem eacute trabalhosa e geralmente demanda longo
tempo aleacutem de existir a possibilidade de seleccedilatildeo de espeacutecies de FMAs pela planta hospedeira
usada (CARRENHO TRUFEM BONONI 2002)
Os esforccedilos para identificar espeacutecies conhecer a diversidade e a dinacircmica de comunidades
de FMAs satildeo cada vez maiores devido aos seus impactos na organizaccedilatildeo e produccedilatildeo de
ecossistemas incluindo agroecossistemas Para contornar tais problemas uma alternativa seria o
uso de teacutecnicas moleculares independentes de cultivo (REDECKER HIJRI WIEMKEN 2003
STUKENBROCK ROSENDAHL 2005 HEMPEL RENKER BUSCOT 2007) Por meio da
anaacutelise de certas regiotildees do DNA de FMAs eacute possiacutevel estabelecer relaccedilotildees filogeneacuteticas entre
17
diferentes filotipos encontrados em amostras de solo eou raiacutezes e definir a dinacircmica populacional
da aacuterea de estudo por exemplo Com o emprego da teacutecnica da PCR eacute possiacutevel produzir
relativamente grandes quantidades de DNA para anaacutelise a partir de amostras com concentraccedilotildees
iacutenfimas de DNA total Assim o uso da PCR revolucionou os estudos de filogenia e diversidade
geneacutetica de FMAs jaacute que os mesmos natildeo podem ser cultivados axenicamente Anaacutelises geneacuteticas
tecircm permitido a identificaccedilatildeo de FMAs em raiacutezes colonizadas bem como a definiccedilatildeo das
relaccedilotildees filogeneacuteticas de isolados de FMAs na forma de esporos (RENKER et al 2003
SHEPHERD et al 2007 CROLL et al 2008)
Figura 1 ndash Caracteriacutesticas morfoloacutegicas utilizadas para a identificaccedilatildeo taxonocircmica de FMAs A esporo de Glomus
etunicatum mostrando a hifa de sustentaccedilatildeo (ldquosubtending hyphardquo) e uma camada da parede do esporo
(ldquoL2rdquo) B esporos de Glomus clavisporum em esporocarpo mostrando a rede de hifas (ldquohyphal plexusrdquo)
C placa (ou escudo) de germinaccedilatildeo presente em esporo de Scutellospora scutata D detalhe de
ornamentaccedilatildeo da parede externa de um esporo de Acaulospora denticulata Fonte INVAM (2008)
Sequecircncias do gene rRNA 18S tecircm sido utilizadas para a identificaccedilatildeo taxonocircmica de
FMAs (HELGASON et al 1998 ROSENDAHL STUKENBROCK 2004) a qual
A Fonte INVAM 2008 B Fonte INVAM 2008
D Fonte INVAM 2008 C Fonte INVAM 2008
18
normalmente coincide com a taxonomia baseada em morfologia dos esporos (MORTON
REDECKER 2001 SCHWARZOTT WALKER SCUumlSSLER 2001 WALKER et al 2004)
Alternativamente os espaccediladores internos transcritos (ITS do inglecircs Internal Transcribed
Spacer) sequecircncias que separam os genes rRNA 18S 58S e 25S28S tambeacutem podem ser
utilizados para estudos filogeneacuteticos Poreacutem as sequecircncias dos ITS de FMAs satildeo altamente
variaacuteveis devido agrave grande variabilidade geneacutetica dos nuacutecleos dos esporos (SANDERS et al
1995 LLOYD-MACGILP et al 1996) o que pode inviabilizar a identificaccedilatildeo de espeacutecies com
base nessas sequecircncias
O uso de PCR para amplificar fragmentos do gene rRNA 18S de FMAs ainda eacute limitado
O iniciador AM1 (HELGASON et al 1998) geralmente utilizado nos estudos de comunidades
de FMAs natildeo amplifica o DNA de todas as espeacutecies de FMAs e pode amplificar o DNA de
alguns fungos que natildeo pertencem ao filo Glomeromycota (REDECKER 2000 DOUHAN et al
2005 LEE LEE YOUNG 2008) Outro iniciador utilizado para estudos de ecologiafilogenia de
FMAs eacute o VANS1 Poreacutem esse iniciador eacute complementar a uma regiatildeo natildeo muito conservada do
gene rRNA 18S de Glomeromycota (SIMON LALONDE BRUNS 1992 SCHUumlSSLER et al
2001) e pode natildeo amplificar o DNA de todas as espeacutecies de Glomeromycota A eficiecircncia dos
iniciadores para PCR depende do nuacutemero de sequecircncias de diferentes espeacutecies usadas para definiacute-
los De acordo com as bases de dados integradas pelo Centro Nacional de Informaccedilatildeo para
Biotecnologia (NCBI httpwwwncbinlmnihgov) no ano de 2006 existiam cerca de 3800
sequecircncias do gene rRNA 18S de fungos Glomeromycota depositadas e aproximadamente
49000 sequecircncias de fungos de outros filos Jaacute em 2008 aproximadamente 6500 sequecircncias do
gene rRNA 18S de Glomeromycota e 86000 sequecircncias de fungos de outros filos estavam
disponiacuteveis
Uma vez que as informaccedilotildees sobre sequecircncias do gene rRNA 18S na base de dados do
NCBI tecircm aumentado constantemente com maior nuacutemero tanto de sequecircncias alvo como natildeo-
alvo o desenho de novos iniciadores especiacuteficos mais eficientes se torna possiacutevel No entanto
como o filo Glomeromycota eacute bastante diverso para os genes rRNA uma alternativa seria o
desenho de iniciadores para grupos especiacuteficos de FMAs com menor diversidade geneacutetica
19
22 Material e meacutetodos
221 Comparaccedilatildeo dos meacutetodos de extraccedilatildeo de DNA das raiacutezes
Para o estudo de comunidades de FMAs colonizando as raiacutezes das plantas eacute necessaacuteria a
extraccedilatildeo do DNA total das raiacutezes colonizadas o qual eacute composto de DNA da planta e DNA de
fungos e outros microrganismos associados agraves raiacutezes Os meacutetodos de extraccedilatildeo de DNA de plantas
utilizam diferentes processos para a lise de membranas para a liberaccedilatildeo e a purificaccedilatildeo desses
aacutecidos nucleacuteicos da amostra Considerando-se a complexidade do DNA total extraiacutedo de raiacutezes
coletadas no campo os diferentes meacutetodos de extraccedilatildeo de DNA podem apresentar eficiecircncias
variaacuteveis Dessa forma foram testados cinco meacutetodos de extraccedilatildeo de DNA de raiacutezes visando a
anaacutelise de FMAs a elas associadas Foi avaliada a concentraccedilatildeo pureza e a viabilidade de
amplificaccedilatildeo do DNA total obtido utilizando-se raiacutezes de Brachiaria sp inoculadas com
diferentes espeacutecies de FMAs
As plantas foram previamente inoculadas com diferentes espeacutecies de FMAs e cultivadas
em vasos contendo solo esterilizado em autoclave Os FMAs utilizados foram
- Acaulospora scrobiculata
- Glomus clarum
- Gigaspora rosea
- Paraglomus brasilianum
- Glomus etunicatum
- Gigaspora rosea e Scutellospora heterogama
Foram utilizados cinco meacutetodos para extraccedilatildeo de DNA das raiacutezes colonizadas por FMAs
(Quadro 1) sendo dois deles com kits comerciais e outros trecircs adaptados de procedimentos
documentados na literatura conforme descrito abaixo
Antes da extraccedilatildeo de DNA as raiacutezes foram lavadas quatro vezes com aacutegua destilada para
remoccedilatildeo de impurezas mais grosseiras homogeneizadas e maceradas em nitrogecircnio liacutequido com
o uso de almofariz e pilatildeo de porcelana Cada amostra foi dividida em 5 aliacutequotas de mesma
massa fresca (200 a 500 mg) e transferidas para tubos de polietileno Assim foi utilizada a
mesma quantidade de material vegetal de cada amostra de raiacutezes para cada um dos 5 meacutetodos de
extraccedilatildeo de DNA
20
Meacutetodos
1 Kit FastDNA Spin (Bio 101 Vista Califoacuternia)
2 Kit UltraClean Soil DNA Isolation (Mo Bio Laboratories Carlsbad CA USA)
3 Meacutetodo adaptado de Edwards et al (1997)
4 Meacutetodo adaptado de Doyle e Doyle (1990)
5 Meacutetodo adaptado de Redecker (2000)
Quadro 1 ndash Meacutetodos utilizados para extraccedilatildeo de DNA de raiacutezes de braquiaacuteria
colonizadas por FMAs
Meacutetodo 1 kit FastDNA Spin (Bio 101 Vista Califoacuternia) O DNA total da amostra de
raiacutezes foi extraiacutedo de acordo com as instruccedilotildees do fabricante No microtubo de lise foram
adicionadas as raiacutezes maceradas e 800 μL de soluccedilatildeo de lise para tecidos vegetais (CLS-VF) mais
100 μL da soluccedilatildeo PPS Cada microtubo de lise continha granada finamente moiacuteda e 2 esferas de
ceracircmica O microtubo foi agitado em um homogeneizador FP120Fast Prep Cell Disruptor (Bio
101 Vista Califoacuternia) por 20 segundos com velocidade de 4ms-1
As amostras foram
centrifugadas por 10 minutos a 13000 g 600 μL da fase superior foram transferidos para novos
microtubos de 15 mL Foram adicionados 600 μL da soluccedilatildeo com matriz de ligaccedilatildeo e
prosseguiu-se com inversatildeo dos tubos por 20 vezes e incubaccedilatildeo a temperatura ambiente com leve
agitaccedilatildeo Em seguida as amostras foram centrifugadas a 13000 g por 1 minuto e o sobrenadante
foi descartado O peacutelete foi ressuspendido em 500 μL da soluccedilatildeo de lavagem SEWS A soluccedilatildeo
foi transferida para o filtro Spin Filter reg o qual foi acoplado a um microtubo Este conjunto foi
centrifugado por duas vezes a 13000 g por 1 minuto O filtrado foi descartado O filtro foi entatildeo
transferido para novo tubo e adicionaram-se 50 μL da soluccedilatildeo DES sobre a matriz de ligaccedilatildeo
contida no tubo A matriz foi ressuspendida cuidadosamente para hidrataccedilatildeo e solubilizaccedilatildeo do
DNA Essa mistura foi incubada por 5 minutos a temperatura ambiente e centrifugou-se a 13000
g por um minuto para recuperar o DNA eluiacutedo com DES O DNA obtido foi armazenado a -20
ordmC
Meacutetodo 2 Kit UltraClean Soil DNA Isolation (Mo Bio Laboratories Carlsbad CA
USA) O DNA foi extraiacutedo de acordo com o manual do fabricante com modificaccedilotildees conforme
descrito a seguir As raiacutezes maceradas foram transferidas para tubo contendo a soluccedilatildeo de lise
21
Bead A mistura foi agitada gentilmente e adicionaram-se 60 L da Soluccedilatildeo 1 Depois de inverter
o tubo por vaacuterias vezes este foi incubado a 70o C por 10 minutos Adicionaram-se 200 L de
Soluccedilatildeo IRS (Soluccedilatildeo de Remoccedilatildeo de Inibidor) e a soluccedilatildeo foi homogeneizada no
homogeneizador FP120Fast Prep Cell Disruptor (Bio 101 Vista Califoacuternia) por 20 segundos
com velocidade de 4 ms-1
O tubo foi centrifugado a 10000 g por 30 segundos e o sobrenadante
transferido para um novo tubo onde foram adicionados 250 L da Soluccedilatildeo 2 A soluccedilatildeo foi
homogeneizada em vortex por 5 segundos e o tubo incubado a 4o C por 5 minutos para depois ser
centrifugado a 10000 g por 1 minuto Todo o sobrenadante foi transferido para um novo tubo
onde se adicionaram 13 mL da Soluccedilatildeo 3 e a soluccedilatildeo foi homogeneizada em vortex por 5
segundos 700 L foram transferidos para o filtro do kit e o conjunto filtro-tubo foi centrifugado
agrave 10000 g por 1 minuto O filtrado foi descartado e adicionaram-se mais 700 L de soluccedilatildeo ao
mesmo filtro Em seguida o tubo foi centrifugado agrave 10000 g por 1 minuto O processo foi
repetido ateacute que todo o sobrenadante fosse filtrado Foram adicionados entatildeo 300 L da Soluccedilatildeo
4 sobre o filtro centrifugou-se a 10000 g por 30 segundos O filtrado foi descartado e
centrifugou-se novamente por 1 minuto Para recuperar o DNA o filtro foi transferido para um
novo tubo e adicionaram-se 50 l da Soluccedilatildeo 5 no centro do filtro O conjunto filtro-tubo foi
centrifugado a 10000 g por 30 segundos e depois o filtro foi descartado A soluccedilatildeo de DNA
obtida foi armazenada a ndash20o C
Meacutetodo 3 Meacutetodo adaptado de Edwards (1997) Agraves raiacutezes maceradas foram
adicionados 800 μL de soluccedilatildeo tampatildeo de Etil Xantana de Potaacutessio (625 mM de Etil Xantana de
Potaacutessio - PEX 100 mM de tris-HCl pH 75 700 mM NaCl 10 mM EDTA pH 80) As
suspensotildees foram homogeneizadas em vortex e incubadas a 65 ordmC por uma hora Depois da
incubaccedilatildeo foram adicionados 500 μL de fenolclorofoacutermioaacutelcool isoamiacutelico (25241 vvv) e a
mistura foi emulsificada em vortex Os microtubos foram centrifugados a 12000 g por 5 minutos
Uma aliacutequota de 650 μL do sobrenadante foi coleta e transferida para um novo tubo A essa
soluccedilatildeo foram adicionados mais 650 μL de fenolclorofoacutermioaacutelcool isoamiacutelico A mistura foi
emulsificada e centrifugada a 12000 g por 2 minutos A fase aquosa sobrenadante foi transferida
para novo tubo e misturada com 650 μL de clorofoacutermioaacutelcool isoamiacutelico (241 vv) As misturas
foram homogeneizadas novamente em vortex e centrifugadas a 12000 g por 5 minutos Um
volume de 500 μL do sobrenadante foi transferido para novo tubo onde foi adicionado 110 do
volume de acetato de soacutedio 3M (pH 52) e igual volume (500 μL) de isopropanol para
22
precipitaccedilatildeo do DNA A precipitaccedilatildeo do DNA foi feita por uma hora a 4 oC Em seguida os
tubos foram centrifugados por 15 minutos a 12000 g e a 4 ordmC O sobrenadante foi descartado e
adicionaram-se 500 μL de etanol 70 ao peacutelete formado Os microtubos foram centrifugados a
12000 g por 5 minutos O DNA precipitado foi seco em cacircmara de fluxo ressuspendido em 100
μL de TE (10 mM Tris HCl 1 mM de EDTA pH 80) e armazenado a -20 ordmC
Meacutetodo 4 Meacutetodo adaptado de Doyle Doyle (1990) Em cada microtubo de 15 mL
contendo as raiacutezes maceradas foram adicionados 650 μL da soluccedilatildeo tampatildeo de extraccedilatildeo (2 de
brometo de cetiltrimetilamocircnio (CTAB) 14 M de NaCl 100 mM deTris-HCl pH 80 20 mM de
EDTA pH 80 1 de polivinilpirrolidona PVP) Os microtubos foram agitados em vortex e
incubados em banho-maria a 55ordm C por 50 minutos Foram adicionados 650 μL de
clorofoacutermioaacutelcool isoamiacutelico (241 vv) e agitou-se em voacutertex ateacute formar uma emulsatildeo
Centrifugaram-se as amostras por 5 minutos a 12000 g para separaccedilatildeo do sobrenadante A fase
aquosa de cada amostra foi transferida para um novo microtubo onde se adicionou o mesmo
volume de isopropanol para precipitaccedilatildeo de DNA Em seguida os tubos foram centrifugados por
5 minutos a 12000 g Os peacuteletes formados foram lavados duas vezes com etanol 70 com
centrifugaccedilatildeo a 12000 g por 2 minutos para remoccedilatildeo de sais O DNA precipitado foi seco em
cacircmara de fluxo ressolubilizado em 50 μL de TE (10 mM Tris HCl 1 mM de EDTA pH 80) e
armazenado a -20 ordmC
Meacutetodo 5 Meacutetodo adaptado de Redecker (2000) A cada aliacutequota de raiacutezes maceradas
foram adicionados 300 μL de NaOH 025M Os microtubos foram incubados a 90 ordmC por 10
minutos Em seguida adicionaram-se 150 μL de Tris-HCl 05 M e 300 μL de HCl 025 M e
procedeu-se a incubaccedilatildeo por 10 minutos a 90 ordmC As amostras foram centrifugadas a 12000 g por
5 minutos e o sobrenadante foi transferido para um novo microtubo O DNA foi precipitado
adicionando-se o mesmo volume de isopropanol Em seguida os tubos foram centrifugados por 5
minutos a 12000 g Os peacuteletes de DNA foram lavados por duas vezes com etanol 70 seguido
de centrifugaccedilatildeo a 12000 g por 2 minutos para remoccedilatildeo de sais O DNA precipitado foi seco em
cacircmara de fluxo ressolubilizado em 50 μL de aacutegua ultrapura e armazenado a -20 ordmC
O DNA extraiacutedo por diferentes meacutetodos foi quantificado em gel por meio de comparaccedilatildeo
com marcador de massa Low DNA Mass Ladder (Invitrogen) apoacutes eletroforese A imagem do gel
de agarose (1) foi analisada com o programa FragmeNT Analysis Application version 11
(Molecular Dynamics GE Healthcare) O DNA tambeacutem foi quantificado por espectrofotometria
23
agrave 260 nm (SAMBROOK FRITSCH MANIATS 1989) O caacutelculo da concentraccedilatildeo de DNA na
amostra foi feito de acordo com a equaccedilatildeo
[DNA] = (50 ngμL-1
x D) x (A260 - A320)
Onde
D = fator de diluiccedilatildeo da amostra
A260 = absorbacircncia a 260 nm
A320 = absorbacircncia a 320 nm
A pureza do DNA foi determinada pela relaccedilatildeo das absorbacircncias a 260 e 280 nm
(SAMBROOK FRITSCH MANIATS 1989)
As amostras de DNA de raiacutezes de braquiaacuteria foram adicionalmente submetidas agrave PCR
com o objetivo de determinar se o DNA era amplificaacutevel Para isso foram utilizados os pares de
iniciadores NS1 e NS8 complementares ao gene rRNA 18S (WHITE et al 1990) e os
iniciadores SSU-Glom1 e LSU-Glom1 complementares agrave regiatildeo ITS (RENKER et al 2003) A
amplificaccedilatildeo do DNA foi feita em soluccedilatildeo contendo 04 M de cada iniciador 200 M de cada
um dos nucleotiacutedeos (dNTPs) 15 mM de MgCl2 (para o par de iniciadores NS1 e NS8) ou 20
mM de MgCl2 (para o par de iniciadores SSU-Glom1 e LSU-Glom1) 15 U de DNA polimerase
Taq e 1x o tampatildeo de reaccedilatildeo totalizando um volume de 30 l Os fragmentos de rDNA 18S
(iniciadores NS1 e NS8) foram amplificados apoacutes a desnaturaccedilatildeo inicial a 94 ordmC por 2 minutos
em 30 ciclos de desnaturaccedilatildeo a 94 ordmC por 30 segundos pareamento do iniciador a 53ordmC por 1
minuto extenccedilatildeo a 72 ordmC por 2 minutos seguidos de um periacuteodo final de extensatildeo de 10 minutos
a 72ordm C A regiatildeo ITS (iniciadores SSU-Glom1 e LSU-Glom1) foi amplificada apoacutes desnaturaccedilatildeo
inicial a 94 ordmC por 10 minutos em 40 ciclos de desnaturaccedilatildeo a 94 ordmC por 40 segundos 54 ordmC por
30 segundos 72 ordmC por 40 segundos seguidos de extensatildeo a 72 ordmC por 10 minutos Para todos os
ensaios empregou-se uma reaccedilatildeo controle negativo sem DNA Os amplicons obtidos foram
analisados por eletroforese em gel de agarose 1 (mv) e visualizados apoacutes coloraccedilatildeo com SYBR
Green
O experimento para comparaccedilatildeo dos meacutetodos de extraccedilatildeo de DNA teve um delineamento
inteiramente aleatorizado Para cada meacutetodo as repeticcedilotildees constituiacuteram-se das 6 amostras de
raiacutezes com diferentes espeacutecies de FMAs inoculadas Os dados de concentraccedilatildeo de DNA e da
24
relaccedilatildeo da absorbacircncia a 260 e 280 nm foram analisados por ANOVA e as meacutedias comparadas
pelo teste de Tukey Os dados foram transformados para x05
para normalizaccedilatildeo
222 Amplificaccedilatildeo do gene rRNA 18S de grupos especiacuteficos de FMAs
Esta etapa do trabalho foi desenvolvida no laboratoacuterio do Professor Ari Jumpponnen
(Division of Biology Kansas State University USA)
Com o objetivo de se desenhar iniciadores para amplificar DNA de FMAs sequecircncias do
gene rRNA 18S foram obtidas da base de dados do NCBI Nessa etapa natildeo foram utilizadas
sequecircncias de origem ambiental pois o desenho dos iniciadores deveria se basear em organismos
identificados Para que os iniciadores fossem discriminatoacuterios contra outros grupos de fungos
tambeacutem se utilizou sequecircncias do gene rRNA 18S de fungos dos filos Basidiomycota
Ascomycota Zygomycota e Chytriodiomycota Essas sequecircncias foram utilizadas como natildeo-alvo
na validaccedilatildeo dos iniciadores A entrada para a busca no NCBI foi ldquo(Glomeromycota AND 18S)
NOT (environmental OR uncultured)rdquo para as sequecircncias de FMAs e ldquo(Grupo de Fungo AND
18S AND AFTOL) NOT (internal)rdquo para cada um dos 4 grupos citados acima como
ldquo(Basidiomycota AND 18S AND AFTOL) NOT (internal)rdquo para Basidiomycota O termo
ldquointernalrdquo foi utilizado para se excluir sequecircncias da regiatildeo ITS no banco de dados Foram
coletadas 100 sequecircncias do gene rRNA 18S de FMAs e 59 sequecircncias de fungos natildeo-
micorriacutezicos arbusculares
Todas as sequecircncias foram importadas para o programa Sequencher 46 para o
alinhamento e formaccedilatildeo de contigs A formaccedilatildeo desses contigs permitiu a separaccedilatildeo em grupos
baseados nas diferenccedilas das sequecircncias dos organismos portanto baseado na filogenia
Inicialmente os paracircmetros de alinhamento foram ajustados da seguinte forma o algoritmo de
agrupamento (Assembly Algorithm) utilizou os dados impuros (Dirty Data) para haver mais rigor
na formaccedilatildeo de agrupamentos e para evitar a inserccedilatildeo de grandes ldquogapsrdquo Foi utilizado o
ReAligner (ANSON MYERS 1997) para otimizar ldquogapsrdquo como pequenos insertos A
percentagem miacutenima de coincidecircncia das sequecircncias (Minimum Match Percentage) foi 100
enquanto a cobertura miacutenima (Minimum Overlap) foi 100 A percentagem miacutenima de
similaridade das sequecircncias foi iniciada com o maior valor para se detectar e se eliminar as
sequecircncias idecircnticas visando a formaccedilatildeo de um banco de dados com sequecircncias uacutenicas apenas
25
Depois do primeiro alinhamento com 100 de similaridade seacuteries de alinhamentos foram feitos
com o paracircmetro de percentagem miacutenima de similaridade diminuindo um ponto percentual a cada
alinhamento O valor da cobertura miacutenima permaneceu a 100 para excluir a possibilidade de
alinhamento de regiotildees incorretas Assim os contigs para os grupos de sequecircncias de
Glomeromycota Acaulosporaceae Gigasporaceae Glomus grupo A e Glomus grupo B foram
usados para o desenho dos iniciadores que amplificassem o seu DNA alvo
Para a obtenccedilatildeo das sequecircncias consenso de cada grupo fez-se o alinhamento no
programa Multalin (CORPET 1988) No desenho dos iniciadores empregaram-se as sequecircncias
consenso dos grupos de FMAs nos programas Beacon Designer 702 (Premier Biosoft
International Palo Alto CA EUA) e Primer3 v040 (ROZEN SKALETSKY 2000) aleacutem da
busca manual dos iniciadores Na busca manual procuraram-se as regiotildees consenso para os
grupos de FMAs e que fossem dissimilares agraves sequecircncias natildeo-alvo
Apoacutes se encontrarem os possiacuteveis iniciadores especiacuteficos eles foram validados quanto agrave
especificidade utilizando o BLAST Nessa etapa a especificidade foi considerada quando a
similaridade e a cobertura para sequecircncias alvo foram de 100 e quando esses valores foram
menores para sequecircncias natildeo-alvo Assim a anaacutelise de similaridade foi feita utilizando-se as
seguintes entradas para busca no BLAST Glomeromycota o grupo de espeacutecies de cada iniciador
e Eucariotos sem Glomeromycota Os iniciadores ainda foram alinhados com as sequecircncias alvo
e natildeo-alvo para confirmar a especificidade a similaridade e a posiccedilatildeo de alinhamento no
programa Multialin Depois avaliou-se a temperatura de desnaturaccedilatildeo (melting temperature) o
tamanho do oligonucleotiacutedeo a formaccedilatildeo de grampos e o autopareamento utilizando-se o
programa Oligo Analyzer (Copyright (C) 2000-2002 Teemu Kuulasmaa) Por fim procedeu-se os
ensaios de amplificaccedilatildeo de DNA alvo por meio de PCR utilizando-se os iniciadores grupo-
especiacuteficos como Forward e um iniciador modificado de Borneman e Hartin (2000) como
Reverse (Tabela 1) Apoacutes a verificaccedilatildeo em alinhamentos com sequecircncias de Glomeromycota o
iniciador nu-SSU-1196 (BORNEMAN HARTIN 2000) foi alterado com degeneraccedilatildeo de uma
base ldquoCrdquo por ldquoC ou Trdquo (Y) Essa degeneraccedilatildeo permitiu obter 100 de similaridade entre as
sequecircncias de FMAs testadas
26
Tabela 1 ndash Iniciadores grupo-especiacuteficos para FMAs
Iniciador Sequecircncia (5rsquo 3rsquo) Especificidade Referecircncia
ACAU220 GGG GTT TCC CAT TGG TGR ATC AT Acaulosporaceae Esse estudo
GLOMB652 TAA GGG GTA TGA ACT GGT GTA G Glomus Grupo B Esse estudo
GLOMB673 GTC AAT TTC TCA CCT TCT GGA G Glomus Grupo B Esse estudo
GIGA202 AAA CCA ATA RCC TTC GGG TTT C Gigasporaceae Esse estudo
GIGA615 TAG TTG AAT TTC GGG GTT CTA C Gigasporaceae Esse estudo
GLOMA189 TTA GAT AAA AAA CCA ATA TCG GG Glomus Grupo A Esse estudo
GLOMA690 CGT AAT GCC ATT AAT TTG GTG T Glomus Grupo A Esse estudo
nu-SSU-1196
modificado TCT GGA CCT GGT GAG TTT YC Fungi
Modificado de
Borneman
Hartin (2000)
Para validaccedilatildeo dos iniciadores utilizaram-se amostras de DNA de FMAs provenientes de
vasos de multiplicaccedilatildeo obtidos de culturas do INVAM (West Virginia University) As espeacutecies
de FMAs utilizadas pertencem aos 4 grupos de FMAs Acaulospora lacunosa e A longula
(Acaulosporacea) Glomus claroideum (Glomus grupo B) Glomus caledonium (Glomus grupo
A) Scutellospora castanea e S calospora (Gigasporaceae) O DNA total foi extraiacutedo a partir do
substrato dos vasos de multiplicaccedilatildeo que continham esporos e raiacutezes colonizadas utilizando-se o
Ultra Clean Soil DNA Kit (MoBio Laboratories Carlsbad CA EUA)
Para otimizar as condiccedilotildees da amplificaccedilatildeo do DNA alvo para cada iniciador desenhado
foram testados os gradientes de concentraccedilatildeo de DNA temperatura de pareamento dos
iniciadores concentraccedilatildeo de MgCl2 concentraccedilatildeo de dNTPs concentraccedilatildeo de iniciadores
concentraccedilatildeo da enzima DNA Polimerase Taq aleacutem da presenccedila ou ausecircncia de BSA (Albumina
de Soro Bovino) As condiccedilotildees da PCR otimizadas foram 50 ng de DNA 15 mM de MgCl2
200 microM de cada dNTP 04 microM de cada iniciador 125 U da DNA polimerase Taq 1x tampatildeo
para a DNA polimerase sem o uso de BSA para um volume final de 25 microL O programa de
amplificaccedilatildeo foi 94 ordmC por 2 minutos para a desnaturaccedilatildeo inicial seguido por 30 ciclos de 94 ordmC
por 1 minuto 61 ordmC por 1minuto e 72 ordmC por 2 minutos e um passo de extensatildeo final a 72 ordmC por
8 minutos
Previamente aos ensaios com amostras ambientais a habilidade dos iniciadores em
amplificar o DNA alvo foi testada em amostras de DNA extraiacutedos de raiacutezes de cana-de-accediluacutecar e
27
Brachiaria sp inoculadas com FMAs e cultivadas em casa-de-vegetaccedilatildeo Amostras de DNA de
raiacutezes de uma pradaria dos Estados Unidos tambeacutem foram utilizadas para verificar a eficiecircncia e a
especificidade dos iniciadores em amostras do campo Essas amostras foram coletadas de um
experimento em pradaria conduzido na Konza Prairie Biological Station (estaccedilatildeo de estudos
bioloacutegicos da Kansas State University em Manhattan KS - httpwwwkonzaksuedukonza)
com comunidade vegetal dominada por espeacutecies nativas como Andropogon gerardii Panicum
virgatum e Sorghastum nutans As amostras satildeo de dois tratamentos sem adubaccedilatildeo nitrogenada e
com aplicaccedilatildeo de 10 g de N por m2
(JUMPPONEN et al 2005) O DNA dessas amostras foi
extraiacutedo com o kit MoBio Ultra Clean Soil DNA Kit
Foi necessaacuterio utilizar a nested PCR para a amplificaccedilatildeo do DNA alvo nas amostras
provenientes da pradaria Na primeira PCR foram utilizados os iniciadores NS1 e NS8 (WHITE
1990) A amplificaccedilatildeo foi feita com desnaturaccedilatildeo inicial a 94 ordmC por 2 minutos 25 ciclos de 94
ordmC por 1 minuto 58 ordmC por 1 minuto e 30 segundos e 72 ordmC por 2 minutos e extensatildeo final a 72
ordmC por 8 minutos Na segunda PCR utilizaram-se os iniciadores grupos especiacuteficos desenhados
nesse trabalho com as mesmas condiccedilotildees descritas acima para o DNA de raiacutezes de vasos de
multiplicaccedilatildeo Os produtos de PCR das amostras ambientais amplificados com o uso dos
iniciadores grupo-especiacuteficos foram ligados em vetor TOPO (Invitrogen) e clonados em
Escherichia coli Para o sequenciamento do DNA alvo os insertos foram amplificados a partir
das colocircnias de E coli e foram selecionados a partir do padratildeo de bandas apoacutes a digestatildeo com as
endonucleases AluI e HinfI Os clones que apresentaram os mesmos padrotildees de bandas foram
considerados iguais Escolheram-se apenas 1 a 3 representantes para o sequenciamento
dependendo do nuacutemero de clones com o mesmo padratildeo As sequecircncias foram obtidas utilizando-
se sequenciador capilar de alta capacidade da High-Throughput Sequencing Solutions empresa
administrada pela Universidade de Washington EUA
223 Estrutura da comunidade de FMAs em raiacutezes e solo rizosfeacuterico de cana-de-accediluacutecar sob
diferentes manejos de colheita
As amostras de solos e raiacutezes de cana-de-accediluacutecar foram coletadas para a extraccedilatildeo de
esporos para a determinaccedilatildeo da colonizaccedilatildeo intrarradicular e para a identificaccedilatildeo de sequecircncias
do gene rRNA 18S de FMAs nas raiacutezes Para tanto utilizou-se uma aacuterea experimental do Centro
28
de Tecnologia Canavieira (CTC) localizada na Usina Satildeo Joseacute da Estiva (21ordm30rsquo45rdquoS e
49ordm13rsquo08rdquoW) no municiacutepio de Novo Horizonte SP O experimento foi instalado em 16042004
sobre um latossolo vermelho-amarelo com dois tratamentos de manejo de colheita SEM
QUEIMA e COM QUEIMA preacutevia e trecircs variedades de cana-de-accediluacutecar (1) SP813250 (2)
SP801842 e (3) RB72454 As variedades foram plantadas com espaccedilamento de 15 m entre
linhas com seis repeticcedilotildees em blocos aleatorizados Anteriormente agrave implantaccedilatildeo do experimento
na aacuterea houve o cultivo de cana-de-accediluacutecar variedade SP711406 com 10 cortes e queima
previamente agrave cada colheita seguido de um cultivo de soja A amostragem foi feita aos 84 dias
apoacutes a primeira colheita da cana-de-accediluacutecar em 15122005 na profundidade de 0-10 cm sob as
trecircs variedades de cana-de-accediluacutecar A produtividade em toneladas de colmos por hectare (TCH)
tambeacutem foi calculada para as trecircs variedades
2231 Anaacutelises quiacutemicas do solo
As amostras de solo coletadas foram secas ao ar para a anaacutelise de pH H+Al Al Ca Mg
K P Carbono orgacircnico (CO) soma de bases (SB) capacidade de troca catiocircnica a pH 70 (CTC)
e saturaccedilatildeo da CTC por bases (Quadro 2)
Atributo Meacutetodo ou extrator Referecircncia
pH Medido em CaCl2 001M Raij et al 2001
H+Al pH em SMP Raij et al 2001
Al trocaacutevel KCl 1M e titulaccedilatildeo com NaOH 0025M Raij et al 2001
Ca Mg trocaacuteveis e P Resina trocadora de iacuteons Raij et al 2001
K trocaacutevel Melich 1 Silva 1999
Carbono orgacircnico (CO) Colorimetria Raij et al 2001
Soma de bases (SB) Somatoacuteria de Ca Mg K -
CTC (pH 70) Somatoacuteria de H+Al Ca Mg K -
Saturaccedilatildeopor bases da
CTC (V)
Saturaccedilatildeo = (Ca Mg K)100CTC -
Quadro 2 ndash Metodologias utilizadas para a anaacutelise quiacutemica do solo
A CTC a pH 70 foi calculada somando-se os teores de H + Al Ca Mg e K Depois
29
foram calculadas as porcentagens da saturaccedilatildeo da CTC por Ca Mg K e por Al (m) da seguinte
forma Saturaccedilatildeo do Elemento () = (teor do ElementoCTC)100
2232 Extraccedilatildeo de esporos de FMAs do solo
Os esporos dos FMAs foram extraiacutedos do solo por peneiramento uacutemido (GERDEMANN
NICOLSON 1963) e centrifugaccedilatildeo por duas vezes em soluccedilatildeo de sacarose 70 a 560 g por 2
minutos Os esporos foram identificados conforme descrito no International Culture Collection
of (Vesicular) Arbuscular Mycorrhiza Fungi (INVAM 2007) Para a anaacutelise estatiacutestica o nuacutemero
de esporos foi transformado para (x + 05)05
O iacutendice de diversidade de Shannon o reciacuteproco do
iacutendice de Simpson as estimativas de riqueza de espeacutecies e a estimativa de cobertura de
amostragem foram realizadas com o uso do programa SPADE (CHAO SHEN 2003) O iacutendice
de equitabilidade de Pielou foi calculada de acordo com Magurran (1988)
Para determinar a influecircncia das variaacuteveis ambientais na variabilidade de ocorrecircncia das
espeacutecies de FMAs sob cana-de-accediluacutecar foi realizada uma anaacutelise de redundacircncia canocircnica (RDA)
utilizando-se o programa ldquoCanoco for windows 45rdquo com transformaccedilatildeo dos dados para log x e
avaliaccedilatildeo da anaacutelise por meio do teste de permutaccedilatildeo de Monte-Carlo Na RDA a ordenaccedilatildeo das
amostras eacute condicionada diretamente pelas variaacuteveis ambientais e assim permite medida direta
da relaccedilatildeo entre as variaacuteveis ambientais e as espeacutecies detectadas Para eliminar a colinearidade de
dados e selecionar as variaacuteveis que melhor explicaram de forma significativa a variabilidade dos
dados utilizou-se Forward selection na RDA Dados de presenccedila e ausecircncia de espeacutecies de
FMAs foram utilizados para os caacutelculos
2233 Colonizaccedilatildeo micorriacutezica intrarradicular
Para a avaliaccedilatildeo da colonizaccedilatildeo intrarradicular pelos FMAs as raiacutezes de cana-de-accediluacutecar
foram lavadas e imersas em KOH 10 por uma noite Depois foram aquecidas a 60ordmC em KOH
10 por 10 minutos para clarificaccedilatildeo Apoacutes a clarificaccedilatildeo as estruturas fuacutengicas foram coradas
por 3 minutos a 90ordmC com tinta de caneta comercial Parkerreg 5 diluiacuteda em soluccedilatildeo de aacutecido
aceacutetico 5 e lactoglicerol 10 A colonizaccedilatildeo das raiacutezes foi analisada sob microscoacutepio
estereoscoacutepio pelo meacutetodo da placa reticulada segundo Giovannetti e Mosse (1980) Os dados
30
foram transformados para arcsen(x + 1)05
para as anaacutelises estatiacutesticas
2234 Anaacutelise do gene rRNA 18S fuacutengico em raiacutezes de cana-de-accediluacutecar
O DNA das amostras de raiacutezes do campo foi extraiacutedo com o objetivo de amplificar e
clonar fragmentos do gene rRNA 18S de FMAs O DNA foi extraiacutedo com kit comercial Fast
DNA (Bio101 Vista) apoacutes a lavagem das raiacutezes com aacutegua desionizada e maceraccedilatildeo em
nitrogecircnio liacutequido A clonagem do gene rRNA 18S de FMAs foi realizada usando trecircs
abordagens A primeira abordagem foi com a utilizaccedilatildeo de iniciadores especiacuteficos para um
segmento do gene rRNA 18S conservado em fungos (NS7 e F1Ra) Assim apoacutes o
sequenciamento de clones poderiacuteamos detectar as populaccedilotildees de fungos em geral incluindo as
populaccedilotildees de FMAs A segunda abordagem teve como objetivo amplificar parte do gene rRNA
18S de fungos do filo Glomeromycota utilizando-se o iniciador AM1 descrito como especiacutefico
para FMAs (HELGASON et al 1998) A terceira abordagem foi desenhar iniciadores especiacuteficos
para amplificar fragmentos do gene rRNA 18S de grupos especiacuteficos de FMAs nas amostras de
raiacutezes de cana-de-accediluacutecar do campo Para o desenho dos iniciadores inicialmente procurou-se
obter sequecircncias de FMAs mantidos em vasos de multiplicaccedilatildeo As abordagens e meacutetodos
utilizados estatildeo descritos em detalhes abaixo
22341 Amplificaccedilatildeo do gene rRNA 18S de fungos gerais e FMAs
O gene rRNA 18S fuacutengico foi amplificado por nested PCR com os iniciadores universais
para eucariotos NS1 e NS8 (WHITE et al 1990) na primeira reaccedilatildeo de amplificaccedilatildeo Os
produtos da primeira PCR foram diluiacutedos 50 vezes e utilizados em uma segunda reaccedilatildeo de
amplificaccedilatildeo com o par de iniciadores NS7 e F1Ra (SOUZA et al 2004) para amplificar DNA
de fungos em geral e os iniciadores NS31 e AM1 para amplificar DNA de Glomeromycota A
primeira reaccedilatildeo de amplificaccedilatildeo foi realizada com DNA total extraiacutedo das raiacutezes em soluccedilatildeo
contendo 04 M de cada um dos iniciadores (NS1 e NS8) 200 M de cada um dos nucleotiacutedeos
(dNTPs) 15 mM de MgCl2 1 U da enzima (DNA polimerase Taq) e 1x o tampatildeo de reaccedilatildeo
totalizando um volume de 30 l Apoacutes desnaturaccedilatildeo inicial a 94 ordmC por 2 minutos os fragmentos
de rDNA 18S foram amplificados em 30 ciclos de desnaturaccedilatildeo a 94 ordmC por 30 segundos
31
pareamento do iniciador a 53ordmC por 1 minuto extenccedilatildeo a 72 ordmC por 2 minutos seguidos de um
periacuteodo final de extensatildeo de 10 minutos a 72ordm C
A segunda reaccedilatildeo de amplificaccedilatildeo foi realizada com o produto de amplificaccedilatildeo da
primeira reaccedilatildeo diluiacutedo em soluccedilatildeo contendo 04 M de cada um dos iniciadores (NS7 e F1Ra ou
NS31 e AM1) 200 M de cada um dos nucleotiacutedeos (dNTPs) 10 mM de MgCl2 2 U da enzima
(DNA polimerase Taq) e 1x o tampatildeo de reaccedilatildeo totalizando um volume de 20 l A
amplificaccedilatildeo com os iniciadores NS7 e F1Ra foi feita apoacutes desnaturaccedilatildeo inicial a 94 ordmC por 2
minutos em 30 ciclos de 94 ordmC por 1 minuto 62ordmC por 28 segundos 72 ordmC por 1 minuto
seguidos de 5 minutos a 72ordm C para extensatildeo final A amplificaccedilatildeo com os iniciadores NS31e
AM1 foi feita apoacutes desnaturaccedilatildeo inicial a 94ordm C por 2 minutos em 35 ciclos de 94ordm C por 30
segundos 60ordm C por 30 segundos 72ordm C por 45 segundos (aumentando 1segundo por ciclo) e
seguido de extensatildeo final a 72ordm C por 5 minutos Os amplicons corados com SYBR Green foram
visualizados em gel de agarose 1 apoacutes eletroforese
22342 Amplificaccedilatildeo do gene rRNA 18S de grupos especiacuteficos de FMAs em cana-de-
accediluacutecar
Os iniciadores desenhados foram utilizados para avaliar a estrutura das comunidades de
FMAs em raiacutezes de cana-de-accediluacutecar sob os manejos SEM QUEIMA e COM QUEIMA preacutevia agrave
colheita O DNA total extraiacutedo das raiacutezes usando o meacutetodo 1 (kit Bio101) foi amplificado com os
iniciadores NS31 e AM1 para comparaccedilatildeo da eficiecircncia dos mesmos As condiccedilotildees para a
amplificaccedilatildeo utilizando os iniciadores aqui desenhados foram as mesmas descritas acima para as
raiacutezes da pradaria A ligaccedilatildeo dos amplicons transformaccedilatildeo de E coli clonagem e extraccedilatildeo de
DNA plasmidial foi feita conforme descrito acima para os inciadores NS7 e F1Ra e para NS31 e
AM1 Para as raiacutezes de cana-de-accediluacutecar 20 clones obtidos com cada iniciador e de cada um dos
tratamentos de colheita foram sequenciados O sequecircnciamento de ampliconsobtidos de raiacutezes de
cana-de-accediluacutecar foi feito em sequenciador automaacutetico ABI 3100 utilizando-se o DYEnamic ET
Terminator Cycle Sequencing Kit (ABI Prism 3100 Applied Biossystems) As sequecircncias foram
analisadas para detecccedilatildeo de quimeras no programa Chimera Check utilizando o mesmo meacutetodo
descrito acima
32
Na anaacutelise de BLAST as sequecircncias obtidas de cada iniciador foram avaliadas
separadamente Tanto as sequecircncias obtidas do NCBI para o desenho de iniciadores como as
sequecircncias de cana-de-accediluacutecar do campo foram alinhadas por meio do ClustalW no programa
MEGA 40 (TAMURA et al 2007) e manualmente ajustadas para a anaacutelise filogeneacutetica As
sequecircncias ambientais obtidas com o emprego do iniciador ACAU220 foram alinhadas em 624
posiccedilotildees sendo 304 parsimocircnia-informativas As sequecircncias do iniciador GIGA202 foram
alinhadas em 586 posiccedilotildees sendo 313 parsimocircnia-informativas Alinharam-se as sequecircncias de
GLOMA690 em 298 posiccedilotildees com 115 parsimocircnia-informativas Por fim as sequecircncias do
iniciador GLOMB673 foram alinhadas em 498 posiccedilotildees sendo 239 parsimocircnia-informativas As
relaccedilotildees filogeneacuteticas entre as sequecircncias fuacutengicas foram inferidas por meio da anaacutelise de
neighbor joining (NJ) (SAITOU NEI 1987) no programa MEGA 40 Sequecircncias do gene rRNA
18S de milho (Zea mays) soja (Glycine max) e Homo sapiens foram utilizadas como outgroup
Na anaacutelise de NJ os ldquoGapsrdquo e ldquomissing datardquo sofreram deleccedilatildeo completa o modelo de
substituiccedilatildeo foi o de Jukes-Cantor com taxas uniformes entre sites A robustez da topologia
inferida foi testada com 1000 replicatas de ldquobootstraprdquo
As sequecircncias obtidas com todos os iniciadores em raiacutezes de cana-de-accediluacutecar foram
alinhadas em 256 posiccedilotildees sendo 124 parsimocircnio-informativas Utilizou-se o programa DOTUR
para o agrupamento de sequecircncias em unidades taxonocircmicas operacionais (UTOs) para a anaacutelise
de diversidade e para a obtenccedilatildeo da curva de rarefaccedilatildeo de sequecircncias As sequecircncias com uma
similaridade gt 99 foram consideradas pertencentes agrave mesma UTO Foi feita comparaccedilatildeo entre
as bibliotecas de sequecircncias por meio do programa webLIBSHUFF (SINGLETON et al 2001)
utilizando-se as matrizes de distacircncias evolutivas calculadas
22343 Purificaccedilatildeo dos amplicons
Os amplicons foram purificados dos geacuteis de agarose com o kit GFX PCR DNA and Gel
Band Purification (GE Healthcare) conforme instruccedilotildees do fabricante
As bandas de DNA foram excisadas do gel de agarose e colocadas em microtubo de 15
mL adicionando-se 1 microL de uma soluccedilatildeo tampatildeo de captura (GE Healthcare) por mg de gel O
microtubo foi agitado vigorosamente em vortex e incubado a 60oC ateacute que a agarose estivesse
completamente dissolvida Apoacutes a dissoluccedilatildeo total da agarose a amostra foi centrifugada por 30
33
segundos a 12000 g e incubada agrave temperatura ambiente durante 10 minutos Uma aliacutequota de
aproximadamente 300 microL da amostra foi transferida para a coluna de purificaccedilatildeo incubada
durante 10 minutos a temperatura ambiente e centrifugada por 30 segundos a 12000 g Este
processo foi entatildeo repetido com o volume restante da amostra O liacutequido que passou pela coluna
durante a centrifugaccedilatildeo foi descartado e adicionou-se agrave coluna 500 microL de tampatildeo de lavagem
(GE Healthcare) seguido de uma incubaccedilatildeo durante 10 minutos a temperatura ambiente e
centrifugaccedilatildeo por 30 segundos a 12000 g A coluna foi entatildeo transferida para um microtubo de
15 mL Para eluiccedilatildeo do DNA adicionou-se 50 microL de TE (pH 80) diretamente na matriz da
coluna incubando-se por 10 minutos e em seguida centrifugou-se por 30 segundos a 8000 g O
DNA recuperado no microtubo foi novamente centrifugado por 90 segundos a 8000 g para
remover a resina remanescente A soluccedilatildeo de DNA foi entatildeo transferida para novo microtubo de
15 mL A qualidade do DNA foi determinada apoacutes eletroforese em gel de agarose 1 (TBE 05
X) e coloraccedilatildeo com SYBR-Green I (Moleculat Probes) O marcador de massa Low DNA Mass
Ladder (Invitrogen) foi utilizado como padratildeo de tamanho e quantidade de DNA
22344 Clonagem dos amplicons do gene rRNA 18S
Os amplicons de parte do gene rRNA 18S foram clonados no vetor pGEM-T Easy
(Promega) segundo as instruccedilotildees do fabricante A reaccedilatildeo de ligaccedilatildeo dos amplicons ao plasmiacutedeo
foi feita utilizando-se tampatildeo de ligaccedilatildeo raacutepida 1X (30 mM Tris-HCl pH 78 10 mM DDT 1
mM ATP 5 polietilenoglicol PEG) e 3 U de DNA ligase T4 A soluccedilatildeo foi incubada a 4 ordmC
durante 16 horas Em seguida ceacutelulas competentes de Ecoli DH5α foram transformadas por
meio de choque teacutermico utilizando-se os produtos da reaccedilatildeo de ligaccedilatildeo As ceacutelulas transformadas
foram plaqueadas em meio Luria Bertani (LB-aacutegar) contendo ampicilina (50 microg mL-1
) e X-Gal
(5-bromo-4-cloro-3-indolil--D-galactosideo 20 microg mL-1
) As bacteacuterias contendo plasmiacutedeos
recombinantes foram selecionadas para cultivo em meio LB liacutequido contendo ampicilina (50 microg
mL-1
) durante 22 horas a 38 ordmC sob agitaccedilatildeo horizontal a 300 rpm
22345 Extraccedilatildeo do DNA plasmidial
Apoacutes o cultivo das bacteacuterias contendo o plasmiacutedeo recombinante em microplacas as
34
suspensotildees celulares foram centrifugadas por 6 minutos a 4000 g a 20 oC O sobrenadante foi
descartado e o peacutelete obtido foi lavado com 240 microL de uma soluccedilatildeo tampatildeo contendo 25 mM
Tris-HCl (pH 80) 10 mM EDTA (pH 80) e 50 mM de glicose centrifugado a 20oC por 6
minutos e 4000 g Apoacutes descarte do sobrenadante foi adicionado 80 microL da soluccedilatildeo tampatildeo e em
seguida as ceacutelulas foram ressuspendidas por agitaccedilatildeo Para uma microplaca de fundo ldquoUrdquo
contendo 1 microL de RNAse em cada cavidade (10 mg mL-1
) foram transferidos 60 microL de cada
suspensatildeo de ceacutelulas Em cada poccedilo da placa foram adicionados 60 microL da soluccedilatildeo de lise (NaOH
02 N e SDS 1) a placa foi selada a suspensatildeo homogeneizada por inversatildeo e incubada a
temperatura ambiente por 10 minutos Em seguida foram adicionados 60 microL de soluccedilatildeo
contendo 3M de acetato de potaacutessio 10 de aacutecido aceacutetico glacial misturando por inversatildeo A
placa foi mantida por 10 minutos agrave temperatura ambiente e entatildeo incubada aberta em estufa a
90oC por 30 minutos Apoacutes esse tempo a placa foi resfriada em gelo por 10 minutos e
centrifugada por 4 minutos (4000 g 20oC) O sobrenadante foi transferido para uma placa de 96
poccedilos Millipore (MAGV N22) fixada sobre uma placa de fundo ldquoVrdquo de 250 microL e o conjunto
centrifugado (sem a tampa) por 4 minutos a 4000 g e 4 oC Ao filtrado adicionou-se 110 microL de
isopropanol gelado e em seguida centrifugou-se por 45 minutos a 4000 g a 4 oC O precipitado
de DNA foi entatildeo lavado com 180 microL de etanol 70 Centrifugou-se novamente a 4000 g por 5
minutos a 4 oC Apoacutes o descarte do sobrenadante inverteu-se a placa sobre papel absorvente e
centrifugou-se por 1 minuto a 900 g e 4 oC Apoacutes secar durante 1 hora a temperatura ambiente o
DNA foi ressolubilizado em 80 microL de aacutegua ultrapura esterilizada durante toda a noite e
armazenado a -20 oC O DNA foi quantificado atraveacutes de espectrofotometria a 260 nm e sua
integridade determinada por eletroforese em gel de agarose 1 (TBE 05 X)
22346 Sequenciamento dos clones do gene rRNA 18S
Para o sequenciamento dos clones de fragmentos do gene rRNA 18S utilizou-se 200-500
ng de DNA plasmidial 10 pmol do iniciador M13f (5rsquo GTA AAA CGA CGG CCA G 3rsquo) 2 microL
de DYEnamic ET Terminator (GE Healthcare) 2 microL de soluccedilatildeo tampatildeo Save Money (200 mM
Tris-HCl pH 90 5 mM MgCl26H2O) e aacutegua ultrapura para um volume final de 10 microL A
amplificaccedilatildeo por PCR foi realizada em um termociclador Mastercycler Gradiente (Eppendorf)
com as seguintes condiccedilotildees 25 ciclos de 20 segundos a 95 oC 15 segundos a 50
oC e 1 minuto a
35
60 o
C Os produtos de PCR foram precipitados com 110 de volume de uma soluccedilatildeo de acetato de
soacutedio 15 M e EDTA 250 mM e 6 volumes de etanol 95 gelado As suspensotildees foram
centrifugadas a 4000 g por 45 minutos e o peacutelete lavado com etanol 70 a temperatura
ambiente O peacutelete foi seco no escuro por no miacutenimo 2 horas ressuspendido em formamida e
desnaturado a 96oC por 5 minutos O sequenciamento foi realizado em um sequenciador capilar
automaacutetico ABI 3100 (Applied Biosystems) de acordo com as recomendaccedilotildees do fabricante
22347 Anaacutelise de sequecircncias do gene rRNA 18S
A similaridade com sequecircncias de DNA existentes no banco de dados do GenBank foi
determinada pelo Basic Local Alignment Search Tool (BLAST) no NCBI (ALTSCHUL et al
1990) A existecircncia de quimeras foi determinada usando o Chimera Check version 27 do
Ribosomal Database Project (RDP) (MAIDAK et al 1999) Foi considerado que as sequecircncias
satildeo potencialmente quimeacutericas se elas tecircm um ponto de quebra de quimera distinto gt20 no
Chimera Check Para se confirmar a indicaccedilatildeo do programa Chimera Check as sequecircncias foram
re-analisadas usando-se o BLAST depois da exclusatildeo dos nucleotiacutedeos anteriores e posteriores ao
ponto de quebra da quimera Se um dos dois seguimentos isto eacute o anterior ou o posterior ao
ponto de quebra foi mais similar a outro organismo do que o organismo mais similar agrave sequecircncia
original completa entatildeo a sequecircncia foi considerada como quimera
Para a anaacutelise filogeneacutetica as sequecircncias foram agrupadas por UPGMA com distacircncia-p
Cada grupo foi formado com valor de corte de 04 de distacircncia entre as sequecircncias Uma
sequecircncia representativa de cada grupo formado foi utilizada para construccedilatildeo da aacutervore
filogeneacutetica por neighbor-joining (NJ) utilizando-se o programa MEGA versatildeo 31(KUMAR
TAMURA NEI 2004) apoacutes alinhamento das sequecircncias no programa ClustalW e ajuste manual
O alinhamento das sequecircncias foi feito com deleccedilatildeo completa dos ldquogapsrdquo e a matriz de distacircncia
foi calculada utilizando-se o paracircmetro Jukes-Cantor como modelo de substituiccedilatildeo assumindo
taxa uniforme de substituiccedilatildeo para siacutetios variaacuteveis A robustez da topologia inferida por NJ foi
testada por 1000 repeticcedilotildees de bootstrap (PEER WACHTER 1994)
Para o agrupamento de sequecircncias em unidades taxonocircmicas operacionais (UTOs)
empregou-se o programa DOTUR (SCHLOSS HANDELSMAN 2005) Para isso foi utilizada
uma matriz de distacircncia evolutiva calculada com o programa DNADIST com algoritmo de
36
Jukes-Cantor apoacutes alinhamento das sequecircncias dos clones das bibliotecas da amostra de raiacutezes de
cana-de-accediluacutecar SEM QUEIMA e da amostra COM QUEIMA preacutevia agrave colheita As sequecircncias
com uma similaridade gt 99 foram consideradas pertencentes agrave mesma UTO A estimativa de
riqueza de UTOs pelos meacutetodos natildeo-parameacutetricos ACE-1 (CHAO LEE 1992) e e Chao1
(CHAO 1984) dos iacutendices de diversidade de Shannon reciacuteproco do iacutendice de Simpson e a
cobertura de amostragem foram realizadas com o programa SPADE (CHAO SHEN 2003) A
comparaccedilatildeo estatiacutestica das bibliotecas de clones foi feita por meio do programa webLIBSHUFF
(SINGLETON et al 2001) utilizando as matrizes de distacircncias evolutivas calculadas
anterormente
23 Resultados e Discussatildeo
231 Comparaccedilatildeo dos meacutetodos de extraccedilatildeo de DNA das raiacutezes
O DNA total extraiacutedo das raiacutezes de braquiaacuteria inoculadas com FMAs apoacutes a eletroforese
pode ser visto na Figura 2 As amostras extraiacutedas com o meacutetodo adaptado de Redecker (2000)
foram as uacutenicas a natildeo apresentar bandas no gel As concentraccedilotildees de DNA obtidas com cada
meacutetodo satildeo apresentadas na Figura 3 Pode-se observar com base no desvio padratildeo que o meacutetodo
que apresenta menor variaccedilatildeo na quantidade de DNA extraiacuteda entre amostras eacute o kit MoBio
seguido pelo kit Bio101 Os meacutetodos adaptados de Edwards et al (1997) de Doyle e Doyle
(1990) e de Redecker (2000) apresentaram maior variabilidade entre as amostras Poreacutem a
concentraccedilatildeo dada pela comparaccedilatildeo com marcador molecular diferiu em ordem e em magnitude
da concentraccedilatildeo determinada com base na absorbacircncia
37
Figura 2 ndash Eletroforese em gel de agarose (2) do DNA total extraiacutedo de raiacutezes de braquiaacuteria colonizadas com
FMAs usando 5 diferentes meacutetodos de extraccedilatildeo A espeacutecie de FMA inoculada nas raiacutezes de braquiaacuteria
estaacute descrita acima do grupo de amostras LM - marcador de massa Low DNA Mass Ladder 1 ndash
extraccedilatildeo de DNA com kit FastDNA Spin (Bio 101 Vista Califoacuternia) 2 ndash extraccedilatildeo de DNA com kit
UltraClean Soil DNA Isolation (Mo Bio Laboratories Carlsbad CA USA) 3 ndash extraccedilatildeo de DNA com
meacutetodo adaptado de Edwards et al (1997) 4 ndash extraccedilatildeo de DNA com meacutetodo adaptado de Doyle amp
Doyle (1990) 5 ndash extraccedilatildeo de DNA com meacutetodo Adaptado de Redecker (2000)
As amostras extraiacutedas pelos meacutetodos do kit Bio101 adaptado de Edwards et al (1997) e
adaptado de Doyle e Doyle (1990) apresentaram DNA de melhor qualidade com base na relaccedilatildeo
A260A280 (Figura 4) Na Figura 4 eacute possiacutevel observar maior variabilidade na relaccedilatildeo A260A280
para as amostras do kit MoBio seguidas do kit Bio101 protocolo adaptado de Edwards (1997)
Doyle e Doyle (1990) e de Redecker (2000) Apesar disso as amostras do kit Bio101 foram as
que apresentaram maior eficiecircncia na amplificaccedilatildeo do gene rRNA 18S por PCR (Tabelas 2 e 3)
A eficiecircncia na amplificaccedilatildeo natildeo seguiu a ordem de concentraccedilatildeo de DNA inicial de qualquer um
dos meios de quantificaccedilatildeo tampouco apresentou maior frequecircncia de amplificaccedilatildeo as amostras
com valores de A260A280 mais proacuteximos a 18 Apesar de menor quantidade de DNA em relaccedilatildeo
ao extraiacutedo pelos meacutetodos adaptados de Edwards et al (1997) e de Doyle e Doyle (1990) a
eficiecircncia de amplificaccedilatildeo foi maior para as amostras obtidas com o Kit Bio101 Utilizando-se o
par de iniciadores NS1 e NS8 natildeo foi possiacutevel amplificar o DNA das amostras extraiacutedas com o
meacutetodo adaptado de Redecker (2000) ou com o adaptado de Edwards et al (1997) (Tabela 2) A
Massa (ng)
100 60 40
20
10
5
Massa (ng)
100 60 40
20
10
5
38
maior frequumlecircncia de amplificaccedilatildeo foi obtida com o DNA extraiacutedo com kit Bio101 (83 )
seguida pelo DNA extraiacutedo com o meacutetodo adaptado de Doyle e Doyle (1990) (67 ) e
finalmente pelo DNA extraiacutedo com o kit MoBio (50 ) A avaliaccedilatildeo do gel de agarose apoacutes
eletroforese do DNA extraiacutedo sugere que esses resultados podem estar relacionados a impurezas
presentes na amostra Apoacutes a eletroforese nota-se um efeito de arraste nas amostras mais
concentradas sendo mais intenso nas amostras de DNA obtidas com os meacutetodos adaptados de
Edwards et al (1997) e de Doyle e Doyle (1990)
Quando se utilizou o par de iniciadores SSU Glom1 e LSU Glom1 o miacutenimo de 3
amostras de DNA de um total de 5 de cada meacutetodo apresentou amplificaccedilatildeo positiva (Tabela 3)
Novamente a maior frequecircncia de amplificaccedilatildeo foi observada com as amostras de DNA extraiacutedo
pelo kit Bio101 (100 ) seguidas do meacutetodo adaptado de Edwards et al (1997) e de Doyle e
Doyle (1990) (83 ) e pelo kit MoBio e o meacutetodo adaptado de Redecker (2000) (67 ) Sendo
assim o meacutetodo usando o kit Bio101 foi o escolhido para as extraccedilotildees de DNA das raiacutezes de
cana-de-accediluacutecar em condiccedilotildees do campo
Figura 3 ndash Concentraccedilatildeo de DNA de raiacutezes de braquiaacuteria extraiacutedo com os 5 meacutetodos A - concentraccedilatildeo determinada
por comparaccedilatildeo com marcador de massa B - concentraccedilatildeo medida a partir da absorbacircncia a 260 nm As
barras verticais indicam o desvio padratildeo Meacutedias seguidas de letras iguais natildeo diferem estatisticamente
pelo Tukey (p lt 005) O DNA extraiacutedo com o meacutetodo adaptado adaptado de Redecker (2000) natildeo foi
visualizado no gel apoacutes a eletroforese
A B
a a
b b
c
a
b bc
c
39
Figura 4 ndash Valores da relaccedilatildeo entre as absorbacircncias a 260 e 280 nm (A260A280) do DNA extraiacutedo de raiacutezes de
Brachiaria sp As barras representam o desvio padratildeo
Pode-se concluir que as quantificaccedilotildees de DNA por comparaccedilatildeo com marcador de massa
e por espectrofotometria nem sempre refletem a quantidade e a viabilidade de amplificaccedilatildeo do
DNA em amostras ambientais com uma comunidade microbiana diversa Sendo assim em
estudos de amostras ambientais natildeo eacute adequado se fazer generalizaccedilotildees sobre a metodologia mais
eficiente para a quantificaccedilatildeo do DNA ou para a avaliaccedilatildeo de sua qualidade O ideal seria um
estudo preacutevio para determinar as melhores condiccedilotildees de extraccedilatildeo e quantificaccedilatildeo para a
investigaccedilatildeo pretendida
A260A
280
40
Tabela 2 - Amplificaccedilatildeo do fragmento do gene rRNA 18S de amostras de DNA extraiacutedo de raiacutezes de braquiaacuteria utilizando
os iniciadores NS1 e NS8
FMA inoculado
Meacutetodo
A
scrobiculata
G
rosea
G
clarum
G
etunicatum
P
brasilianum
G rosea e S
heterogama FA ()
Kit Bio101 + + + + - + 83
Kit MoBio - + + - - + 50
Adaptado de Edwards et al (1997) - - - - - - -
Adaptado de Doyle amp Doyle (1990) + + - + - + 67
Adaptado de Redecker (2000) - - - - - - -
FA ()
40 60 40 40 - 60
FA - Frequecircncia de amplificaccedilatildeo
Tabela 3 - Amplificaccedilatildeo do fragmento do gene rRNA 18S de amostras de DNA extraiacutedo de raiacutezes de braquiaacuteria utilizando os
iniciadores SSU Glom1 e LSU Glom1
FMA inoculado
Meacutetodo
A
scrobiculata
G
rosea
G
clarum
G
etunicatum
P
brasilianum
G rosea e S
heterogama FA ()
Kit Bio101 + + + + + + 100
Kit MoBio - + + - + + 67
Adaptado de Edwards et al (1997) + + + + - + 83
Adaptado de Doyle amp Doyle (1990) - + + + + + 83
Adaptado de Redecker (2000) + - + + - + 67
Freq () 60 80 100 80 60 100
FA - Frequecircncia de amplificaccedilatildeo
41
232 Desenho e validaccedilatildeo de iniciadores especiacuteficos para grupos de FMAs
Para a obtenccedilatildeo de sequecircncias do gene rRNA 18S de FMAs comuns a ecossistemas
brasileiros inicialmente foram utilizadas espeacutecies isoladas da coleccedilatildeo de FMAs do Departamento
de Ciecircncia do Solo da ESALQ mantidas em plantas multiplicadoras em casa-de-vegetaccedilatildeo A
amplificaccedilatildeo com os pares de iniciadores NSF4 e NSR1787 ou NS1 e NS8 do DNA extraiacutedo de
esporos das espeacutecies Gigaspora margarita Gigaspora rosea Scutellospora heterogama Glomus
intraradices Glomus formasanum Acaulospora scrobiculata e Paraglomus brasilianum
apresentou aproximadamente 30 de eficiecircncia No entanto a clonagem desses fragmentos em
E coli natildeo foi possiacutevel Considerando-se que existe um bom nuacutemero de sequecircncias do gene
rRNA 18S de espeacutecies de FMAs comuns em ecossistemas brasileiros depositadas nos bancos de
dados puacuteblicos e que o dispecircndio de recursos e tempo para otimizaccedilatildeo da teacutecnica natildeo eacute
compensador decidiu-se usar tais sequecircncias depositadas para desenho de iniciadores especiacuteficos
para grupos de FMAs Desse modo nesse trabalho foram desenhados iniciadores especiacuteficos
para os grupos de FMAs mais frequentes em amostras ambientais Acaulosporaceae
Gigasporaceae Glomus Grupo A e Glomus Grupo B
As sequecircncias utilizadas para o desenho dos iniciadores satildeo apresentadas na Tabela 4
Essas foram alinhadas e agrupadas em funccedilatildeo de sua similaridade usando-se o programa
Sequencher 46 A famiacutelia Acaulosporaceae formou um agrupamento a 96 de similaridade o
Glomus Grupo B formou um agrupamento a 95 Gigasporaceae a 94 e Glomus Grupo A a
93 de similaridade
A formaccedilatildeo de um agrupamento somente com as sequecircncias de Glomeromycota natildeo foi
possiacutevel porque a diversidade de sequecircncias entre os FMAs eacute alta ao ponto de o agrupamento
apresentar sequecircncias de outros fungos Isto eacute uma das limitaccedilotildees para se desenhar um iniciador
que seja especiacutefico para todos os fungos de Glomeromycota A razatildeo para isso eacute a divergecircncia
dos grupos basais de Archaeosporaceae e Paraglomeraceae A Figura 5 apresenta a anaacutelise
filogeneacutetica das sequecircncias do gene rRNA 18S representativas dos gupos e que foram utilizadas
para o desenho de iniciadores
42
Tabela 4 ndash Sequecircncias de fungos alvo e natildeo-alvo obtidas do banco de dados do NCBI para o desenho de iniciadores
especiacuteficos para amplificarem o gene rRNA 18S de Glomeromycota
(continua)
Organismo Grupo Filo Acesso
Acaulospora laevis Acaulosporaceae Glomeromycota [AJ2508471]
Acaulospora laevis Acaulosporaceae Glomeromycota [Y176332]
Acaulospora longula Acaulosporaceae Glomeromycota [AJ3064391]
Acaulospora scrobiculata Acaulosporaceae Glomeromycota [AJ3064421]
Entrophospora colombiana Acaulosporaceae Glomeromycota [AB2201701]
Gigaspora albida Gigasporaceae Glomeromycota [AJ8526001]
Gigaspora albida Gigasporaceae Glomeromycota [AJ8525991]
Gigaspora decipiens Gigasporaceae Glomeromycota [U961461]
Gigaspora gigantea Gigasporaceae Glomeromycota [AJ8526021]
Gigaspora gigantea Gigasporaceae Glomeromycota [AJ8526011]
Gigaspora gigantea Gigasporaceae Glomeromycota [EF0143621]
Gigaspora margarita Gigasporaceae Glomeromycota [AJ8526051]
Gigaspora margarita Gigasporaceae Glomeromycota [AJ8526041]
Gigaspora margarita Gigasporaceae Glomeromycota [AJ8526031]
Gigaspora margarita Gigasporaceae Glomeromycota [AM1811441]
Gigaspora margarita Gigasporaceae Glomeromycota [AM1811431]
Gigaspora rosea Gigasporaceae Glomeromycota [AJ8526081]
Gigaspora rosea Gigasporaceae Glomeromycota [AJ8526071]
Gigaspora rosea Gigasporaceae Glomeromycota [AJ8526061]
Gigaspora rosea Gigasporaceae Glomeromycota [X587261]
Scutellospora aurigloba Gigasporaceae Glomeromycota [AJ2760932]
Scutellospora aurigloba Gigasporaceae Glomeromycota [AJ2760922]
Scutellospora calospora Gigasporaceae Glomeromycota [AJ3064461]
Scutellospora calospora Gigasporaceae Glomeromycota [AJ3064451]
Scutellospora calospora Gigasporaceae Glomeromycota [AJ3064431]
Scutellospora castanea Gigasporaceae Glomeromycota [AF0385901]
Scutellospora cerradensis Gigasporaceae Glomeromycota [AB0413451]
Scutellospora cerradensis Gigasporaceae Glomeromycota [AB0413441]
Scutellospora fulgida Gigasporaceae Glomeromycota [AJ3064351]
Scutellospora gilmorei Gigasporaceae Glomeromycota [AJ2760942]
Scutellospora gregaria Gigasporaceae Glomeromycota [AJ8712751]
Scutellospora gregaria Gigasporaceae Glomeromycota [AJ8712741]
Scutellospora heterogama Gigasporaceae Glomeromycota [AJ3064341]
Scutellospora heterogama Gigasporaceae Glomeromycota [AY6358321]
Scutellospora heterogama Gigasporaceae Glomeromycota [U365931]
Scutellospora heterogama Gigasporaceae Glomeromycota [AJ8526091]
Scutellospora nodosa Gigasporaceae Glomeromycota [AJ3064371]
Scutellospora projecturata Gigasporaceae Glomeromycota [AJ2427291]
Scutellospora reticulata Gigasporaceae Glomeromycota [AJ8712731]
Scutellospora spinosissima Gigasporaceae Glomeromycota [AJ3064361]
Scutellospora weresubiae Gigasporaceae Glomeromycota [AJ3064441]
Glomus caledonium Glomus grupo A Glomeromycota [Y176532]
Glomus caledonium Glomus grupo A Glomeromycota [Y176353]
Glomus clarum Glomus grupo A Glomeromycota [AJ2760842]
Glomus clarum Glomus grupo A Glomeromycota [AJ8525971]
Glomus coremioides Glomus grupo A Glomeromycota [AJ2497151]
Glomus coronatum Glomus grupo A Glomeromycota [AJ2760862]
Glomus fasciculatum Glomus grupo A Glomeromycota [Y176402]
Glomus fragilistratum Glomus grupo A Glomeromycota [AJ2760852]
Glomus geosporum Glomus grupo A Glomeromycota [AJ2456372]
Glomus intraradices Glomus grupo A Glomeromycota [AJ3018591]
43
Tabela 4 ndash Sequecircncias de fungos alvo e natildeo-alvo obtidas do banco de dados do NCBI para o desenho de iniciadores
especiacuteficos para amplificarem o gene rRNA 18S de Glomeromycota
(continuaccedilatildeo)
Organismo Grupo Filo Acesso
Glomus intraradices Glomus grupo A Glomeromycota [AJ8525261]
Glomus intraradices Glomus grupo A Glomeromycota [AY6358311]
Glomus intraradices Glomus grupo A Glomeromycota [DQ3226301]
Glomus intraradices Glomus grupo A Glomeromycota [X587251]
Glomus manihotis Glomus grupo A Glomeromycota [U365901]
Glomus manihotis Glomus grupo A Glomeromycota [Y176483]
Glomus mosseae Glomus grupo A Glomeromycota [AJ3064381]
Glomus mosseae Glomus grupo A Glomeromycota [AY6358331]
Glomus mosseae Glomus grupo A Glomeromycota [U961431]
Glomus mosseae Glomus grupo A Glomeromycota [U961441]
Glomus mosseae Glomus grupo A Glomeromycota [U961451]
Glomus sinuosum Glomus grupo A Glomeromycota [AJ1337061]
Glomus verruculosum Glomus grupo A Glomeromycota [AJ3018581]
Glomus etunicatum Glomus grupo B Glomeromycota [AJ8525981]
Glomus cf etunicatum Glomus grupo B Glomeromycota [Y176442]
Glomus luteum Glomus grupo B Glomeromycota [U365911]
Glomus claroideum Glomus grupo B Glomeromycota [AF1397321]
Glomus viscosum Glomus grupo B Glomeromycota [Y176522]
Glomus etunicatum Glomus grupo B Glomeromycota [Y176392]
Glomus luteum Glomus grupo B Glomeromycota [AJ2760893]
Glomus lamellosum Glomus grupo B Glomeromycota [AJ2760872]
Glomus claroideum Glomus grupo B Glomeromycota [AJ2760802]
Glomus claroideum Glomus grupo B Glomeromycota [AJ2760792]
Glomus claroideum Glomus grupo B Glomeromycota [AJ2760752]
Glomus lamellosum Glomus grupo B Glomeromycota [AJ2760833]
Archaeospora leptoticha Ambisporaceae Glomeromycota [AB0150521]
Archaeospora leptoticha Ambisporaceae Glomeromycota [AB2201721]
Archaeospora leptoticha Ambisporaceae Glomeromycota [AJ0064661]
Archaeospora leptoticha Ambisporaceae Glomeromycota [AJ3018611]
Acaulospora trappei Archaeosporaceae Glomeromycota [AJ0068001]
Acaulospora trappei Archaeosporaceae Glomeromycota [AJ0068011]
Archaeospora trappei Archaeosporaceae Glomeromycota [AM1142741]
Archaeospora trappei Archaeosporaceae Glomeromycota [Y176343]
Diversispora spurca Diversisporaceae Glomeromycota [AJ2760772]
Diversispora spurca Divesisporaceae Glomeromycota [Y176502]
Glomus versiforme Diversisporaceae Glomeromycota [AJ2760883]
Glomus versiforme Diversisporaceae Glomeromycota [X866873]
Glomus fulvum Glomeraceae Glomeromycota [AM4185431]
Pacispora scintillans Pacisporaceae Glomeromycota [AJ6199551]
Pacispora scintillans Pacisporaceae Glomeromycota [AJ6199541]
Pacispora scintillans Pacisporaceae Glomeromycota [AJ6199531]
Glomus occultum Paraglomeraceae Glomeromycota [AJ0067981]
Glomus occultum Paraglomeraceae Glomeromycota [AJ0067991]
Paraglomus brasilianum Paraglomeraceae Glomeromycota [AJ3018621]
Paraglomus occultum Paraglomeraceae Glomeromycota [AJ2760813]
Paraglomus occultum Paraglomeraceae Glomeromycota [AJ2760822]
Paraglomus occultum Paraglomeraceae Glomeromycota [DQ3226291]
Geosiphon pyriformis natildeo-alvo Glomeromycota [AJ2760742]
Geosiphon pyriformis natildeo-alvo Glomeromycota [AM1839231]
Geosiphon pyriformis natildeo-alvo Glomeromycota [X866862]
Geosiphon pyriformis natildeo-alvo Glomeromycota [Y159043]
44
Tabela 4 ndash Sequecircncias de fungos alvo e natildeo-alvo obtidas do banco de dados do NCBI para o desenho de iniciadores
especiacuteficos para amplificarem o gene rRNA 18S de Glomeromycota
(continuaccedilatildeo)
Organismo Grupo Filo Acesso
Geosiphon pyriformis natildeo-alvo Glomeromycota [Y159053]
Buellia dialyta natildeo-alvo Ascomycota [DQ9730091]
Capnodium coffeae natildeo-alvo Ascomycota [DQ2478081]
Capnodium salicinum natildeo-alvo Ascomycota [DQ6779971]
Capronia munkii natildeo-alvo Ascomycota [EF4136031]
Capronia pilosella natildeo-alvo Ascomycota [DQ8231061]
Cladonia caroliniana natildeo-alvo Ascomycota [AY5846641]
Diaporthe eres natildeo-alvo Ascomycota [DQ4710151]
Geoglossum nigritum natildeo-alvo Ascomycota [AY5446941]
Ophioparma lapponica natildeo-alvo Ascomycota [DQ9730051]
Orbilia auricolor natildeo-alvo Ascomycota [DQ4710011]
Orbilia vinosa natildeo-alvo Ascomycota [DQ4710001]
Peziza proteana f sparassoides natildeo-alvo Ascomycota [AY5447031]
Peltula umbilicata natildeo-alvo Ascomycota [DQ7828871]
Peziza vesiculosa natildeo-alvo Ascomycota [DQ4709951]
Taphrina wiesneri natildeo-alvo Ascomycota [AY5482931]
Xylaria acuta natildeo-alvo Ascomycota [AY5447191]
Xylaria hypoxylon natildeo-alvo Ascomycota [AY5446921]
Amanita brunnescens natildeo-alvo Basidiomycota [AY7070961]
Lactarius lignyotus natildeo-alvo Basidiomycota [DQ4576261]
Pleurotus ostreatus natildeo-alvo Basidiomycota [AY6570151]
Puccinia poarum natildeo-alvo Basidiomycota [DQ8310292]
Rhodotorula glutinis natildeo-alvo Basidiomycota [DQ8321941]
Rhodotorula hordea natildeo-alvo Basidiomycota [AY6570131]
Rhodotorula mucilaginosa natildeo-alvo Basidiomycota [DQ8321991]
Sphenospora kevorkianii natildeo-alvo Basidiomycota [DQ3545201]
Tilletiaria anomala natildeo-alvo Basidiomycota [AY8037521]
Trechispora sp natildeo-alvo Basidiomycota [AY8037531]
Tremella aurantia natildeo-alvo Basidiomycota [DQ8360001]
Udeniomyces puniceus natildeo-alvo Basidiomycota [DQ8360061]
Uromyces appendiculatus natildeo-alvo Basidiomycota [DQ3545101]
Ustilago tritici natildeo-alvo Basidiomycota [DQ8468951]
Chytriomyces hyalinus natildeo-alvo Chytridiomycota [DQ5364871]
Cladochytrium replicatum natildeo-alvo Chytridiomycota [AY5466831]
Cyllamyces aberensis natildeo-alvo Chytridiomycota [DQ5364811]
Gaertneriomyces semiglobiferus natildeo-alvo Chytridiomycota [AF1642472]
Olpidium brassicae natildeo-alvo Chytridiomycota [DQ3226241]
Physoderma maculare natildeo-alvo Chytridiomycota [DQ5364891]
Polychytrium aggregatum natildeo-alvo Chytridiomycota [AY6017111]
Rhizidium endosporangiatum natildeo-alvo Chytridiomycota [DQ5364841]
Rhizophlyctis harderi natildeo-alvo Chytridiomycota [AF1642722]
Rhizophlyctis rosea natildeo-alvo Chytridiomycota [AY6358291]
Rhizophydium elyensis natildeo-alvo Chytridiomycota [DQ5364791]
Rozella allomycis natildeo-alvo Chytridiomycota [AY6358381]
Spizellomyces punctatus natildeo-alvo Chytridiomycota [AY5466841]
Basidiobolus ranarum natildeo-alvo Zygomycota [AY6358411]
Coemansia reversa natildeo-alvo Zygomycota [AY5466851]
Cokeromyces recurvatus natildeo-alvo Zygomycota [AY6358431]
Endogone lactiflua natildeo-alvo Zygomycota [DQ5364711]
Endogone pisiformis natildeo-alvo Zygomycota [DQ3226281]
Entomophthora muscae natildeo-alvo Zygomycota [AY6358201]
45
Tabela 4 ndash Sequecircncias de fungos alvo e natildeo-alvo obtidas do banco de dados do NCBI para o desenho de iniciadores
especiacuteficos para amplificarem o gene rRNA 18S de Glomeromycota
(conclusatildeo)
Organismo Grupo Filo Acesso
Mortierella sp natildeo-alvo Zygomycota [AY6358281]
Orphella haysii natildeo-alvo Zygomycota [DQ3226261]
Phycomyces blakesleeanus natildeo-alvo Zygomycota [AY6358371]
Rhizopus stolonifer natildeo-alvo Zygomycota [DQ5364741]
Rhopalomyces elegans natildeo-alvo Zygomycota [AY6358341]
Umbelopsis ramanniana natildeo-alvo Zygomycota [DQ3226271]
Nessa anaacutelise verifica-se que membros das classes Archaeoporales e Paraglomerales
formam clades mais distantes filogeneticamente dos demais Glomeromycota o que estaacute de
acordo com outros estudos filogeneacuteticos com base no gene rRNA 18S desses fungos
(REDECKER MORTON BRUNS 2000) Aleacutem disso com as sequecircncias desse estudo e
utilizando o programa Sequencher 46 foi observado que esses dois grupos basais de FMAs estatildeo
associados com outros fungos em um agrupamento a 90 de similaridade enquanto as
sequecircncias restantes de FMAs formam um agrupamento distinto Haacute formaccedilatildeo de um
agrupamento com todos as sequecircncias de FMAs a 89 de similaridade mas esse tambeacutem inclui
sequecircncias de vaacuterios outros fungos Ainda assim uma sequecircncia consenso formada somente por
Glomeromycota foi obtida apoacutes alinhamento das sequecircncias com o programa Multalin e utilizada
para o desenho de iniciadores No entanto natildeo haacute uma regiatildeo conservada no gene rRNA 18S de
Glomeromycota que exclua outros fungos Portanto a divergecircncia de sequecircncias do gene rRNA
18S dentro do grupo de Glomeromycota impossibilita o desenho de iniciadores especiacuteficos para
amplificar uma regiatildeo do gene rRNA 18S comum a todos os FMAs
Ao contraacuterio do presente trabalho Lee Lee e Young (2008) desenharam os iniciadores
AML1 e AML2 especiacuteficos para todos os fungos de Glomeromycota inclusive os grupos basais
Archaeosporales e Paraglomerales No entanto verifica-se 100 de similaridade quando alinha-
se o iniciador AML1 com sequecircncias de fungos natildeo-alvo do banco Genbank tais como as
sequecircncias do gene rRNA 18S de Taphrina wiesneri (Ascomycota acesso AY5482931)
Amanita brunnescens (Basidiomycota acesso AY7070961) Rhizidium endosporangiatum
(Chytridiomycota acesso DQ5364841) e Endogone pisiformis (Zygomycota acesso
DQ3226281) (dados natildeo mostrados) O AML2 pode ser usado alternativamente como o segundo
iniciador (reverso) na reaccedilatildeo de amplificaccedilatildeo apesar de ele apresentar as 7 primeiras bases na
extremidade 3rsquo similar a alguns fungos natildeo-alvo (dados natildeo mostrados)
46
Figura 5 ndash Relaccedilotildees filogeneacuteticas entre os diferentes fungos micorriacutezicos arbusculares determinadas por neighbor-
joining com base nas sequecircncias dos genes rRNA 18S Essas satildeo sequecircncias representativas dos grupos
utilizados para o desenho de iniciadores Os nuacutemeros sobre os ramos indicam a percentagem de 1000
repeticcedilotildees da anaacutelise de bootstrap A barra representa duas substituiccedilotildees a cada 100 nucleotiacutedeos Os
nomes dos iniciadores desenhados nesse trabalho estatildeo grafados em itaacutelico e negrito abaixo do nome dos
seus grupos ndash Gigasporaceae Acaulosporaceae Glomus grupo A e Glomus grupo B As linhas
transversais tracejadas indicam famiacutelias ou grupos e as linhas cheias indicam os filos
47
O baixo nuacutemero de sequecircncias e espeacutecies de Diversisporaceae e Pacisporaceae
disponiacuteveis nos bancos de dados puacuteblicos eacute insuficiente para o desenho de iniciadores
especiacuteficos por essa razatildeo esses dois grupos de FMAs natildeo foram considerados para o desenho
dos iniciadores grupo-especiacuteficos
Desenho de iniciadores grupo-especiacuteficos Utilizando os programas Beacon Designer
702 Primer3 e a busca manual foram encontradas por volta de 150 sequecircncias de
oligonucleotiacutedeos com potencial para serem usadas como iniciadores Para os ensaios de PCR
sete desses oligonucleotiacutedeos foram selecionados com base na avaliaccedilatildeo de especificidade
utilizando o BLAST e o alinhamento com sequecircncias alvo e natildeo-alvo e segundo as propriedades
dos iniciadores avaliadas no programa Oligo Analyzer O programa Beacon Designer 702 natildeo
possibilitou o desenho de iniciadores especiacuteficos As sequecircncias dos sete iniciadores selecionados
satildeo apresentadas na Tabela 5 juntamente com suas respectivas temperaturas de desnaturaccedilatildeo
(Tm) calculada com o programa Oligo Analyzer e tamanho esperado dos amplicons quando
utilizados com o iniciador nu-SSU-1196 modificado
Nas Figuras 6 a 11 satildeo mostrados os alinhamentos dos iniciadores com as sequecircncias alvo
e diversas sequecircncias natildeo-alvo representadas pelos grupos filogeneacuteticos Glomeromycota
Ascomycota Basidiomycota Chytridiomycota Zygomycota Faneroacutegamas e Homo sapiens
Tabela 5 ndash Iniciadores selecionados e suas respectivas temperaturas de desnaturaccedilatildeo (Tm) e
tamanho de amplicons esperados quando utilizados com o iniciador nu-SSU-1196
modificado
Iniciador Sequecircncia (5 rarr 3) Especificidade Tm (ordmC)
Tamanho
esperado do
amplicon (pb)
ACAU220 GGG GTT TCC CAT TGG TGR ATC AT Acaulosporaceae 646 995
GLOMB652 TAA GGG GTA TGA ACT GGT GTA G Glomus Grupo B 603 565
GLOMB673 GTC AAT TTC TCA CCT TCT GGA G Glomus Grupo B 603 544
GIGA202 AAA CCA ATA RCC TTC GGG TTT C Gigasporaceae 603 987
GIGA615 TAG TTG AAT TTC GGG GTT CTA C Gigasporaceae 584 574
GLOMA189 TTA GAT AAA AAA CCA ATA TCG GG Glomus Grupo A 557 1018
GLOMA690 CGT AAT GCC ATT AAT TTG GTG T Glomus Grupo A 565 517
48
ACAU220 GGGGTTTCCCATTGGTGRATCAT
Acaulospora longula TTTTGGGGTTTCCCATTGGTGGATCATAATAACTTT
Acaulospora scrobiculata GCAAGGGGTTTCCCATTGGTGAATCATAATAACTTT
Acaulospora laevis GCAAGGGGTTTCCCATTGGTGAATCATAATAACTTT
Entrophospora colombiana GCAAGGGGTTTCCCATTGGTGAATCATAATAACTTT
Scutellospora heterogama -CTTCGGGTTTCAC-TTGGTGATTCATGATAACTTT
Pacispora scintilans TTCG-GGGTTTC-CTTTGGTGATTCATGATAACTTT
Glomus intraradices GCAACCGA-TTC-CCTTGGTGATTCATAATAACTTT
Glomus etunicatum GCAACCAACTAAACCTTGGTGATTCATGATAACTTT
Paraglomus brasilianum TATGCCGG--AA-CTGTGGTGAATCATGATAACTTG
Archaeospora leptoticha TTCGGGCGAGTCCC-TTGGTGATTCATGGTAACTTT
Pleurotus ostreatus -CTCGCCGCTCCC--TTGGTGATTCATAATAACTTC
Rhizidium endosporangiatum -GCAACCGGTTCT--TTGGTGATTCATGGTAACTTT
Chytriomyces hyalinus ---AAACGGTTCT--TTGGTGATTCATAGTAACTTT
Capnodium coffeae -CCCTTCGGGGCTCAATGGTGAATCATAATAACTTA
Ustilago tritici -CTCCTCGGAGTT---TGGCGATTCATAATAACTTC
Rhizopus stolonifer TAAAACCTGTTTC--TTGGTGAATCATAATAATTAA
Endogone pisiformis -AACCACTCATC----TGGTGATTCATAATAACTTT
Cladonia caroliniana -CCCTTCGGGGCTCCTTGGTGATTCATAATAACTTC
Zea mays TCTGCCCGCCGAT--CCGATGATTCATGATAACTTG
Glycine max TCTGCCTGTTGCT--TTGATGATTCATGATAACTCG
Figura 6 ndash Local de ancoramento do iniciador ACAU220 (5rsquorarr 3rsquo) nas sequecircncias do gene rRNA 18S de FMAs e
outros organismos O iniciador e o local de iniciaccedilatildeo nas sequecircncias alvo satildeo mostrados em negrito
Similaridades das sequecircncias dos organismos e do iniciador estatildeo marcadas em cinza
GIGA202 AAACCAATARCCTTCGGGTTTC
Scutellospora heterogama AGAT-AAAAACCAATAACCTTCGGGTTTC-AC----TTGGTG
Scutellospora calospora AGAT-GAAAACCAATAGCCTTCGGGTTTCCAC----TTGGTG
Scutellospora projecturata AGAT-AAAAACCAATAACCTTCGGGTTTCCAC----TTGGTG
Gigaspora gigantea AGAT-AAAAACCAATAACCTTCGGGTTTCC-C----TTGGTG
Gigaspora margarita AGAT-AAAAACCAATAACCTTCGGGTTTCC-C----TTGGTG
Gigaspora rosea AGAT-AAAAACCAATAACCTTCGGGTTTCC-C----TTGGTG
Scutellospora gilmorei AGAT-AAAAACCAATAACCTTCGGGTTTC-AC----TTGGTG
Scutellospora fulgida AGAT-AAAAACCAATAACCTTCGGGTTTC-AC----TTGGTG
Scutellospora spinosissima AGAT-AAAAACCAATAACCTTCGGGTTTC-AC----TTGGTG
Scutellospora gregaria AGAT-AAAAACCAATAACCTTCGGGTTTC-AC----TTGGTG
Scutellospora weresubiae AGAT-AAAAACCAATAACCTTCGGGTTTC-AT----ATGGTG
Scutellospora cerradensis AGAT-AAAAACCAATAACCTTCGGGTTTC-AC----TTGGTG
Gigaspora albida AGAT-AAAAACCAATAACCTTCGGGTTTCC-C----TTGGTG
Scutellospora nodosa AGGT-AAAAACCAATAACCTTCGGGTTTCCAG----TTGGTG
Scutellospora castanea AGAT-AAAAACCAATAACCTTCGGGTTTC-AC----TTGGTG
Scutellospora aurigloba AGAT-AAAAACCAATAGCCTTCGGGTTTCAAC----TTGGTG
Pacispora scintillans AGATAAAAAACCAATAGCCCTTCGGGGTT--TCCT-TTGGTG
Glomus intraradices AGATAAAAAACCAATATCGGGCAACCGAT--TCCC-TTGGTG
Acaulospora longula AGATAAAAAACCAATAACTCCTTTTGGGGTTTCCCATTGGTG
Glomus etunicatum AGATAAAAAACCAACAGTTGGGCAACCAACTAAACCTTGGTG
Paraglomus brasilianum AGATAAAAAGCCAACCCGGCTTATGCCGGAACT---GTGGTG
Archaeospora leptoticha AGATACAAAACCAATCTCGTCTTCGGGCGAGTCCC-TTGGTG
Capnodium coffeae AGATAAAAAACCAATGCCCTTCGGGGCTCAA-----T-GGTG
Cladonia caroliniana AGATAAAAAACCAATGCCCTTCGGGGCTCC------TTGGTG
Pleurotus ostreatus AGATAAAAAACCGACGCGGCTCGCCGCTCCC-----TTGGTG
Endogone pisiformis AGATAAAAAACCAACGTGGGCAACCACTCAT-----CTGGTG
Ustilago tritici AGAT-AAAAACC-ATCCTCCTCGGAGT---------TTGGCG
Chytriomyces hyalinus AGATAAAAAACCAACCCGGAAACGGTT-C-T-----TTGGTG
Rhizidium endosporangiatum AGATAAAAAACCAACCCGGGCAACCGGTTCT-----TTGGTG
Rhizopus stolonifer AGAT--AAAACCAACGCGGGGTAAAACCTGTTTC--TTGGTG
Zea mays AGATAAAAGGCTGACGCGGGCTCTGCCCGCCGAT--CCGATG
Glycine max AGATAAAAGGTCAACACAGGCTCTGCCTG-TTGCT-TTGATG
Homo sapiens AGAT-CAAAACCAACCCGGTCAGCCCCTCTCCGGCCCCGGCC
Figura 7 ndash Local de ancoramento do iniciador GIGA202 (5rsquorarr 3rsquo) nas sequecircncias do gene rRNA 18S de FMAs e
outros organismos O iniciador e o local de iniciaccedilatildeo nas sequecircncias alvo satildeo mostrados em negrito
Similaridades das sequecircncias dos organismos e do iniciador estatildeo marcadas em cinza
49
GIGA615 TAGTTGAATTTCGGGGTTCTAC
Scutellospora heterogama GCTCGTAGTTGAATTTCGGGGTTCCACCGTTG
Scutellospora calospora GCTCGTAGTTGAATTTCGGGGTTCTACCGTTG
Scutellospora projecturata GCTCGTAGTTGAATTTCGGGGTTCTACCATTG
Gigaspora gigantea GCTCGTAGTTGAATTTCGGGGTTCTACCGTTG
Gigaspora margarita GCTCGTAGTTGAATTTCGGGGTTCTACCGTTG
Gigaspora rosea GCTCGTAGTTGAATTTCGGGGTTCTACCGTTG
Scutellospora gilmorei GCTCGTAGTTGAATTTCGGGGTTCTACCGTTG
Scutellospora fulgida GCTCGTAGTTGAATTTCGGGGTTCTACCGTTG
Scutellospora spinosissima GCTCGTAGTTGAATTTCGGGGTTCTACCGTTG
Scutellospora gregaria GCTCGTAGTTGAATTTCGGGGTTCTACCGTTG
Scutellospora weresubiae GCTCGTAGTTGAATTTCGGGGTTCTACCGTTG
Scutellospora cerradensis GCTCGTAGTTGAATTTCGGGGTTCTACCGTTG
Gigaspora albida GCTCGTAGTTGAATTTCGGGGTTCTACCGTTG
Scutellospora nodosa GCTCGTAGTTGAATTTCGGAATTTTACCGTTG
Scutellospora castanea GCTCGTAGTTGAATTTCGGGGTTTTACCGTTG
Scutellospora aurigloba GCTCGTAGTTGAATTTCGGGATTCTACCGTCG
Pacispora scintillans GCTCGTAGTTGAATTTCGAAATTTTTTTATCG
Glomus intraradices GCTCGTAGTTGAATTTCGGGGTTAGTAGGTTG
Acaulospora longula GCTCGTAGTTGAATTTCGGGATTTGTCAGTTG
Glomus etunicatum GCTCGTAGTTGAATTTCGGGATTGACACATCG
Paraglomus brasilianum GCTCGTAGTTGAACTTCAGGCCTGGCTGGACG
Archaeospora leptoticha GCTCGTAGTTGAATTTTGGGTCTGGCCGGGCG
Capnodium coffeae GCTCGTAGTTGAACCTTGGGCCTGGCTGGCCG
Cladonia caroliniana GCTCGTAGTTGAAACTTGGGCCTGGCTGACCG
Pleurotus ostreatus GCTCGTAGTTGAACTTCAGACCTGGCTGGGCG
Endogone pisiformis GCTCGTAGTTGAATTTTAGCTCTGGCTGGGCG
Ustilago tritici GCTCGTAGTTGAAGTTTGGTCTCGGACGCTGG
Chytriomyces hyalinus GCTCGTAGTTGAATTTTGGGCCGGGTTTGAAG
Rhizidium endosporangiatum GCTCGTAGTTGAATTTTGGGCTGGGCTGGGCG
Rhizopus stolonifer GTCCGTAGTCAAACTTTAGTCTT--ACTGGCG
Zea mays GCTCGTAGTTGGACCTTGGGCCGGGCCGGGTG
Glycine max GCTCGTAGTTGGACCTTGGGTTGGGTCGATCG
Homo sapiens GCTCGTAGTTGGATCTTGGGAGCGGGCGGGCG
Figura 8 ndash Local de ancoramento do iniciador GIGA615 (5rsquorarr 3rsquo) nas sequecircncias do gene rRNA 18S de FMAs e
outros organismos O iniciador e o local de iniciaccedilatildeo nas sequecircncias alvo satildeo mostrados em negrito
Similaridades das sequecircncias dos organismos e do iniciador estatildeo marcadas em cinza
GLOMB652 TAAGGGGTATGAACTGGTGTAG
Glomus luteum TGCCTTAAGGGGTATGAACTGGTGTAGTCAATTTCTCACCTTCTGGAG-AACG
Glomus lamellosum TGCCTTAAGGGGTATGAACTGNTGTAGTCAATTTCTCACCTTCTGGAG-AACC
Glomus etunicatum TGCCTTAAGGGGTATGAACTGGTGTAGTCAATTTCTCACCTTCTGGAG-AACC
Glomus viscosum TGCCTTAAGGGGTATGAACTGGTGTAGTGAATTTCTCACCTTCTGGAG-AACC
GLOMB673 GTCAATTTCTCACCTTCTGGAG
Pacispora scintilans AATCAACAGG--TTCGTACTGATTTTAAGAATTTCT-ACCTTCTGGAG-AACC
Glomus intraradices ATGCCTCTGG--TATGTACTGGTCTCACTGATTCCT--CCTTCCTTATGAACC
Acaulospora longula GGCTTAACTG--TCCGTATTGACTTGATGGATTCTT-ACCTTC-TGAGTAACC
Scutellospora heterogama GGG-CTATTG--TCTGTACTGGTGTGTGGAATTTCT-ACCTTCTGGGG-AACT
Paraglomus brasilianum GCCTTCCGGG--TGAGTACTGTCTGTGGTCGGGTCCTACCTTCTGGCG-AAGC
Archaeospora leptoticha ACCT-TCTGG--TGAGCACTGTTCCGACGCCGGGCCTATCCTTCTGGTGAGAC
Pleurotus ostreatus_ CG-CTTAACGG-CGTGTACTGT-CT-GGCTGGGCCTTACCTCTTGGTG-AGCC
Rhizidium endosporangiatum CGCCGCAA-GG-TGAGCACTGCT-C-CGGTCTGG-TCTTTCCTTCTGGGGATC
Chytriomyces hyalinus TGCC--AATGG-CATGTACT--T-TCGGCC-TGG-TCTTTCCTTGTGGGGAAC
Endogone pisiformis TGCCTTTACGG-TGGGTACTACT-TTGGCTGGGGTTCACCTTCTGGTG-AGCT
Rhizopus stolonifer GGTCTTCATTGACC-AAGCTCATTGC-TGCCGGAGACTCCATGTTCATTA-GG
Cladonia caroliniana CGCCTCACCGCGT--GCACTGGC-TCGGCCGGGCCTTTCCTTCTGGGG-AACC
Ustilago tritici TGCTTCATTG--CATGTACTTG-GC-GGTCCGAGACTTCCTTCCTGGTGAACG
Capnodium coffeae CGCCTCACCGCGT--GTACTGGT-CCGGCCGGGCCTTTCCTTCTGGGG-AACC
Zea mays CGCCGTACGGG-CA-GAACCGA--CCGGCTCGA---C--CCTTCTGCCGGCGA
Glycine max CGCC-TCCGGTGT--GCACCGGT-CGGCTCGTCCCTTCTGCCGGCGAT-GCGC
Homo sapiens CGCCGCGAGGCGAGCCACCGCCCGT-CCCCGCCCCTTGCCT-CTCGGCGCCCC
Figura 9 ndash Locais de ancoramento dos iniciadores GLOMB652 e GLOMB673 (5rsquorarr 3rsquo) nas sequecircncias do gene
rRNA 18S de FMAs e outros organismos Os iniciadores e os locais de de iniciaccedilatildeo nas sequecircncias alvo
satildeo grafados em negrito Similaridades das sequecircncias dos organismos e do iniciador GLOMB652 estatildeo
marcadas em cinza e marcadas em preto para o iniciador GLOMB673
50
GLOMA189 TTAGATAAAAAACCAATATCGGG
Glomus manihotis TATTTATTAGATAAAAAACCAATATCGGG-AAACCGA
Glomus clarum TATTTATTAGATAAAAAACCAATATCGGG-AAACCGA
Glomus intraradices TATTTATTAGATAAAAAACCAATATCGGG-CAACCGA
Glomus verruculosum TATTTATTAGATAAAAAACCAATATCGGG-CAACCGA
Glomus caledonium TATTTATTAGATAAAAAACCAATATCGGG-CAACCGA
Glomus fragislistratum TATTTATTAGATAAAAAACCAATATCGGG-CAACCGA
Glomus mosseae TATTTATTAGATAAAAAACCAATATCGGG-CAACCGA
Glomus coronatum TATTTATTAGATAAAAAACCAATATCGGG-CAACCGA
Glomus geosporum TATTTATTAGATAAAAAACCAATATCGGG-CAACCGA
Glomus sinuosum TATTTATTAGATAAAAAACCAATATCGGGGCAACCTG
Glomus coremioides TATTTATTAGATAAAAAACCAATATCGGG-CAACCGA
Acaulospora longula TATTTATTAGATAAAAAACCAATAACTCC-TTTTGGG
Glomus etunicatum TATTTATTAGATAAAAAACCAACAGTTGGGCAACCAA
Paraglomus brasilianum TATTTATTAGATAAAAAGCCAACC-C-GG-CTTA-TG
Archaeospora leptoticha TATTTATTAGATACAAAACCAATCTCGT--CTTCGGG
Scutellospora heterogama TATTTATTAGATAAAAA-CCAATAAC----CTTCGGG
Pacispora scintilans TATTTATTAGATAAAAAACCAATA--GCC-CTTCGGG
Pleurotus ostreatus TATTTATTAGATAAAAAACCGACGC--GG-CT-CGCC
Rhizidium endosporangiatum TATTTATTAGATAAAAAACCAACC-CGGG-CAACCGG
Chytriomyces hyalinus TATTTATTAGATAAAAAACCAACC-CGG---AAACGG
Endogone pisiformis TATTTATTAGATAAAAAACCAACGT-GGGC-AACCAC
Zea mays CATTTATTAGATAAAAGGCTGACG-CGGG-CTCTGCC
Glycine max CATTTATTAGATAAAAGGTCAACA-CAGG-CTCTGCC
Rhizopus stolonifer CACTTATTAGATAAAA--CCAACG-CGGG-GTAAAAC
Cladonia caroliniana TATTTATTAGATAAAAAACCAAT---GCC-CTTCGGG
Ustilago tritici TATTTATTAGATAAAAA-CCA-TC-CTC--CTCGGAG
Capnodium coffeae TATTTATTAGATAAAAAACCAAT---GCC-CTTCGGG
Figura 10 ndash Local de ancoramento do iniciador GLOMA189 (5rsquorarr 3rsquo) nas sequecircncias do gene rRNA 18S de FMAs e
outros organismos O iniciador e o local de iniciaccedilatildeo nas sequecircncias alvo satildeo mostrados em negrito
Similaridades das sequecircncias dos organismos e do iniciador estatildeo marcadas em cinza
51
GLOMA690 CGTAATGCCATTAATTTGGTGT
Glomus manihots GAACCGTAATGCCATTAATTTGGTGTTGCGGGG
Glomus clarum (1) GAACCGTAATGCCATTAATTTGGTGTTGCGGGG
Glomus clarum (2) GAACTGTAATGTCATTAATTTGGTGTTGCGGGG
Glomus intraradices GAACCGTAATGCCATTAATTTGGTGTTGCGGGG
Glomus verruculosum AAACCGTAATGCCATTAATTTGGTGTCACGGGG
Glomus caledonium GAACCGTAATGCCATTAATTTGGTGTCACGGGG
Glomus fragilistratum GAACCGTAATGCCATTAATTTGGTGTCACCGGG
Glomus mosseae GAACCGTAATGCCATTAATTTGGTGTTACGGGG
Glomus coronatum GAACCGTAATGCCATTAATTTGGTGTCACGGGG
Glomus geosporum GAACCGTAATGCCATTAATTTGGTGTCACGGGG
Glomus sinuosum GAGCCGTAATGCCATTAATTTGGTGTTGCGGGG
Glomus coremioides GAGCCGTAATGTCATTAATTTGGTGTTGCGGGG
Acaulospora longula TAACCAGCATGCTATTAAGTTAGTGCGTTGGGG
Pacispora scintilans GAACCTTAATGTCATTTATTTGATGTTTTGGGA
Glomus etunicatum GAACCGCGATGCCCTTAATTGGGTGTCACGGGG
Paraglomus brasilianum GAAGCGTCATGGCCTTAACCGGCCGTGGCGGGG
Archaeospora leptoticha GAGACGGCATGCCCTTCGCTGGGTGTGTCGGGG
Scutellospora heterogama GAACTATCATGTTATTAATTTAGCGTGGTAGGA
Pleurotus ostreatus GAGCCGGCGTGCCCTTTATT-GGTGTGCGTTGG
Rhizidium endosporangiatum GATCTAGCGTGCGCTTCACT--GTGTGCGTTAG
Chytriomyces hyalinus GAACACGTGTGCACTTTACTGTGTGTGCGTGGG
Endogone pisiformis GAGCTGGCATGTTCTTAACTGGATGTGTCAGGG
Ustilago tritici -GAACGGCCG--CCTTCG---GGTGGTCC---G
Capnodium coffeae GAACCG-CATGCCCTTCACTGGGCGTGTGTGGG
Cladonia caroliniana -AACCG-CATGGCCTTCATT-GGTCGTGTTGGG
Rhizopus stolonifer GTTCATTAGGGGAAAATCTCTAGGGGTTTTTTT
Zea mays ATGCGCTCCTGGCCTTAACTGGCCGGGTCGTGC
Glycine max ATGCGCTCCTGTCCTTAACTGGCCGGGTCGTGC
Homo sapiens GCCCCCTCGATGCTCTTAGCTGAGTGTCCCGCG
Figura 11 ndash Local de ancoramento do iniciador GLOMA690 (5rsquorarr 3rsquo) nas sequecircncias do gene rRNA 18S de FMAs e
outros organismos O iniciador e o local de iniciaccedilatildeo nas sequecircncias alvo satildeo mostrados em negrito
Similaridades das sequecircncias dos organismos e do iniciador estatildeo marcadas em cinza
Utilizando-se as amostras de DNA de FMAs provenientes de vasos de multiplicaccedilatildeo em
casa-de-vegetaccedilatildeo verificou-se que a temperatura de 61 ordmC foi adequada para o pareamento dos
iniciadores desenhados e para a eficiente amplificaccedilatildeo do gene rRNA 18S (Figura 12) Quando
testados com amostras de DNA de FMAs natildeo-alvo os iniciadores utilizados natildeo permitem a
amplificaccedilatildeo do DNA (Figura 13) O iniciador ACAU469 mostrou-se inespeciacutefico (Figura 13) e
o iniciador GLOMA348 apresentou pouca repetibilidade nas reaccedilotildees de amplificaccedilatildeo Em razatildeo
disso esses dois iniciadores foram excluiacutedos das anaacutelises posteriores Foram feitas tentativas para
a amplificaccedilatildeo por meio de PCR multiplex onde todos os 4 iniciadores foram usados ao mesmo
tempo Entretanto natildeo foi possiacutevel a amplificaccedilatildeo
Nas amostras de raiacutezes de Brachiaria sp e de cana-de-accediluacutecar inoculadas com FMAs em
casa-de-vegetaccedilatildeo os iniciadores tambeacutem amplificaram especificamente o DNA alvo (Figura
12) No entanto em amostras de raiacutezes ambientais do experimento com gramiacuteneas em pradaria
dos EUA foi necessaacuteria a utilizaccedilatildeo de nested PCR para a amplificaccedilatildeo do gene rRNA 18S
usando os iniciadores grupo-especiacuteficos Sugere-se que esse fato seja decorrente da baixa
52
concentraccedilatildeo do DNA alvo em relaccedilatildeo ao DNA total das amostras Com exceccedilatildeo dos iniciadores
para Gigasporaceae todos os outros iniciadores amplificaram DNA de amostras de raiacutezes da
pradaria No entanto a concentraccedilatildeo de amplicons obtida com o iniciador ACAU220 foi baixa e
natildeo foi possiacutevel sua clonagem e sequenciamento Os produtos de PCR usando DNA das amostras
de raiacutezes de pradaria foram clonados e sequenciados para verificar a especificidade dos
iniciadores e determinar a estrutura da comunidade de FMAs Pela anaacutelise de similaridade e
filogeneacutetica os iniciadores GLOMA189 e GLOMA690 amplificaram especificamente o DNA de
Glomus grupo A em raiacutezes de pradaria (Figuras 14 e 15)
Figura 12 ndash Amplificaccedilatildeo por PCR do DNA de raiacutezes de plantas cultivadas em casa-de-vegetaccedilatildeo e inoculadas com
FMAs 1 Brachiaria sp inoculada com Acaulospora scrobiculata (Acaulosporaceae) 2 Brachiaria sp
inoculada com Gigaspora rosea (Gigasporaceae) 3 Brachiaria sp inoculada com Glomus clarum
(Glomus grupo A) 4 Brachiaria sp inoculada com Glomus etunicatum (Glomus grupo B) 5
Brachiaria sp inoculada com G rosea e Scutellospora heterogama 6 cana-de-accediluacutecar inoculada com
mistura de FMAs (G clarum Glomus intraradices G rosea Paraglomus sp Acaulospora sp) 7
cana-de-accediluacutecar natildeo-inoculada 8 Controle negativo da primeira reaccedilatildeo de PCR 9 Controle negativo da
segunda reaccedilatildeo de PCR 10 DNA de Glomus caledonium (Glomus grupo A) de vaso de multiplicaccedilatildeo
11 DNA de Acaulospora longula (Acaulosporaceae) de vaso de multiplicaccedilatildeo 12 DNA de
Scutellospora calospora (Gigasporaceae) de vaso de multiplicaccedilatildeo 13 DNA de Glomus claroideum
(Glomus grupo B) de vaso de multiplicaccedilatildeo M marcador molecular PCR markers (Promega) pb
tamanho em pares de base dos fragmentos do marcador molecular
Iniciador
Iniciador
Iniciador
Amostra
Amostra
1000 750 500 300 150 50
pb
1000 750 500 300 150 50
pb
53
Figura 13 ndash Amplificaccedilatildeo do gene rRNA 18S por PCR em soluccedilotildees contendo mistura de DNA natildeo-alvo para cada
iniciador Canaletas 1 ndash Iniciador ACAU220 e 2 ndash Iniciador ACAU469 especiacuteficos para
Acaulosporaceae em DNA de Glomus claroideum G caledonium Scutellospora calospora Agaricus
sp Saccharomyces sp Canaletas 3 ndash Iniciador GLOMB652 e 4 ndash Iniciador GLOMB673 especiacuteficos
para Glomus grupo B em DNA de Acaulospora longula G caledonium S calospora Agaricus sp
Saccharomyces sp Canaletas 5 ndash Iniciador GLOMA189 6 ndash Iniciador GLOMA348 e 7 ndash Iniciador
GLOMA690 especiacuteficos para Glomus grupo A em DNA de A longula G claroideum S calospora
Agaricus sp Saccharomyces sp Canaletas 8 ndash Iniciador GIGA202 e 9 - Iniciador GIGA615
especiacuteficos para Gigasporaceae em DNA de A longula G claroideum G caledonium Agaricus sp
Saccharomyces sp M ndash Marcador molecular PCR Markers (Promega) pb tamanho em pares de base
dos fragmentos do marcador molecular
pb
1000 750
500
300 150
50
54
Figura 14 ndash Relaccedilotildees filogeneacuteticas entre as sequecircncias do rDNA 18S obtidas de raiacutezes de raiacutezes de pradaria
utilizando o iniciador GLOMA189 e sequecircncias de FMAs determinadas usando neighbor joining
Nuacutemeros sobre os ramos indicam a porcentagem de 1000 repeticcedilotildees da anaacutelise de bootstrap A barra
representa uma substituiccedilatildeo a cada 100 nucleotiacutedeos As sequecircncias de raiacutezes com adubaccedilatildeo
nitrogenada estatildeo grafadas em preto e negrito e das raiacutezes sem adubaccedilatildeo estatildeo grafadas em vermelho e
negrito
55
Figura 15 ndash Relaccedilotildees filogeneacuteticas entre as sequecircncias do rDNA 18S obtidas de raiacutezes de raiacutezes de pradaria
utilizando o iniciador GLOMA690 e sequecircncias de FMAs determinadas usando neighbor joining
Nuacutemeros sobre os ramos indicam a porcentagem de 1000 repeticcedilotildees da anaacutelise de bootstrap A barra
representa uma substituiccedilatildeo a cada 100 nucleotiacutedeos As sequecircncias de raiacutezes com adubaccedilatildeo
nitrogenada estatildeo grafadas em preto e negrito e das raiacutezes sem adubaccedilatildeo estatildeo grafadas em vermelho e
negrito
Dessa forma confirma-se a especificidade dos iniciadores GLOMA189 e GLOMA690
para amplificaccedilatildeo do grupo alvo Glomus grupo A No entanto os iniciadores GLOMB652
GLOMB673 e AM1 apresentaram vieacutes de especificidade amplificando apenas sequecircncias
relacionadas a Ascomycota segundo as anaacutelises por BLAST (dados natildeo mostrados) Esses
resultados corroboram os resultados obtidos por Jumpponen et al (2005) os quais amplificaram
as mesmas amostras de DNA utilizando os iniciadores NS31 e AM1 Nesse primeiro trabalho
verificou-se que todas as sequecircncias obtidas do referido gene eram relacionadas a Glomus grupo
56
A
Portanto na anaacutelise final apoacutes o sequecircnciamento dos amplicons de raiacutezes da pradaria os
iniciadores GLOMA189 e GLOM1690 foram confirmados como especiacuteficos e funcionais em
amostras ambientais Os iniciadores GLOMB652 GLOMB673 GIGA202 e GIGA615 foram
funcionais com amostras de raiacutezes inoculadas com um uacutenico FMA em condiccedilotildees de casa-de-
vegetaccedilatildeo mas em amostras ambientais os iniciadores GLOMB652 e GLOMB673 foram
inespeciacuteficos e os iniciadores GIGA202 e GIGA615 natildeo amplificaram o DNA Como natildeo foi
possiacutevel a clonagem e sequenciamento do fragmento amplificado com o iniciador ACAU220 natildeo
se pode afirmar se esse iniciador eacute funcional ou natildeo
233 Estrutura da comunidade de FMAs em raiacutezes e solo rizosfeacuterico de cana-de-accediluacutecar sob
diferentes manejos de colheita
2331 Atributos quiacutemicos do solo
Dos atributos quiacutemicos do solo avaliados os valores de pH foram os que apresentaram
diferenccedilas significativas entre os manejos de colheita avaliados enquanto a soma de bases (SB) e
saturaccedilatildeo por Mg foram afetados pela interaccedilatildeo dos fatores manejo e variedade de cana-de-accediluacutecar
(Tabela 6) O solo sob o manejo SEM QUEIMA apresentou valor de pH ligeiramente maior (59
versus 58) (Tabela 7) Com relaccedilatildeo agrave SB o solo sob a variedade RB72454 SEM QUEIMA e sob
a variedade SP801842 COM QUEIMA apresentaram valores 113 e 111 vezes maiores
respectivamente em relaccedilatildeo ao solo sob RB72454 COM QUEIMA (Tabela 8) O solo sob a
variedade SP801842 SEM QUEIMA apresentou valor de Mg 113 vezes maior em relaccedilatildeo ao
solo sob SP813250 SEM QUEIMA
Apesar de maior aporte de material vegetal ao solo os teores de carbono orgacircnico no solo
natildeo diferiram entre os tratamentos sob os dois manejos de colheita Tal resultado pode ser devido
ao pouco tempo decorrido apoacutes a colheita sendo que a palhada ainda estava sobre o solo na
eacutepoca de amostragem Provavelmente parte do carbono natildeo foi incorporado agrave mateacuteria orgacircnica
do solo mesmo 84 dias apoacutes a colheita Nenhuma das 36 amostras apresentou Al trocaacutevel Isso se
deve ao fato de o pH estar proacuteximo de 60 onde todo o Al se precipita e tambeacutem aos altos teores
das bases Ca Mg e K sendo que a saturaccedilatildeo da CTC por esses elementos variou de 68 a 72
57
Tabela 6 - Teste de F na anaacutelise da variacircncia dos atributos quiacutemicos do solo para os
fatores Manejo Variedade e Interaccedilatildeo Manejo x Variedade
Variaacuteveis Manejo Variedade ManejoVariedade
Solo
pH ns ns
H+Al (mmolckg-1
) ns ns ns
Ca (mmolckg-1
) ns ns ns
Mg (mmolckg-1
) ns ns ns
K (mmolckg-1
) ns ns ns
P (mgkg-1
) ns ns ns
C orgacircnico (gkg-1
) ns ns ns
CTC (mmolckg-1
) ns ns ns
Soma de Bases ns ns
Saturaccedilatildeo por bases (V) ns ns ns
Saturaccedilatildeo por Ca () ns ns ns
Saturaccedilatildeo por Mg () ns ns
Saturaccedilatildeo por K () ns ns ns
Saturaccedilatildeo por Na () ns ns ns
ns ndash natildeo significativo - p lt 005 - p lt 001
Tabela 7 - Valores meacutedios das variaacuteveis analisadas sob os manejos SEM
QUEIMA (SQ) e COM QUEIMA (CQ) preacutevia agrave colheita
Variaacuteveis SQ CQ
Solo
pH 59 plusmn 022 A 58 plusmn 021 B
H+Al (mmolckg-1
) 122 plusmn 10 A 128 plusmn 100 A
Ca (mmolckg-1
) 185 plusmn 18 A 183 plusmn 297 A
Mg (mmolckg-1
) 76 plusmn 086 A 75 plusmn 092 A
K (mmolckg-1
) 41 plusmn 086 A 38 plusmn 075 A
P (mgkg-1
) 121 plusmn 456 A 137 plusmn 409 A
C orgacircnico (gkg-1
) 86 plusmn 199 A 91 plusmn 116 A
SB (mmolckg-1
) 302 plusmn 253 A 297 plusmn 389 A
CTC (mmolckg-1
) 424 plusmn 255 A 425 plusmn 388 A
Saturaccedilatildeo por bases (V) 710 plusmn 276 A 694 plusmn 328 A
Saturaccedilatildeo por Ca () 436 plusmn 187 A 428 plusmn 183 A
Saturaccedilatildeo por Mg () 178 plusmn 239 A 176 plusmn 355 A
Saturaccedilatildeo por K () 96 plusmn 158 A 90 plusmn 116 A
Os valores correspondem agrave Meacutedia plusmn Desvio Padratildeo (seis repeticcedilotildees)
Letras iguais dentro da linha natildeo diferem significativamente pelo teste de Tukey-Krumer (Ple005)
SB - Soma das bases Ca+ Mg
+ e K
+
58
Tabela 8 - Valores meacutedios dos atributos quiacutemicos do solo na interaccedilatildeo dos fatores Manejo de Colheita e Variedade
Atributo SQ CQ
SP813250 SP801842 RB72454 SP813258 SP801842 RB72454
pH 59 plusmn 0 23 a 60 plusmn 017 a 60 plusmn 025 a 58 plusmn 015 a 57 plusmn 023 a 58 plusmn 026 a
H+Al (mmolckg-1
) 128 plusmn 117 a 117plusmn 082 a 122 plusmn 075 a 125 plusmn 055 a 130 plusmn 126 a 128 plusmn 117 a
Ca (mmolckg-1
) 182 plusmn 098 a 180plusmn 110 a 193 plusmn 273 a 183 plusmn 314 a 197 plusmn 207 a 168 plusmn 331 a
Mg (mmolckg-1
) 70 plusmn 063 a 78plusmn 041 a 78 plusmn 117 a 77 plusmn 082 a 75 plusmn 055 a 73 plusmn 137 a
K (mmolckg-1
) 40 plusmn 090 a 37plusmn 072 a 45 plusmn 088 a 38 plusmn 084 a 38 plusmn 085 a 38 plusmn 068 a
P (mgkg-1
) 112 plusmn 098 a 117plusmn 668 a 133 plusmn 468 a 133 plusmn 361 a 132 plusmn 376 a 145 plusmn 532 a
C orgacircnico (gkg-1
) 91 plusmn 060 a 74plusmn 240 a 94 plusmn 212 a 83 plusmn 070 a 99 plusmn 100 a 89 plusmn 120 a
SB (mmolckg-1
) 292 plusmn 147ab 297plusmn 121ab 317 plusmn 372 a 300 plusmn 415ab 312 plusmn 232 a 280 plusmn 477 b
CTC (mmolckg-1
) 420 plusmn 141 a 413plusmn 163 a 438 plusmn 366 a 425 plusmn 414 a 442 plusmn 232 a 408 plusmn 471 a
Saturaccedilatildeo por bases (V) 694 plusmn 326 a 715plusmn 127 a 722 plusmn 291 a 700 plusmn 320 a 701 plusmn 323 a 681 plusmn 360 a
Saturaccedilatildeo por Ca () 433 plusmn 185 a 435 plusmn 179 a 440 plusmn 202 a 429 plusmn 183 a 445 plusmn 199 a 410 plusmn 195 a
Saturaccedilatildeo por Mg () 167 plusmn 237 b 189 plusmn 172 a 178 plusmn 325ab 180 plusmn 308ab 170 plusmn 353ab 179 plusmn 368ab
Saturaccedilatildeo por K () 94 plusmn 161 a 89 plusmn 101 a 104 plusmn 131 a 91 plusmn 063 a 87 plusmn 103 a 93 plusmn 153 a
Os valores correspondem agrave Meacutedia plusmn Desvio Padratildeo (seis repeticcedilotildees)
Letras iguais dentro da linha natildeo diferem significativamente pelo teste de Tukey-Krumer (Ple005)
SB - Soma das bases Ca+ Mg
+ e K
+
59
A palhada deixada sobre o solo em manejo de colheita de cana-de-accediluacutecar sem queima
preacutevia pode influenciar os atributos fiacutesicos quiacutemicos e bioloacutegicos do solo No entanto os
trabalhos sobre alteraccedilatildeo dos atributos quiacutemicos em funccedilatildeo apenas da palhada aplicada no solo
satildeo escarccedilos na literatura Por isso essa aacuterea de pesquisa carece de estudos mais aprofundados
para se conhecer os esfeitos da aplicaccedilatildeo de palhada sobre os processos bioquiacutemicos e fiacutesicos no
solo
2332 Produtividade da cana-de-accediluacutecar
O uso ou natildeo da praacutetica da queima previamente agrave colheita da cana-de-accediluacutecar pode mudar
o equiliacutebrio do agrossistema por afetar entre outras coisas a estrutura da comunidade
microbiana afetando alguns processos bioquiacutemicos importantes O depoacutesito de palha sobre o solo
pode tambeacutem interferir na produtividade da cana-de-accediluacutecar (RESENDE et al 2006) No entanto
no presente estudo a produtividade da cana-de-accediluacutecar natildeo diferiu entre os dois manejos de
colheita entre as variedades ou entre as interaccedilotildees dos fatores manejo e variedade (pgt005) No
primeiro corte a cana-de-accediluacutecar colhida com manejo SEM QUEIMA apresentou uma
produtividade de 1274 Mgha-1
enquanto que a colhida COM QUEIMA preacutevia apresentou uma
produtividade de 1386 Mgha-1
(Tabela 9)
Tabela 9 - Produtividade em Mgha-1
das trecircs variedades de cana-de-accediluacutecar sob
os dois manejos de colheita
Variedade Manejo
Meacutedia SEM QUEIMA COM QUEIMA
SP813250 1350 73 1341 142 1346 101
SP801842 1226 95 1435 141 1330 157
RB72454 1247 17 1384 138 1315 115
Meacutedia 1274 83 1386 128 1330 120
Os dados representam meacutedia de trecircs repeticcedilotildees desvio padratildeo da meacutedia
Apesar de maior aporte de material orgacircnico na forma de palhada o qual pode variar de 7
a 15 Mgha-1
ano-1
na colheita mecanizada (CAMPOS 2003) isso natildeo foi suficiente para causar
60
mudanccedilas no sistema de modo a aumentar a produccedilatildeo pelo menos no periacuteodo avaliado Tal
resultado pode ser devido ao pouco tempo com manejo SEM QUEIMA tendo havido apenas
uma colheita apoacutes implantaccedilatildeo do experimento e desse modo havendo pouca influecircncia da
palhada que foi depositada sobre o solo Isso eacute demonstrado pela ausecircncia de diferenccedila no teor de
carbono orgacircnico do solo entre o cultivo COM QUEIMA e o SEM QUEIMA preacutevia da cana-de-
accediluacutecar (Tabela7) Aleacutem do teor de carbono a maioria dos atributos quiacutemicos tambeacutem natildeo
respondeu com os tratamentos de manejo de colheita Mudanccedilas de produtividade tambeacutem natildeo
foram encontradas no primeiro corte da cana-de-accediluacutecar em um ensaio de longa duraccedilatildeo em que
Resende et al (2006) mostram que aumentos na produtividade de cana-de-accediluacutecar COM
QUEIMA em relaccedilatildeo agrave SEM QUEIMA apareceram somente na terceira colheita de um ciclo de
produccedilatildeo de sete cortes e a partir da segunda colheita no segundo ciclo de seis cortes Segundo os
autores as diferenccedilas de produtividade dos dois manejos foram mais fortes no segundo ciclo
indicando que essas diferenccedilas devem-se ao efeito cumulativo do aporte de material orgacircnico no
solo ao longo dos anos a partir do primeiro ciclo
2333 Fungos micorriacutezicos arbusculares no solo
O nuacutemero de esporos no solo rizosfeacuterico nos diferentes tratamentos eacute apresentado na
Figura 16 Natildeo houve diferenccedilas significativas (Tukey p gt 005) na densidade de esporos entre
os dois manejos de colheita entre as variedades de cana-de-accediluacutecar ou na interaccedilatildeo dos fatores
manejo e variedade O nuacutemero meacutedio de esporos por 50 g de solo variou de 23 no tratamento da
variedade RB72454 COM QUEIMA a 34 no tratamento da variedade SP813250 SEM QUEIMA
O nuacutemero meacutedio de esporos estaacute dentro da ampla faixa (19 a 815 esporos50ml-1
) encontrada
por Reis Paula e Doumlbereiner (1999) em um estudo sobre comunidades de FMAs na forma de
esporos no solo sob diversas lavouras de cana-de-accediluacutecar
61
Figura 16 ndash Nuacutemero de esporos de FMAs no solo sob as variedades SP813250 SP801842 e RB72454 de cana-de-
accediluacutecar sob manejo SEM QUEIMA (barras cinzas) e COM QUEIMA (barras pretas) Tratamentos com
mesma letra natildeo diferiram pelo teste de Tukey (p gt 005)
No presente trabalho foram observados 33 morfotipos de FMAs no solo rizosfeacuterico de
cana-de-accediluacutecar sendo 26 no manejo SEM QUEIMA e 24 no manejo COM QUEIMA Destes 18
morfotipos satildeo comuns aos dois tratamentos Dentre os esporos foram recuperadas espeacutecies dos
gecircneros Acaulospora Archaeospora Gigaspora Glomus (inclusive Glomus grupo A ndash Glomus
mosseae e Glomus clarum e Glomus grupo B ndash Glomus lamellosum) Paraglomus e
Scutellospora (Figura 17) Dentre o gecircnero Archaeospora houve apenas esporos de A Trappei
em uma amostra de solo sob a variedade RB72454 no tratamento SEM QUEIMA O tratamento
com a variedade SP813250 SEM QUEIMA foi o uacutenico a natildeo apresentar espeacutecies do gecircnero
Paraglomus Alguns dos esporos satildeo mostrados na Figura 18 Do filo Glomeromycota natildeo foram
encontrados esporos dos gecircneros Ambispora Diversispora Entrophospora Intraspora
Kuklospora e Pacispora
O nuacutemero de 33 espeacutecies encontradas sob cana-de-accediluacutecar estaacute dentro da faixa encontrada
em ecossistemas naturais ou manejados de acordo com os trabalhos levantados por Douds e
Millner (1999) Poreacutem a maior abrangecircncia de espeacutecies vegetais pode resultar em maior nuacutemero
de espeacutecies de FMAs no solo Blaszkowski (1994) recuperou 34 espeacutecies de FMAs em
ecossistema com 20 espeacutecies de plantas hospedeiras Andreola (1982) por outro lado recuperou
7 espeacutecies de FMAs em canaviais no municiacutepio de Araras SP Em outro estudo Reis Paula e
Doumlbereiner (1999) encontraram 18 espeacutecie em 35 amostras coletadas sob 14 variedades de cana-
Esp
oro
s p
or
50
g d
e so
lo
Variedade
Manejo
62
de-accediluacutecar em trecircs diferentes localidades Andreola (1982) recuperou 7 espeacutecies em cana-de-
accediluacutecar de um ensaio com tratamentos de aplicaccedilatildeo de vinhaccedila e adubaccedilatildeo nitrogenada e
fosfatada Portanto as espeacutecies recuperadas no presente trabalho podem indicar uma alta riqueza
de espeacutecies de FMAs no solo sob cana-de-accediluacutecar do experimento avaliado
Figura 17 ndash Nuacutemero de morfotipos de FMAs por gecircnero recuperados de solo sob trecircs variedades de cana-de-accediluacutecar
(SP813250 SP801842 e RB72454) com manejo SEM QUEIMA e COM QUEIMA preacutevia
As espeacutecies de FMAs identificadas na forma de esporos e a frequecircncia relativa de
ocorrecircncia nas amostras de solo satildeo mostradas na Tabela 10 As espeacutecies exclusivas do manejo
SEM QUEIMA satildeo Acaulospora sp 3 Acaulospora sp 6 Glomus clarum Glomus lamellosum
Glomus mosseae Glomus sp 10 Scutellospora sp e S verrucosa Jaacute as espeacutecies que ocorrem
apenas no manejo COM QUEIMA satildeo Acaulospora sp 2 Acaulospora sp 5 Acaulospora sp 7
Glomus coremioides Glomus sp 8 Glomus sp 9 e Paraglomus occultum As espeacutecies com
maior meacutedia de frequecircncia (gt 50 ) nas amostras de solo sob a cana-de-accediluacutecar em ordem
decrescente satildeo S pellucida A morrowiae Glomus sp 1 A scrobiculata G macrocarpum e
Glomus sp 6 Pode-se notar que as espeacutecies com frequecircncias maiores do que 50 nas amostras
de cana-de-accediluacutecar tambeacutem apresentam as maiores meacutedias de densidades de esporos (Tabela 11)
Satildeo elas em ordem decrescente Glomus sp 6 Glomus macrocarpum Glomus sp1 S pellucida
A scrobiculata e A morrowiae Essas 6 espeacutecies dominam a comunidade pois representam 79
Variedade
Nuacutemero de morfotipos
63
dos esporos recuperados do solo sob cana-de-accediluacutecar Assim essas espeacutecies mais abundantes e
frequentes nas amostas indicam que haacute a dominacircncia de poucas espeacutecies na comunidade de
esporos de FMAs no solo
No levantamento de Reis Paula e Doumlbereiner (1999) foram encontradas espeacutecies dos
gecircneros Acaulospora Entrophospora Gigaspora Glomus Paraglomus e Scutellospora sendo
que as espeacutecies predominantes nas trecircs localidades estudadas foram Acaulospora sp 1
(denominaccedilatildeo dos autores) S heterogama Glomus etunicatum Paraglomus occultum e
Gigaspora margarita Provavelmente os diferentes histoacutericos e caracteriacutesticas das aacutereas onde as
35 amostras foram coletadas por Reis Paula e Doumlbereiner (1999) influenciaram na estrutura da
comunidade de FMAs na forma de esporos a qual diferiu daquela reportada no presente trabalho
Eacute provaacutevel que a cana-de-accediluacutecar natildeo promova a seleccedilatildeo de espeacutecies de FMAs no solo jaacute que as
estruturas de comunidades de FMAs nos diferentes solos sob cana-de-accediluacutecar natildeo estatildeo
relacionadas No entanto tanto no presente estudo como no de Reis Paula e Doumlbereiner (1999) e
de Andreola (1982) haacute o predomiacutenio de espeacutecies do gecircnero Glomus dentre os gecircneros de FMAs
econtrados nas amostras
64
Tabela 10 ndash Frequecircncia de ocorrecircncia () de espeacutecies de FMAs em amostras de solo coletadas sob trecircs variedades de
cana-de-accediluacutecar (SP813250 SP801842 e RB72454) com manejo SEM QUEIMA (SQ) e COM QUEIMA
preacutevia (CQ)
SQ CQ
Espeacutecies SP813250 SP801842 RB72454 SP813258 SP801842 RB72454 Meacutedia1
Acaulpospora mellea 25 66 25 40 - 25 302
Acaulospora morrowiae 25 66 50 100 66 100 678
Acaulospora scrobiculata 75 33 50 80 33 75 577
Acaulospora sp 1 25 33 - - 33 25 193
Acaulospora sp 2 - - - - 33 - 55
Acaulospora sp 3 - - 25 - - - 42
Acaulospora sp 4 - 33 25 20 - - 130
Acaulospora sp 5 - - - - 33 - 55
Acaulospora sp 6 - - 25 - - - 42
Acaulospora sp 7 - - - - - 25 42
Archaeospora trappei - - 25 - - - 42
Gigaspora sp 25 33 25 60 33 25 335
Glomus clarum 25 - - - - - 42
Glomus coremioides - - - 20 - - 33
Glomus lamellosum - - 25 - - - 42
Glomus macrocarpum 50 33 50 60 66 75 557
Glomus mosseae - 33 - - - - 55
Glomus sinuosum 25 - - 40 - 25 150
Glomus sp 1 50 100 50 80 66 50 660
Glomus sp 2 - 33 - 40 33 - 177
Glomus sp 3 50 33 - 20 - - 172
Glomus sp 4 50 33 25 20 33 25 310
Glomus sp 5 25 33 25 - 33 - 193
Glomus sp 6 50 66 50 80 33 50 548
Glomus sp 7 - - 50 20 - - 117
Glomus sp 8 - - - - 33 - 55
Glomus sp 9 - - - 20 - - 33
Glomus sp 10 25 - - - - - 42
Paraglomus laccatum - 33 25 - 33 50 235
Paraglomus occultum - - - 20 - - 33
Scutellospora pellucida 75 100 25 100 66 50 693
Scutellospora sp - 33 - - - - 55
Scutellospora verrucosa 25 - - - - - 42
Meacutedia1
1894 2406 1742 2485 1900 1818
1 ndash Meacutedia das frequecircncias de ocorrecircncia de espeacutecies de FMAs
65
Tabela 11 ndash Nuacutemero de esporos de FMAs em solo sob as variedades SP813250 SP801842 e RB72454 com manejo
SEM QUEIMA (SQ) e COM QUEIMA preacutevia (CQ)
SQ CQ
Espeacutecies SP813250 SP801842 RB72454 SP813258 SP801842 RB72454 Meacutedia
Acaulpospora mellea 050 133 050 040 - 475 125
Acaulospora morrowiae 050 233 150 280 367 175 209
Acaulospora scrobiculata 825 133 150 500 067 075 292
Acaulospora sp 1 050 033 - - 167 025 046
Acaulospora sp 2 - - - - 067 - 011
Acaulospora sp 3 - - 050 - - - 008
Acaulospora sp 4 - 067 050 040 - - 026
Acaulospora sp 5 - - - - 033 - 006
Acaulospora sp 6 - - 025 - - - 004
Acaulospora sp 7 - - - - - 025 004
Archaeospora trappei - - 050 - - - 008
Gigaspora sp 025 033 025 060 067 025 039
Glomus clarum 025 - - - - - 004
Glomus coremioides - - - 040 - - 009
Glomus lamellosum - - 025 - - - 004
Glomus macrocarpum 325 067 975 320 767 225 446
Glomus mosseae - 033 - - - - 006
Glomus sinuosum 025 - - 040 - 025 017
Glomus sp 1 275 900 100 840 267 200 430
Glomus sp 2 - 100 - 040 067 - 034
Glomus sp 3 125 033 - 020 - - 030
Glomus sp 4 075 100 100 040 100 025 073
Glomus sp 5 125 133 025 - 067 - 058
Glomus sp 6 925 400 275 360 400 500 477
Glomus sp 7 - - 200 060 - - 043
Glomus sp 8 - - - - 100 - 017
Glomus sp 9 - - - 020 - - 003
Glomus sp 10 025 - - - - - 004
Paraglomus laccatum - 033 050 - 067 050 033
Paraglomus occultum - - - 020 - - 003
Scutellospora pellucida 500 400 050 380 433 475 373
Scutellospora sp - 033 - - - - 006
Scutellospora verrucosa 025 - - - - - 004
Dados representam as meacutedias (seis repeticcedilotildees) do nuacutemero de esporos por 50 g de solo
- Meacutedia do nuacutemero de esporocarpos por 50 g de solo
66
Figura 18 ndash Esporos de FMAs coletados sob cana-de-accediluacutecar (A) Acaulospora scrobiculata (B) Glomus
macrocarpum (C) Scutellospora pellucida (D) Glomus sp 6 (E) Acaulospora morrowiae
A riqueza observada as estimativas de riqueza de espeacutecies determinadas pelos meacutetodos
de ACE (CHAO LEE 1992) e CHAO-1 (CHAO 1984) e os iacutendices de diversidade natildeo
diferiram entre os manejos de colheita entre as variedades de cana-de-accediluacutecar ou na interaccedilatildeo dos
fatores manejo e variedade (Tabela 12) O nuacutemero de espeacutecies dentro de cada tratamento da
interaccedilatildeo manejo e variedade variou de aproximadamente 6 a 8 e a estimativa meacutedia de espeacutecies
por tratamento foi de aproximadamente 12 (ACE) e 10 (CHAO-1) Considerando-se todas as
amostras a cobertura de amostragem foi de aproximadamente 98
Pela anaacutelise de RDA as variaacuteveis CO P H+Al Bases CTC e Mg foram escolhidas
com o uso do Forward Selection do programa ldquoCanoco fo Windows 45rdquo (Figura 19) Essas
variaacuteveis explicam significativamente e se relacionam agrave variabilidade dos dados pelos teste de
permutaccedilatildeo de Monte-Carlo As relaccedilotildees satildeo significativas entre as espeacutecies de FMAs e as
variaacuteveis quiacutemicas do solo no primeiro eixo canocircnico (p = 0038) e em todos os eixos canocircnicos
(p = 0034) Os dois primeiros eixos explicam 169 da variabilidade dos dados sendo 101
no primeiro eixo e 68 no segundo As variaacuteveis quiacutemicas do solo explicam 42 da
variabilidade sendo que 259 desse valor eacute explicado nos dois primeiros eixos Outros autores
encontraram valores de correlaccedilotildees significativos abaixo de 060 entre variaacuteveis do solo e as
C B
A
D
E
67
espeacutecies de FMAs na forma de esporos (CUENCA MENESES 1996 CARRENHO et al
2001) sugerindo que os atributos do solo afetam a distribuiccedilatildeo de espeacutecies de FMAs na forma de
esporos no solo poreacutem em menor magnitude do que outros fatores desconhecidos
A RDA natildeo indicou separaccedilatildeo das amostras de acordo com o manejo de colheita ou com
variedades de cana-de-accediluacutecar Pelas variaacuteveis do solo verifica-se que a maioria das espeacutecies
estatildeo relacionadas positivamente com o teor de carbono orgacircnico (CO) ou com a saturaccedilatildeo da
CTC por bases As espeacutecies relacionadas positivamente com a saturaccedilatildeo por bases tecircm relaccedilatildeo
negativa com o teor de H+Al o que eacute coerente uma vez que quanto maior o teor de bases na
CTC menor a quantidade de H e Al trocaacuteveis A relaccedilatildeo positiva de apenas algumas espeacutecies de
FMAs com o teor de P eacute devido provavelmente pelo fato de que altas concentraccedilotildees desse
elemento inibem a colonizaccedilatildeo micorriacutezica e posteriormente diminuiriam a esporulaccedilatildeo das
outras espeacutecies natildeo relacionadas positivamente com o teor de P Dentre as espeacutecies mais
abundantes e frequentes (Tabelas 10 e 11) Glomus sp 6 Glomus sp 1 e S pellucida satildeo
relacionadas positivamente agrave saturaccedilatildeo de bases G macrocarpum e A morrowiae estatildeo
relacionadas positivamente com o teor de P mas negativamente com a saturaccedilatildeo de bases e teor
de CO e A scrobiculata estaacute relacionada positivamente com o teor de CO Assim a RDA mostra
que haacute relaccedilatildeo da variabilidade das espeacutecies com as variaacuteveis do solo mas natildeo permite a
separaccedilatildeo de amostras de acordo com os tratamentos
68
Tabela 12 ndash Meacutedia da riqueza observada estimativas de nuacutemero de espeacutecies iacutendices de diversidade e cobertura de amostragem
da comunidade de FMAs calculadas a partir dos esporos coletados e identificados sob as variedades SP813250
SP801842 e RB72454 com manejo SEM QUEIMA e COM QUEIMA preacutevia
Iacutendices de diversidade Estimativa de riquezas de UTOs
Comunidade SFMAsa
Shannonb 1D
bc Equitabilidade
d ACE-1
Chao1
ECA
e
SEM QUEIMA
SP813250 625 138 348 080 1108 945 088
SP801842 800 171 452 082 1407 115 088
RB72454 575 139 373 081 653 61 093
COM QUEIMA
SP813258 820 176 494 085 1232 1166 090
SP801842 667 157 445 087 707 69 098
RB72454 600 136 320 081 1893 1225 061
Todos os
tratamentosf 33 248 878 071 562 481 0983
Os valores correspondem agrave Meacutedia plusmn Desvio Padratildeo (seis repeticcedilotildees) a ndash Riqueza de espeacutecies de FMAs na forma de esporos
b ndash Estimador de maacutexima semelhanccedila
c ndash Reciacuteproco do iacutendice de Simpson
d ndash Equitabilidade de
Pielou e -
Estimativa de Cobertura da Amostragem
f ndash Dados representam os valores obtidos de todas as amostras
69
Figura 19 ndash Triplot de espeacutecies de FMAs amostras e variaacuteveis do solo sob cana-de-accediluacutecar da Anaacutelise de
Redundacircncia (RDA) Realizou-se a anaacutelise com Forward Selection selecionando teor de C orgacircnico
no solo (CO) H+Al saturaccedilatildeo de bases P CTC e toer de Mg em amostras sob cana-de-accediluacutecar com
colheita SEM QUEIMA e COM QUEIMA preacutevia (P = 0038 para o primeiro eixo canocircnico P = 0034
para a soma dos eixos segundo o teste de Monte Carlo)
Ao contraacuterio do que foi observado neste trabalho Reis Paula e Doumlbereiner (1999)
verificaram que a aacuterea com manejo SEM QUEIMA da cana-de-accediluacutecar apresentou maior riqueza
de espeacutecies de FMAs no solo No entanto esses autores compararam lavouras SEM QUEIMA e
COM QUEIMA com diferentes histoacutericos o que dificulta a comparaccedilatildeo direta das amostras
Por fim esse eacute um dos primeiros levantamentos de FMAs em solo sob cana-de-accediluacutecar a
campo no Brasil e os dados aqui apresentados serviratildeo como base de comparaccedilatildeo para futuros
estudos sobre a contribuiccedilatildeo das MAs para a cultura Os indicadores de diversidade de FMAs na
forma de esporos densidade de esporos riqueza diversidade e estimativa de nuacutemero de espeacutecies
natildeo apresentam diferenccedilas entre os manejos de colheita entre as variedades ou na interaccedilatildeo dos
fatores manejo e variedade A RDA utilizada para a ordenaccedilatildeo dos dados foi significativa
70
poreacutem natildeo permitiu qualquer discriminaccedilatildeo com base nos tratamentos O pouco tempo decorrido
desde a implantaccedilatildeo da cultura ateacute a avaliaccedilatildeo das amostras de solo (20 meses) pode ter
contribuiacutedo para que essas diferenccedilas na comunidade de FMAs na forma de esporos entre os
tratamentos natildeo fosse observada Como alguns esporos podem ficar em estado de dormecircncia
(TOMMERUP 1983 GEMMA KOSKE 1988) parte das espeacutecies de FMAs na forma de
esporos presentes nas amostras pode ser reflexo dos cultivos anteriores agrave instalaccedilatildeo do
experimento Assim novas amostragens devem ser feitas apoacutes ter passado um periacuteodo de tempo
maior desde a implantaccedilatildeo do experimento pois eacute possiacutevel que efeitos significativos da alteraccedilatildeo
do manejo possam ser observados somente a longo prazo
2334 Colonizaccedilatildeo micorriacutezica intrarradicular
Todas as amostras de raiacutezes de cana-de-accediluacutecar analisadas apresentaram colonizaccedilatildeo
micorriacutezica arbuscular Foi possiacutevel visualizar e identificar vaacuterias estruturas de FMAs incluindo
hifa extrarradicular apressoacuterio nas ceacutelulas da epiderme hifas intercelulares e intracelulares
arbuacutesculos e hifas intracelulares enoveladas (pelototildees) (Figura 20) A presenccedila de arbuacutesculos
tiacutepicos e de pelototildees foram observados simultaneamente na mesma amostra tanto em raiacutezes sob
manejo SEM QUEIMA como COM QUEIMA
A taxa de colonizaccedilatildeo variou de 30 a 52 e natildeo foi significativamente diferente entre
as variedades mas variou significativamente (p lt 005) entre os manejos SEM QUEIMA e COM
QUEIMA preacutevia agrave colheita (Tabela 13) As raiacutezes de plantas sob manejo SEM QUEIMA
apresentaram as maiores taxas de colonizaccedilatildeo A maior colonizaccedilatildeo micorriacutezica pode ser devido
ao maior teor de umidade no solo assegurada pela quantidade de palhada depositada apoacutes a
colheita Como visto em outros trabalhos a umidade estaacute positivamente correlacionada com a
colonizaccedilatildeo intrarradicular (HE MOURATOV STEINBERG 2002 LINGFEI ANNA
ZHIWEI 2005)
71
Figura 20 - Colonizaccedilatildeo micorriacutezica arbuscular em cana-de-accediluacutecar (A a H) ap ndash apressoacuterio hi ndash hifa intercelular
pe ndash ponto de entrada de hifa na raiz ar ndash arbuacutesculo en ndash hifa enovelada ve ndash vesiacutecula
A
hi
hi
ap
ap
he
B ap
F en
G
ve ve
ve
ve
H ar
ar
ar ar
ar
ar
E ar
D
hi
hi
hi
C
pe
hi
hi
72
Tabela 13 - Colonizaccedilatildeo micorriacutezica arbuscular () em raiacutezes de cana-de-
accediluacutecar sob manejo SEM QUEIMA preacutevia e COM QUEIMA
preacutevia agrave colheita
Manejo
Variedade SEM QUEIMA COM QUEIMA
SP813250 5187 1085 aA 3623 1044 aB
SP801842 4520 1511 aA 3010 394 aB
RB72454 4933 643 aA 3124 1088 aB
Os valores correspondem agrave Meacutedia plusmn Desvio Padratildeo (seis repeticcedilotildees)
Meacutedias seguidas de mesma letra maiuacutescula na linha e minuacutescula na coluna natildeo diferem
estatisticamente pelo teste de Tukey (p gt 005)
A colonizaccedilatildeo micorriacutezica eacute pouca estudada em cana-de-accediluacutecar e poucos trabalhos sobre o
assunto foram publicados Kelly et al (2001) verificaram que plantas de cana-de-accediluacutecar
cultivadas em casa-de-vegetaccedilatildeo possuem taxas de ateacute 60 de colonizaccedilatildeo em baixos niacuteveis de
foacutesforo no solo (entre 27 e 82 mg Pkg-1
) No entanto a micorrizaccedilatildeo natildeo trouxe ganhos na
massa seca das plantas Takahashi (2005) e Souza (2006) estudaram a colonizaccedilatildeo micorriacutezica
intrarradicular em mudas micropropagadas de cana-de-accediluacutecar inoculadas e crescidas em casa-de-
vegetaccedilatildeo em condiccedilotildees de baixo teor de P (20 mgKg-1
) e alto teor (200 mgKg-1
) no solo A
taxa de colonizaccedilatildeo intrarradicular variou de 10 a 34 nos tratamentos com alto teor de P e de
40 a 60 nos tratamentos com baixo teor de P sendo que Takahashi (2005) natildeo observou
alteraccedilatildeo da produccedilatildeo de biomassa das plantas inoculadas em relaccedilatildeo agraves natildeo-inoculadas
De acordo com a anaacutelise de correlaccedilatildeo de Pearson e RDA das espeacutecies de esporos no solo
natildeo haacute correlaccedilatildeo da taxa de colonizaccedilatildeo micorriacutezica arbuscular em cana-de-accediluacutecar e a
distribuiccedilatildeo de esporos no solo Poreacutem uma vez que a comunidade de FMAs medida pela
ocorrecircncia densidade e diversidade de esporos no solo natildeo apresentou diferenccedilas entre os
manejos apoacutes 20 meses de implantaccedilatildeo do experimento a colonizaccedilatildeo micorriacutezica arbuscular a
qual foi diferente entre os manejos e variedades pode ser um paracircmetro mais sensiacutevel agraves
alteraccedilotildees que ocorrem no ambiente Assim a colonizaccedilatildeo micorriacutezica arbuscular poderia ser
utilizada como um indicador de mudanccedilas ambientais
73
2335 Anaacutelise do gene rRNA 18S amplificado com os iniciadores NS7e F1Ra em raiacutezes de
cana-de-accediluacutecar
Da biblioteca de clones dos fragmentos do gene rRNA 18S amplificados com o par de
iniciadores NS7 e F1Ra de raiacutezes de cana-de-accediluacutecar sob manejo SEM QUEIMA e COM
QUEIMA preacutevia agrave colheita foram sequenciados 128 clones das amostras Das sequecircncias obtidas
duas do tratamento SEM QUEIMA foram consideradas quimeacutericas e excluiacutedas das demais
anaacutelises A comparaccedilatildeo por BLAST das sequecircncias obtidas com sequecircncias conhecidas (Tabela
14) e anaacutelise filogeneacutetica (Figura 21) possibilitam a afiliaccedilatildeo das mesmas ao reino Fungi Todas
as sequecircncias obtidas de raiacutezes de cana-de-accediluacutecar do tratamento COM QUEIMA e a maioria do
tratamento SEM QUEIMA satildeo representadas por fungos do Filo Ascomycota Em raiacutezes do
tratamento sob manejo SEM QUEIMA 4 sequecircncias (87 ) pertencem ao filo Zygomicota
Nenhum dos 126 clones apresentou similaridade elevada com sequecircncias de FMAs apesar de as
amostras apresentarem colonizaccedilatildeo micorriacutezica intrarradicular consideraacutevel
As sequecircncias relacionadas agrave Phoma sp apresentam dominacircncia tanto na biblioteca de
raiacutezes provenientes de manejo SEM QUEIMA (681 das sequecircncias) como COM QUEIMA
(802 das sequecircncias) Depois dessas sequecircncias as maiores frequecircncias observadas satildeo de
sequecircncias relacionadas agrave Leptosphaeria (106 ) e agrave Pleosporales (43 ) em manejo SEM
QUEIMA e relacionadas agrave Fusarium (79 ) em manejo COM QUEIMA Membros das classes
Eurotiomycetes e Sordariomycetes foram detectados apenas em raiacutezes do tratamento sob manejo
COM QUEIMA (clones B Scane D0408 B Scane E0909 e B Scane B0703) enquanto que os
Zygomycetes (clones UB Scane C1105 e UB Scane G0814) foram detectados somente em raiacutezes
do tratamento sob manejo SEM QUEIMA Dos 13 acessos com maior similaridade agraves sequecircncias
obtidas determinada utilizando-se o BLAST apenas trecircs (N quadriseptata Phoma sp e
Pleosporales sp) foram comuns agraves duas bibliotecas (Tabela 14)
As estimativas de riqueza os iacutendices de diversidade de UTOs e a estimativa de cobertura
de amostragem satildeo apresentados na Tabela 15 O nuacutemero de UTOs detectadas foi de 10 para
cana-de-accediluacutecar do tratamento sob manejo SEM QUEIMA e 11 para a amostra do tratamento sob
manejo COM QUEIMA Natildeo houve diferenccedila significativa entre as estimativas de riqueza e
iacutendices de diversidade de UTOs dos dois sistemas de manejos de colheita A estimativa de
riqueza de UTOs relacionadas agrave raiacutezes foi de 18 e 34 (segundo os iacutendices ACE-1 e Chao1
74
respectivamente) para o manejo SEM QUEIMA e de 23 e 51 para o manejo COM QUEIMA
preacutevia agrave colheita Apesar de natildeo apresentar diferenccedilas de riqueza e de diversidade de UTOs entre
os dois manejos a comparaccedilatildeo de curvas de cobertura homoacuteloga e heteroacuteloga utilizando o
webLIBSHUFF mostrou que as comunidades fuacutengicas das raiacutezes de cana-de-accediluacutecar dos dois
tratamentos satildeo significativamente diferentes (p lt 005) (Figura 22) Para as duas bibliotecas de
clones o tamanho da amostra analisada foi suficiente para cobrir a maioria dos grupos
filogeneacuteticos A taxa de cobertura homoacuteloga foi aproximadamente 82 em Distacircncias
Evolutivas maiores do que 001 que eacute o valor adotado para definir espeacutecie em estudos com
fungos (WALDROP et al 2006 JUMPPONEN JOHNSON 2005 ANDERSON et al 2003)
Tabela 14 ndash Similaridade das sequecircncias dos clones do gene rRNA 18s obtidas por amplificaccedilatildeo do DNA total
de raiacutezes de cana-de-accediluacutecar colonizadas por FMAs e utilizando os iniciadores NS7 e F1Ra em
relaccedilatildeo a sequecircncias de bancos de dados puacuteblicos
Manejo Clone Sequecircncia mais similar [Acesso] Similaridade Freq
(1)
SEM QUEIMA
UB SCane B0103 Candida xylopsoci [AY4881281] 99 21
UB SCane D0707 Cladosporium cladosporioides [DQ6780041] 100 21
UB SCane D0208 Heteromita globosa [AY4960431] 99 21
UB SCane F0911 Leptosphaeria korrae [AF4866261] 100 106
UB SCane G0814 Mucor circinelloides f lusitanicus [AF1134271] 99 64
UB SCane C1105 Mucor circinelloides f lusitanicus [AF1134271] 99 21
UB SCane D0907 Neophaeosphaeria quadriseptata [AF2508261] 99 21
UB SCane H0915 Phoma sp [AB2528691] 99 681
UB SCane E1010 Pleosporales sp [AB1956311] 99 43
COM QUEIMA
B SCane A0101 Debaryomyces mycophilus [AF4400171] 98 13
B SCane D1208 Debaryomyces mycophilus [AF4400171] 98 13
B SCane D0408 Eupenicillium javanicum [U212981] 100 13
B SCane B0703 Fusarium sp [AB2454421] 99 79
B SCane B1204 Galactomyces geotrichum [U009741] 100 13
B SCane C0705 Neophaeosphaeria quadriseptata [AF2508261] 99 13
B SCane A0202 Phoma sp [AB2528691] 98 776
B SCane A1002 Phoma sp [AB2528691] 98 26
B SCane E1010 Pleosporales sp [AB1956311] 99 13
B SCane E0909 Talaromyces flavus [M832621] 99 26
As sequecircncias foram comparadas usando-se o BLAST Cada clone representa um dos grupos formados por
UPGMA A coluna de frequecircncia se refere agrave proporccedilatildeo dos clones do grupo em cada biblioteca (1)
Frequecircncia de sequecircncias representadas pelo clone em cada um dos manejos (2)
Classe ldquoDothideomycetes et Chaetothyriomycetes incertae sedisrdquo
75
Figura 21 ndash Relaccedilotildees filogeneacuteticas entre a sequecircncias do gene rRNA 18S obtidas de raiacutezes de cana-de-accediluacutecar com o
par de iniciadores NS7 e F1Ra e sequecircncias de fungos determinadas usando-se neighbor-joining
Nuacutemeros sobre os ramos indicam a porcentagem de 1000 repeticcedilotildees da anaacutelise de bootstrap Cada clone
representa um dos grupos formados por UPGMA Os valores entre parecircnteses representam a
percentagem do clone em cada biblioteca A barra representa uma substituiccedilatildeo a cada 100 nucleotiacutedeos
Clones grafados em negrito em preto satildeo referentes agraves raiacutezes de cana-de-accediluacutecar colhida SEM QUEIMA
enquanto os grafados em vermelho se referem agraves raiacutezes de cana-de-accediluacutecar COM QUEIMA preacutevia agrave
colheita
- Classe ldquoDothideomycetes et Chaetothyriomycetes incertae sedisrdquo
76
Tabela 15 - Estimativas de UTOs iacutendices de diversidade e cobertura de amostragem determinadas com base no sequenciamento de
clones do gene rRNA 18S de fungos associados a raiacutezes de cana-de-accediluacutecar com ou SEM QUEIMA preacutevia agrave colheita
obtidos utilizando-se o par de iniciadores NS7 e F1Ra
Comunidade NS NU Estimativa de riquezas de UTOs Iacutendices de diversidade ECAc
ACE-1 Chao1
Shannona
1Dab
SEM QUEIMA 50 10 34 (14 165) 18 (11 53) 134 (099 169) 233 (132 909) 0880
COM QUEIMA 76 11 51 (18 246) 23 (13 79) 099 (067 131) 164 (078 1429) 0908
Valores entre parecircnteses representam o intervalo com 95 de confianccedila NS ndash nuacutemero de sequecircncias NU ndash nuacutemero de UTOs a
Estimador de maacutexima
semelhanccedila b
ndash Reciacuteproco do iacutendice de Simpson c ndash Estimativa de Cobertura da Amostragem Distacircncia evolutiva usada para as estimativas foi 001
77
Figura 22 - Anaacutelise de LIBSHUFF de comunidade de fungos associados agraves raiacutezes de cana-de-accediluacutecar sob dois manejos de colheita quando empregado o par de
iniciadores NS7 e F1Ra A manejo SEM QUEIMA (homoacutelogo) x manejo COM QUEIMA B manejo COM QUEIMA (homoacutelogo) x manejo SEM
QUEIMA As comunidades satildeo diferentes significativamente com P lt 005 A distribuiccedilatildeo de (Cy-Cyx)2 como uma funccedilatildeo de D indica a diferenccedila
entre as duas comunidades
00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
0 01 02 03 04 05 06
Distacircncia Evolutiva (D)
Cob
ertu
ra
0000
0005
0010
0015
0020
0025
(Cx-C
xy)2Homoacutelogo
Heteroacutelogo
(Cx-Cxy)2
95XY
00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
00 01 02 03 04 05 06
Distacircncia Evolutiva (D)
Co
ber
tura
0000
0005
0010
0015
0020
0025
(Cy
-Cy
x)2
Homoacutelogo
Heteroacutelogo
(Cy-Cyx)2
95YX
A B
78
2336 Anaacutelise do gene rRNA 18S amplificado com os iniciadores NS31 e AM1 em raiacutezes de
cana-de-accediluacutecar
Das bibliotecas de clones do gene rRNA 18S de raiacutezes de cana-de-accediluacutecar SEM QUEIMA
e COM QUEIMA preacutevia agrave colheita foram sequenciados 47 e 42 clones respectivamente Das
sequecircncias obtidas 9 foram consideradas quimeras com base nas anaacutelises feitas utilizando o
Chimera Check e BLAST Assim para as anaacutelises posteriores foram utilizadas 41 e 39
sequecircncias dos tratamentos SEM QUEIMA e COM QUEIMA respectivamente
Todas as sequecircncias foram mais similares ao Filo Ascomycota e natildeo foi possiacutevel
discriminar espeacutecies a partir dessas sequecircncias de acordo com as comparaccedilotildees feitas utilizando-
se o BLAST (Tabela 16) e a anaacutelise filogeneacutetica (Figura 23) Em uma das clades haacute o
agrupamento de diferentes classes de fungos uma sequecircncia de um clone do manejo COM
QUEIMA (B AM1 D1107) duas sequecircncias de Phoma (Ascomycota Mitospoacuterico) e uma
sequecircncia de Didymella (Dothideomycetes) Esses resultados mostram que a regiatildeo sequenciada
natildeo eacute informativa filogeneticamente Nenhuma sequecircncia apresentou alta similaridade com
sequecircncias de FMAs apesar do iniciador AM1 ser supostamente especiacutefico para essse grupo de
fungos Assim mesmo as riquezas de UTOs e os iacutendices de diversidade foram estimados (Tabela
17) Da mesma forma a comparaccedilatildeo das bibliotecas por meio do programa webLIBSHUFF foi
feita (Figura 24) Assim como no Brasil os amplicons obtidos com o uso dos iniciadores NS31 e
AM1 em amostras de DNA de cana-de-accediluacutecar durante o estaacutegio na Universidade do Estado do
Kansas EUA resultou em sequecircncias relacionadas somente agrave Ascomycota (dados natildeo
mostrados) mesmo fazendo-se a seleccedilatildeo de raiacutezes finas e claras para a extraccedilatildeo de DNA natildeo
houve a amplificaccedilatildeo do DNA de FMAs
Natildeo houve diferenccedilas entre as estimativas de UTOs entre os dois manejos utilizando-se
sequecircncias obtidas com ambos conjuntos de iniciadores No entanto o iacutendice de diversidade de
Shannon foi significativamente maior no manejo SEM QUEIMA usando-se o par de iniciadores
NS31 e AM1 Assim como no uso do conjunto de iniciadores NS7 e F1Ra o emprego do par
NS31 e AM1 resultou em uma taxa de cobertura elevada (Figura 24) De acordo com as anaacutelises
de Libshuff as duas bibliotecas foram significativamente diferentes (P lt 005)
79
Tabela 16 ndash Similaridade das sequecircncias dos clones do gene rRNA 18s obtidas por amplificaccedilatildeo do DNA total
de raiacutezes de cana-de-accediluacutecar colonizadas por FMAs e utilizando os iniciadores NS31 e AM1 em
relaccedilatildeo a sequecircncias de bancos de dados puacuteblicos
Manejo Clone Sequecircncia mais similar [Acesso] Similaridade Freq(1)
SEM QUEIMA
UB AM1 G0414 Fusarium oxysporum [DQ9161501] 99 122
UB AM1 C0406 Fusarium cerealis [AF1419471] 98 24
UB AM1 H0315 Cladosporium cladosporioides [EU3755231] 99 537
UB AM1 B0204 Penicillium glabrum [AF5480901] 99 49
UB AM1 D0107 Phialophora verrucosa [EF4136141] 99 141
UB AM1 B0303 Phialophora verrucosa [EF4136141] 100 122
COM QUEIMA
B AM1 F0812 Fusarium oxysporum [DQ9161501] 99 948
B AM1 H0715 Fusarium oxysporum [DQ9161501] 98 26
B AM1 D1107 Phoma sp [EU8264811] 100 26
As sequecircncias foram comparadas usando-se o BLAST Cada clone representa um dos grupos formados por
UPGMA A coluna de frequecircncia se refere agrave proporccedilatildeo dos clones do grupo em cada biblioteca (1)
Frequecircncia de sequecircncias representadas pelo clone em cada um dos manejos (2)
Classe ldquoDothideomycetes et Chaetothyriomycetes incertae sedisrdquo
80
Figura 23 ndash Relaccedilotildees filogeneacuteticas entre a sequecircncias do gene rRNA 18S obtidas de raiacutezes de cana-de-accediluacutecar com o
par de iniciadores NS31 e AM1 e sequecircncias de fungos determinadas usando-se neighbor-joining
Nuacutemeros sobre os ramos indicam a porcentagem de 1000 repeticcedilotildees da anaacutelise de bootstrap Cada clone
representa um dos grupos formados por UPGMA Os valores entre parecircnteses representam a
percentagem do clone em cada biblioteca A barra representa uma substituiccedilatildeo a cada 100 nucleotiacutedeos
Clones grafados em negrito em preto satildeo referentes agraves raiacutezes de cana-de-accediluacutecar colhida SEM QUEIMA
enquanto os grafados em vermelho se referem agraves raiacutezes de cana-de-accediluacutecar COM QUEIMA preacutevia agrave
colheita
- Classe ldquoDothideomycetes et Chaetothyriomycetes incertae sedisrdquo
81
Tabela 17 - Estimativas de UTOs iacutendices de diversidade e cobertura de amostragem determinadas com base no sequenciamento de
clones do gene rRNA 18S de fungos associados a raiacutezes de cana-de-accediluacutecar com ou SEM QUEIMA preacutevia agrave colheita
obtidos utilizando-se o par de iniciadores NS31 e AM1
Comunidade NS NU Estimativa de riquezas de UTOs Iacutendices de diversidade ECAc
ACE-1 Chao1
Shannona
1Dab
SEM QUEIMA 41 6 64 (60 116) 65 (60 144) 1366 (1103 1630) 292 (209 484) 0976
COM QUEIMA 39 3 40 (31 141) 35 ( 30 114) 0320 (0058 0583) 117 (049-320) 0974
Valores entre parecircnteses representam o intervalo com 95 de confianccedila NS ndash nuacutemero de sequecircncias NU ndash nuacutemero de UTOs a
Estimador de maacutexima
semelhanccedila b ndash Reciacuteproco do iacutendice de Simpson
c ndash Estimativa de Cobertura da Amostragem Distacircncia evolutiva usada para as estimativas foi 001
82
Figura 24 - Anaacutelise de LIBSHUFF de comunidade de fungos associados agraves raiacutezes de cana-de-accediluacutecar sob dois manejos de colheita quando empregado o par de
iniciadores NS31 e AM1 A manejo SEM QUEIMA (homoacutelogo) x manejo COM QUEIMA B manejo COM QUEIMA (homoacutelogo) x manejo SEM
QUEIMA As comunidades satildeo diferentes significativamente com P lt 005 A distribuiccedilatildeo de (Cy-Cyx)2 como uma funccedilatildeo de D indica a diferenccedila
entre as duas comunidades
00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
00 01 02 03 04 05 06
Distacircncia Evolutiva (D)
Co
ber
tura
0000
0100
0200
0300
0400
0500
0600
0700
0800
(Cy
-Cy
x)2
Homoacutelogo
Heteroacutelogo
(Cx-Cxy)2
95XY
00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
0 01 02 03 04 05 06
Distacircncia Evolutiva (D)
Co
bertu
ra
0000
0002
0004
0006
0008
0010
0012
(Cx
-Cx
y)2
Homoacutelogo
Heteroacutelogo
(Cy-Cyx)2
95YX
A B
83
2337 Anaacutelise do gene rRNA 18S amplificado com os iniciadores especiacuteficos para grupos
de FMAs em raiacutezes de cana-de-accediluacutecar
Para determinar a estrutura da comunidade de FMAs por meio do sequenciamento dos
amplicons os iniciadores aqui desenhados e validados foram testados em amostras de raiacutezes de
cana-de-accediluacutecar do campo Apoacutes a amplificaccedilatildeo de fragmentos do gene rRNA 18S com os
iniciadores ACAU220 GIGA202 GLOMA690 e GLOMB673 e o sequenciamento dos
amplicons foram obtidas 161 sequecircncias Dessas 35 foram retiradas das anaacutelises por
consistirem quimeras ou sequecircncias de baixa qualidade Verificou-se que nenhum dos
iniciadores desenhados foi especiacutefico para FMAs de acordo com a comparaccedilatildeo das sequecircncias
obtidas com sequecircncias de bancos de dados por meio de BLAST (Tabelas 18 19 20 e 21) As
sequecircncias de parte do gene do rRNA 18S obtidas foram alinhadas para a anaacutelise filogeneacutetica
(Figuras 25 26 27 e 28) As sequecircncias obtidas natildeo se agruparam com as sequecircncias de fungos
do filo Glomeromycota do banco de dados (GenBank) Os amplicons obtidos com o iniciador
ACAU220 em sua maioria foram mais similares a Cladosporium (Dothideomycetes
Ascomycota) (Tabela 18 e Figura 25) A maioria dos amplicons obtidos com o iniciador
GIGA202 foram mais similares agrave Fusarium (Sordariomycetes Ascomycota) (Tabela 19 e
Figura 26) Quando utilizou-se o iniciador GLOMA690 a maioria dos amplicons foram mais
similares a Monodictys (Sordariomycetes Ascomycota) e a Cryptococcus (Tremellomycetes
Basidiomycota) (Tabela e Figura 27) Jaacute com o uso do iniciador GLOMB673 a maioria dos
amplicons foram mais similares a Phoma (Ascomycota mitospoacuterico) (Tabela 21 e Figura 28)
Com exceccedilatildeo de um amplicon obtido com o iniciador ACAU220 e alguns amplicons obtidos
com o iniciador GLOMB673 os quais foram mais similares agrave Basidiomycota todas os outros
amplicons obtidos com o emprego dos iniciadores desenhados foram mais similares a
Ascomycota Portanto uma vez que nenhuma sequecircncia obtida estaacute relacionada ao filo
Glomeromycota ao qual pertencem os FMAs os iniciadores desenhados foram inespeciacuteficos
para identificaccedilatildeo desses fungos nas raiacutezes de cana-de-accediluacutecar em condiccedilatildeo de campo
Mesmo assim foram estimadas a riqueza de UTOs e os iacutendices de diversidade de
Shannon e reciacuteproco de Simpson com os dados obtidos Pelo programa Spade foram estimadas
um total de 49 UTOs sendo 26 do tratamento SEM QUEIMA e 25 do tratamento COM
QUEIMA (Tabela 22) A estimativa de riqueza de fungos variou de 64 no manejo COM
84
QUEIMA 216 no manejo SEM QUEIMA a 265 espeacutecies de fungos considerando-se as
amostras dos dois tratamentos de colheita Os dois tratamentos tambeacutem natildeo apresentaram
diferenccedilas quanto aos iacutendices de diversidade A estimativa de cobertura da amostragem foi de
683 no tratamento sob manejo COM QUEIMA e 701 no tratamento sob manejo SEM
QUEIMA Verifica-se que a curva de rarefaccedilatildeo natildeo atinge a assiacutentota isto eacute somente uma
porccedilatildeo da riqueza de fungos associados agraves raiacutezes de cana-de-accediluacutecar foi amostrada (Figura 29)
As sequecircncias obtidas natildeo se agrupam com base em suas relaccedilotildees filogeneacuteticas em
funccedilatildeo do tratamento (SEM QUEIMA ou COM QUEIMA) Existem apenas 7 UTOs (56 do
total de UTOs) em comum entre os tratamentos SEM QUEIMA e COM QUEIMA As UTOs
em comum satildeo as identificadas pelos nuacutemeros 1 2 3 4 7 16 e 23 nas Tabelas 18 a 21 Esse
nuacutemero reduzido de UTOs em comum aos dois tratamentos indicaram diferenccedila na comunidade
de fungos associados agraves raiacutezes de cana-de-accediluacutecar A anaacutelise de Libshuff mostrou que as
comunidades de fungos dos dois tratamentos satildeo significativamente diferentes (p lt 005)
(Figura 30)
Muitas sequecircncias do gene rRNA 18S amplificadas de raiacutezes de cana-de-accediluacutecar com o
uso dos iniciadores desenhados podem representar novos taxa Um total de 52 (416 )
sequecircncias apresentam similaridade menor do que 96 agraves sequecircncias disponiacuteveis no banco de
dados do NCBI Essas sequecircncias foram verificadas como natildeo quimeacutericas e satildeo mais similares
a sequecircncias de Ascomycota e Basidiomycota com base na anaacutelise filogeneacutetica Empregando-
se os iniciadores aqui desenhados as seis UTOs mais frequentes representam 568 do total
de sequecircncias enquanto as UTOs contendo um uacutenica sequecircncia (singletons) representam 735
do total de UTOs mostrando a existecircncia de dominacircncia de algumas espeacutecies fuacutengicas na
comunidade associada agraves raiacutezes
As sequecircncias obtidas com os iniciadores grupo-especiacuteficos de FMAs desenhados no
presente trabalho natildeo tem regiatildeo em comum com as sequecircncias de clones das bibliotecas
obtidas utilizando os iniciadores da primeira abordagem (NS7 e F1Ra) No entanto a regiatildeo
amplificada do gene rRNA 18S obtida com uso dos iniciadores da segunda abordagem (NS31 e
AM1) eacute comum agrave parte da regiatildeo amplificada com o uso dos iniciadores grupo-especiacuteficos
Pela anaacutelise filogeneacutetica usando neighbor joining as sequecircncias da segunda abordagem
mostraram-se relacionadas a algumas sequecircncias obtidas com os iniciadores especiacuteficos (dados
natildeo mostrados) Isso mostra a consistecircncia do meacutetodo de PCR e sequenciamento para o
85
levantamento populacional dos fungos associados agraves raiacutezes de cana-de-accediluacutecar em condiccedilotildees de
campo apesar de o nuacutemero de UTOs recuperadas ser menor com o uso do iniciador AM1
Tabela 18 - Anaacutelise do BLAST de sequecircncias obtidas das bibliotecas de raiacutezes de cana-de-accediluacutecar COM
QUEIMA e SEM QUEIMA preacutevia agrave colheita utilizando o iniciador ACAU220
Manejo Clone iniciador UTO(1)
Sequecircncia mais similar [Acesso] Similaridade
(2)
SEM QUEIMA
A01 ACAU220 UTO 1 Cladosporium cladosporioides [EU3755231] 100
G01 ACAU220 UTO 1 Cladosporium cladosporioides [EU3755231] 96
F02 ACAU220 UTO 1 Cladosporium cladosporioides [EU3755231] 95
G02 ACAU220 UTO 1 Cladosporium cladosporioides [EU7234841] 94
B03 ACAU220 UTO 1 Cladosporium cladosporioides [EU3755231] 93
C03 ACAU220 UTO 1 Cladosporium cladosporioides [EU3755231] 93
D03 ACAU220 UTO 1 Cladosporium cladosporioides [EU7234841] 93
E01 ACAU220 UTO 1 Cladosporium cladosporioides [EU3755231] 93
D02 ACAU220 UTO 2 Penicillium brevicompactum [EU2636081] 98
H01 ACAU220 UTO 2 Penicillium freii [AY6409981] 98
A03 ACAU220 UTO 2 Phialocephala fortinii [EU3820701] 96
B02 ACAU220 UTO 3 Monodictys arctica [EU6865191]] 93
C01 ACAU220 UTO 4 Penicillium purpurogenum [DQ3659471] 96
C02 ACAU220 UTO 5 Hypocrea koningii [EU7224041] 92
D01 ACAU220 UTO 6 Pseudocolus fusiformis [AF0266231] 98
E02 ACAU220 UTO 7 Fusarium oxysporum [EU7108211] 98
Com Queima
H03 ACAU220 UTO 1 Cladosporium cladosporioides [EU3755231] 96
H04 ACAU220 UTO 1 Cladosporium cladosporioides [EU3755231] 96
D05 ACAU220 UTO 1 Cladosporium cladosporioides [EU3755231] 95
G04 ACAU220 UTO 1 Cladosporium cladosporioides [EU3755231] 93
B04 ACAU220 UTO 2 Penicillium glabrum [AF5480901] 93
A04 ACAU220 UTO 3 Phoma sp [EU8264811] 97
G03 ACAU220 UTO 3 Monodictys arctica [EU6865191] 97
E05 ACAU220 UTO 3 Phoma sp [EU8264811] 94
D04 ACAU220 UTO 3 Didymella exitialis [EU1675641] 91
B05 ACAU220 UTO 4 Penicillium purpurogenum [DQ3659471] 96
C05 ACAU220 UTO 16 Monodictys arctica [EU6865191] 93
F03 ACAU220 UTO 28 Paraconiothyrium brasiliense [EU2956511] 91
F05 ACAU220 UTO 29 Alternaria sp [EU8264791] 97
G05 ACAU220 UTO 30 Lithothelium septemseptatum [AY5846621] 96
Os E-values de todas as comparaccedilotildees foram iguais a zero (1)
Identidade das Unidades Taxonocircmicas Operacionais determinadas pelo programa DOTUR ao niacutevel de 99 de
similaridade (2)
Similaridade da sequecircncia ambiental com o respectivo acesso do NCBI dada pela anaacutelise de BLAST
86
Tabela 19 - Anaacutelise do BLAST de sequecircncias obtidas das bibliotecas de raiacutezes de cana-de-accediluacutecar COM
QUEIMA e SEM QUEIMA preacutevia agrave colheita utilizando o iniciador GIGA202
Manejo Clone iniciador UTO(1)
Sequecircncia mais similar [Acesso] Similaridade
(2)
SEM QUEIMA
A06 GIGA202 UTO 1 Cladosporium cladosporioides [EU3755231] 96
D07 GIGA202 UTO 3 Monodictys arctica [EU6865191] 95
H06 GIGA202 UTO 4 Penicillium purpurogenum [AF2452571] 97
B08 GIGA202 UTO 4 Penicillium purpurogenum [DQ3659471]] 93
A08 GIGA202 UTO 7 Fusarium oxysporum [EF5903261] 96
A07 GIGA202 UTO 7 Fusarium oxysporum [EF5903261] 95
F07 GIGA202 UTO 7 Fusarium oxysporum [EF5903261] 94
E06 GIGA202 UTO 7 Fusarium oxysporum [EF5903261] 93
F06 GIGA202 UTO 7 Fusarium oxysporum [EF5903261] 93
C07 GIGA202 UTO 7 Fusarium oxysporum [EF5903261] 92
D06 GIGA202 UTO 7 Fusarium oxysporum [EF5903261] 92
B06 GIGA202 UTO 8 Fusarium oxysporum [EF5903261] 90
C06 GIGA202 UTO 9 Fusarium oxysporum [EF5903261] 90
C08 GIGA202 UTO 10 Fusarium oxysporum [EF5903261] 90
E07 GIGA202 UTO 11 Fusarium oxysporum [EF5903261] 91
G06 GIGA202 UTO 12 Monodictys arctica [EU6865191] 87
G07 GIGA202 UTO 13 Fusarium oxysporum [EF5903261] 91
COM QUEIMA
A09 GIGA202 UTO 1 Cladosporium cladosporioides [EU3755231] 97
D09 GIGA202 UTO 3 Monodictys arctica [EU6865191] 99
E10 GIGA202 UTO 3 Phoma sp [EU8264811] 99
F09 GIGA202 UTO 3 Phaeosphaeria nodorum [EU1892131] 99
G09 GIGA202 UTO 3 Phoma sp [EU8264811] 99
B09 GIGA202 UTO 3 Phoma sp [EU8264811] 97
C09 GIGA202 UTO 3 Phoma sp [EU8264811] 96
H08 GIGA202 UTO 3 Phaeosphaeria nodorum [EU1892131] 96
B10 GIGA202 UTO 7 Fusarium oxysporum [EF5903261] 95
G10 GIGA202 UTO 7 Fusarium oxysporum [EF5903261] 94
F08 GIGA202 UTO 7 Fusarium oxysporum [EF5903261] 93
E09 GIGA202 UTO 30 Paraconiothyrium variabile [EU2956531] 95
A10 GIGA202 UTO 31 Monodictys arctica [EU6865191] 89
C10 GIGA202 UTO 32 Penicillium purpurogenum [DQ3659471] 92
E08 GIGA202 UTO 33 Pyrenochaeta nobilis [DQ8982871] 98
F10 GIGA202 UTO 34 Fusarium oxysporum [EF5903261] 94
H09 GIGA202 UTO 35 Monodictys arctica [EU6865191] 95
Os E-values de todas as comparaccedilotildees foram iguais a zero (1)
Unidades Taxonocircmicas Operacionais determinadas pelo programa DOTUR ao niacutevel de 99 de similaridade (2)
Similaridade da sequecircncia ambiental com o respectivo acesso do NCBI dada pela anaacutelise de BLAST
87
Tabela 20 - Anaacutelise do BLAST de sequecircncias obtidas das bibliotecas de raiacutezes de cana-de-accediluacutecar COM
QUEIMA e SEM QUEIMA preacutevia agrave colheita utilizando o iniciador GLOMA690
Manejo Clone iniciador UTO(1)
Sequecircncia mais similar [Acesso] Similaridade
(2) E-value
SEM QUEIMA
A11 GLOMA690 UTO 3 Monodictys arctica [EU6865191] 99 00
B11 GLOMA690 UTO 3 Monodictys arctica [EU6865191] 99 8e-167
B12 GLOMA690 UTO 3 Monodictys arctica [EU6865191] 99 6e-163
D11 GLOMA690 UTO 3 Monodictys arctica [EU6865191] 98 8e-162
F11 GLOMA690 UTO 3 Monodictys arctica [EU6865191] 97 5e-159
A01 GLOMA690 UTO 3 Phoma sp [EU8264811] 97 00
C01 GLOMA690 UTO 3 Phoma sp [EU8264811] 97 00
B01 GLOMA690 UTO 14 Phoma sp [EU8264811] 98 00
A12 GLOMA690 UTO 14 Monodictys arctica [EU6865191] 97 3e-151
E11 GLOMA690 UTO 14 Monodictys arctica [EU6865191] 94 2e-142
C11 GLOMA690 UTO 15 Cryptococcus vishniacii [AB0326571] 99 1e-164
H12 GLOMA690 UTO 16 Monodictys arctica [EU6865191] 98 1e-159
G11 GLOMA690 UTO 16 Monodictys arctica [EU6865191] 97 4e-155
D12 GLOMA690 UTO 16 Monodictys arctica [EU6865191] 96 4e-150
E12 GLOMA690 UTO 17 Cryptococcus aerius [EU8476621] 96 6e-148
F12 GLOMA690 UTO 18 Monodictys arctica [EU6865191] 96 1e-150
G12 GLOMA690 UTO 19 Monodictys arctica [EU6865191] 90 4e-120
H11 GLOMA690 UTO 20 Monodictys arctica [EU6865191] 98 8e-162
D01 GLOMA690 UTO 21 Cryptococcus gastricus [DQ6455131] 97 00
COM QUEIMA
C02 GLOMA690 UTO 3 Phoma medicaginis [EU1675751] 97 00
A03 GLOMA690 UTO 36 Cryptococcus terreus [AB0326491] 97 00
E02 GLOMA690 UTO 36 Cryptococcus terreus [AB0326491] 98 00
B03 GLOMA690 UTO 36 Cryptococcus terreus [AB0326491] 96 00
B02 GLOMA690 UTO 37 Cryptococcus terreus [AB0326491] 93 00
D03 GLOMA690 UTO 38 Dothidotthia aspera [EU6732281] 88 1e-139
E01 GLOMA690 UTO 39 Phoma sp [EU8264811] 93 00
E03 GLOMA690 UTO 40 Phoma sp [EU8264811] 92 00
F01 GLOMA690 UTO 41 Cryptococcus terreus [AB0326491] 93 00
G02 GLOMA690 UTO 42 Phoma sp [EU8264811] 97 00
H02 GLOMA690 UTO 43 Phoma sp [EU8264811] 97 00
(1) Unidades Taxonocircmicas Operacionais determinadas pelo programa DOTUR ao niacutevel de 99 de similaridade
(2) Similaridade da sequecircncia ambiental com o respectivo acesso do NCBI dada pela anaacutelise de BLAST
88
Tabela 21 - Anaacutelise do BLAST de sequecircncias obtidas das bibliotecas de raiacutezes de cana-de-accediluacutecar COM
QUEIMA e SEM QUEIMA preacutevia agrave colheita utilizando o iniciador GLOMB673
Manejo Clone iniciador UTO(1)
Sequecircncia mais similar [Acesso] Similaridade
(2) e-value
SEM QUEIMA
A05 GLOMB673 UTO 3 Monodictys arctica [EU6865191] 99 00
A06 GLOMB673 UTO 3 Phoma sp [EU8264811] 99 00
D06 GLOMB673 UTO 3 Phoma sp [EU8264811] 99 00
B05 GLOMB673 UTO 3 Phoma sp [EU8264811] 98 00
E04 GLOMB673 UTO 3 Monodictys arctica [EU6865191] 98 00
B04 GLOMB673 UTO 3 Phoma sp [EU8264811] 97 00
C06 GLOMB673 UTO 3 Leptosphaeria doliolum [U434571] 97 00
D05 GLOMB673 UTO 3 Monodictys arctica [EU6865191] 96 00
D04 GLOMB673 UTO 16 Phoma sp [EU8264811] 98 00
A04 GLOMB673 UTO 22 Phoma medicaginis [EU1675751] 92 7e-156
C04 GLOMB673 UTO 23 Monodictys arctica [EU6865191] 98 00
F04 GLOMB673 UTO 24 Rhytidhysteron rufulum [AF2014521] 95 00
F05 GLOMB673 UTO 25 Monodictys arctica [EU6865191] 94 00
G05 GLOMB673 UTO 26 Pleosporales [FJ1768441] 99 00
H05 GLOMB673 UTO 27 Phoma sp [EU8264811] 96 00
COM QUEIMA
G08 GLOMB673 UTO 3 Phoma sp [EU8264811] 99 00
C08 GLOMB673 UTO 3 Phoma sp [EU8264811] 97 00
C07 GLOMB673 UTO 16 Monodictys arctica [EU6865191] 98 00
G07 GLOMB673 UTO 16 Monodictys arctica [EU6865191] 96 00
A07 GLOMB673 UTO 23 Monodictys arctica [EU6865191] 99 00
D07 GLOMB673 UTO 23 Phoma sp [EU8264811] 98 00
B07 GLOMB673 UTO 34 Trichocladium asperum [EU2636131] 94 00
E06 GLOMB673 UTO 34 Trichocladium asperum [EU2636131] 94 3e-174
F06 GLOMB673 UTO 35 Phoma sp [EU8264811] 99 00
A08 GLOMB673 UTO 39 Phoma sp [EU8264811] 99 00
E07 GLOMB673 UTO 44 Dothidotthia aspera [EU6732251] 90 1e-162
F07 GLOMB673 UTO 45 Monodictys arctica [EU6865191] 91 2e-180
F08 GLOMB673 UTO 46 Phoma sp [EU8264811] 90 8e-170
G06 GLOMB673 UTO 47 Coniothyrium palmarum [AY6425141] 95 00
H06 GLOMB673 UTO 48 Pleosporales sp [FJ1768441] 92 2e-161
H08 GLOMB673 UTO 49 Phoma sp [EU8264811] 97 00
(1) Unidades Taxonocircmicas Operacionais determinadas pelo programa DOTUR ao niacutevel de 99 de similaridade
(2) Similaridade da sequecircncia ambiental com o respectivo acesso do NCBI dada pela anaacutelise de BLAST
89
Figura 25 ndash Relaccedilotildees filogeneacuteticas entre as sequecircncias do rDNA 18S obtidas de raiacutezes de cana-de-accediluacutecar
utilizando o iniciador ACAU220 e sequecircncias de fungos determinadas usando neighbor joining
Nuacutemeros sobre os ramos indicam a percentagem de 1000 repeticcedilotildees da anaacutelise de bootstrap O
comprimento da barra representa duas substituiccedilotildees a cada 100 nucleotiacutedeos As sequecircncias do
tratamento SEM QUEIMA estatildeo grafadas em preto e negrito e as do tratamento COM QUEIMA
estatildeo em vermelho e negrito
90
Figura 26 ndash Relaccedilotildees filogeneacuteticas entre as sequecircncias do rDNA 18S obtidas de raiacutezes de cana-de-accediluacutecar
utilizando o iniciador GIGA202 e sequecircncias de fungos determinadas usando neighbor joining
Nuacutemeros sobre os ramos indicam a percentagem de 1000 repeticcedilotildees da anaacutelise de bootstrap O
comprimento da barra representa duas substituiccedilotildees a cada 100 nucleotiacutedeos As sequecircncias do
tratamento SEM QUEIMA estatildeo grafadas em preto e negrito e as do tratamento COM QUEIMA
estatildeo em vermelho e negrito
91
Figura 27 ndash Relaccedilotildees filogeneacuteticas entre as sequecircncias do rDNA 18S obtidas de raiacutezes de cana-de-accediluacutecar
utilizando o iniciador GLOMA690 e sequecircncias de fungos determinadas usando neighbor joining
Nuacutemeros sobre os ramos indicam a percentagem de 1000 repeticcedilotildees da anaacutelise de bootstrap O
comprimento da barra representa duas substituiccedilotildees a cada 100 nucleotiacutedeos As sequecircncias do
tratamento SEM QUEIMA estatildeo grafadas em preto e negrito e as do tratamento COM QUEIMA
estatildeo em vermelho e negrito
92
Figura 28 ndash Relaccedilotildees filogeneacuteticas entre as sequecircncias do rDNA 18S obtidas de raiacutezes de cana-de-accediluacutecar
utilizando o iniciador GLOMB673 e sequecircncias de fungos determinadas usando neighbor joining
Nuacutemeros sobre os ramos indicam a percentagem de 1000 repeticcedilotildees da anaacutelise de bootstrap O
comprimento da barra representa duas substituiccedilotildees a cada 100 nucleotiacutedeos As sequecircncias do
tratamento SEM QUEIMA estatildeo grafadas em preto e negrito e as do tratamento COM QUEIMA
estatildeo em vermelho e negrito
93
Figura 29 ndash Curvas de rarefaccedilatildeo para bibliotecas de clones do gene rRNA 18S obtidas usando os iniciadores
FMAs grupo-especiacuteficos em amostras DNA de raiacutezes de cana-de-accediluacutecar sob tratamento SEM
QUEIMA e COM QUEIMA A curva de rarefaccedilatildeo foi gerada com o programa DOTUR (SCHLOSS
HANDELSMAN 2005) utilizando o niacutevel de 99 de similaridade
94
Tabela 22 - Estimativas de UTOs iacutendices de diversidade e cobertura de amostragem calculadas a partir de bibliotecas de rDNA 18S
de fungos associados a raiacutezes de cana-de-accediluacutecar com ou SEM QUEIMA preacutevia agrave colheita utilizando os iniciadores
ACAU220 GIGA202 GLOMA690 e GLOMB673
Valores entre parecircnteses representam o intervalo com 95 de confianccedila NS ndash nuacutemero de sequecircncias NU ndash nuacutemero de UTOs a
Estimador de maacutexima
semelhanccedila b ndash Reciacuteproco do iacutendice de Simpson
c ndash Estimativa de Cobertura da Amostragem Distacircncia evolutiva usada para as estimativas foi 001
Comunidade NS NU Estimativa de riquezas de UTOs Iacutendices de diversidade
ECAc
ACE-1 Chao1
Shannona
1Da b
SEM QUEIMA 67 26 1777 (621 6645)
2160 (1066 4738)d
2544 (2242 2845) 679 (447 1412) 0701
COM QUEIMA 58 28 1080 (511 3057) 641( 391 1457) 2808 (2520 3096) 904 (631 1953) 0683
Todas as sequecircncias 125 49 2130(1077 5072)
2650(1145 7616) 3134 (2898 3370) 1083 (715 2232) 0712
95
Figura 30 - Anaacutelise de LIBSHUFF de comunidade de fungos associado agraves raiacutezes de cana-de-accediluacutecar sob dois manejos de colheita utilizando o conjunto de
iniciadores desenhados ACAU220 GIGA202 GLOMA690 e GLOMB673 A manejo SEM QUEIMA (homoacutelogo) x manejo COM QUEIMA B
manejo COM QUEIMA (homoacutelogo) x manejo SEM QUEIMA As comunidades satildeo diferentes significativamente com P lt 005 A distribuiccedilatildeo de
(Cy-Cyx)2 como uma funccedilatildeo de D indica a diferenccedila entre as duas comunidades
B A
96
Os estudos de comunidades de FMAs satildeo importantes devido aos efeitos das MAs para as
plantas e para os ecossistemas terrestres (HEIJDEN et al 1998) Poreacutem a principal dificuldade
nas investigaccedilotildees do ciclo de vida da filogenia organizaccedilatildeo geneacutetica dinacircmica e estrutura das
comunidades dos FMAs eacute o seu biotrofismo obrigatoacuterio As abordagens moleculares
principalmente a caracterizaccedilatildeo de genes do rRNA tecircm contribuido para a elucidaccedilatildeo da
ecologia dos FMAs Esses genes satildeo muito utilizados por suas caracteriacutesticas evolutivas as quais
permitem a investigaccedilatildeo em diferentes niacuteveis de resoluccedilatildeo filogeneacutetica (HILLIS DIXON 1991)
Aleacutem disso eacute um gene que ocorre em muacuteltiplas coacutepias no genoma sendo a sua detecccedilatildeo mais
faacutecil em relaccedilatildeo a outros genes Segundo Oumlpik et al (2006) de 26 trabalhos 23 investigaram
comunidade de FMAs utilizando o gene rRNA 18S 7 investigaram regiotildees ITS e 4 avaliaram o
gene rRNA 28S sendo que alguns dos trabalhos utilizaram mais de um locus gecircnico
O desenho de novos iniciadores para a amplificaccedilatildeo de DNA dos organismos pertencentes
ao filo Glomeromycota eacute importante para evitar o vieacutes causado pelo uso do tradicional iniciador
AM1 (HELGASON 1998) Esse iniciador tem sido usado em inuacutemeros estudos de comunidades
de FMAs em campo (OumlPIK et al 2006) no entanto ele natildeo amplifica o DNA dos grupos basais
de Glomeromycota como Archaeosporales (REDECKER 2000 SANTOS FINLAY TEHLER
2006 SANTOS-GONZAacuteLEZ et al 2007) Aleacutem disso o iniciador AM1 pode amplificar
sequecircncias de fungos natildeo-micorriacutezicos arbusculares (DOUHAN et al 2005) Jaacute o emprego de
iniciadores especiacuteficos para fungos em geral pode natildeo cobrir toda a comunidade fuacutengica e dessa
forma natildeo refletir a comunidade de FMAs da amostra ou natildeo identificar sequer uma sequecircncia
de fungo do filo Glomeromycota (Tabela 14 e Figura 21) Por essa razatildeo o desenho de
iniciadores especiacuteficos para os principais grupos de Glomeromycota eacute de suma importacircncia
Mesmo com a colonizaccedilatildeo micorriacutezica variando de 30 a 52 natildeo foi possiacutevel a
detecccedilatildeo de FMAs nas raiacutezes utilizando-se as trecircs abordagens (1) aplicaccedilatildeo do iniciador AM1
(2) iniciador F1Ra especiacutefico para fungos em geral e (3) uso dos iniciadores aqui desenhados A
ausecircncia de sequecircncias clonadas que fossem mais similares agraves sequecircncias de Glomeromycota
mesmo utilizando iniciadores especiacuteficos e funcionais em amostras de casa-de-vegetaccedilatildeo e em
amostras de campo (raiacutezes da pradaria Konza) pode indicar um ambiente com uma comunidade
fuacutengica diversa e complexa nas raiacutezes de cana-de-accediluacutecar do campo Com os iniciadores
desenhados neste estudo houve um maior nuacutemero de UTOs detectadas em relaccedilatildeo aos
iniciadores AM1 ou F1Ra O nuacutemero de 49 UTOs sequenciadas e 265 UTOs estimadas somente
97
nas raiacutezes da cana-de-accediluacutecar (Tabela 22) indicam alta diversidade fuacutengica em relaccedilatildeo agrave outros
ambientes Waldrop et al (2006) avaliaram a diversidade de fungos do solo empregando-se o
par de iniciadores ITS1F e ITS4 e o sequenciamento dos clones provenientes de amostras de
aacutereas com diferentes nuacutemeros de espeacutecies vegetais no estado de Minnesota EUA Esses autores
obtiveram um total de 149 UTOs de fungos do solo em 7 diferentes tratamentos com um nuacutemero
maacuteximo de 40 UTOs quando se sequenciaram 72 clones de um tratamento Mas esses resultados
foram obtidos de amostras de DNA extraiacutedo do solo o qual geralmente apresenta maior
diversidade fuacutengica do que aquela associada agraves raiacutezes Neubert et al (2006) avaliaram a estrutura
da comunidade de fungos nos diferentes oacutergatildeos de caniccedilo e verificaram que as raiacutezes satildeo os
oacutergatildeos com maior diversidade A alta diversidade poderia ser a causa do vieacutes na amplificaccedilatildeo nos
experimentos deste trabalho no entanto Vandenkoornhuyse et al (2002) estudaram a
diversidade de fungos em raiacutezes da Poaceae Arrhenatherum elatius com o uso de iniciadores
especiacuteficos para fungos em geral e encontraram 49 filotipos sendo 3 relacionados agrave
Glomeromycota Husband et al (2002) amplificaram o DNA de FMAs de raiacutezes de floresta
tropical do Panamaacute empregando os iniciadores NS31 e AM1 e mostram que a
ldquohiperdiversidaderdquo pode natildeo ser a explicaccedilatildeo para o problema
Por outro lado considerando que quanto maior a diversidade vegetal maior o nuacutemero de
nichos e portanto maior a diversidade de fungos (LODGE 1997) a diversidade em raiacutezes de
uma lavoura de cana-de-accediluacutecar natildeo seria alta ao ponto de mascarar a presenccedila de FMAs Em
aacutereas de monocultura como as de cana-de-accediluacutecar haveria uma dominacircncia de um pequeno grupo
de fungos resultando em amostras de DNA com prevalecircncia desses organismos os quais se
sobrepujariam em relaccedilatildeo aos FMAs nas amostras de DNA total Como foi mostrado pelo
sequenciamento de clones do gene rRNA 18S e anaacutelise pelo DOTUR aproximadamente 60
das sequecircncias pertencem a apenas seis UTOs de um total de 49 UTOs Desse modo pode haver
uma razatildeo DNA alvo DNA natildeo-alvo desfavoraacutevel agrave amplificaccedilatildeo especiacutefica
Considerando que os iniciadores desenhados obtiveram resultados positivos nos testes in
silico e em amostras controle de casa-de-vegetaccedilatildeo eacute possiacutevel que o problema resida nas
condiccedilotildees suboacutetimas de PCR Assim paracircmetros como temperatura de pareamento dos
iniciadores concentraccedilotildees de cloreto de magneacutesio e diluiccedilatildeo da primeira PCR podem estar em
niacuteveis natildeo ideais Os testes para esses e outros paracircmetros tais como presenccedila ou ausecircncia de
BSA ou DMSO (Dimetil Sulfoacutexido) foram feitos nas amostras controle provindas de casa-de-
98
vegetaccedilatildeo e natildeo nas raiacutezes de cana-de-accediluacutecar do campo Eacute possiacutevel que as amplificaccedilotildees
inespeciacuteficas com o emprego dos iniciadores desenhados usando DNA de raiacutezes de cana-de-
accediluacutecar poderiam ser evitadas com a otimizaccedilatildeo das condiccedilotildees de PCR O BSA eacute um adjuvante
que pode aumentar a eficiecircncia da amplificaccedilatildeo O DMSO eacute um agente desnaturante que inibe
formaccedilatildeo de estruturas secundaacuterias e eacute utilizado para melhorar a eficiecircncia e a especificidade de
amplificaccedilatildeo (KITADE et al 2003) Entretanto o problema pode ter mais de uma origem em
razatildeo de o emprego dos iniciadores Glomus grupo A (GLOMA189 e GLOMA690) em raiacutezes da
pradaria Konza resultar em amplicons especiacuteficos e em ausecircncia de sequecircncias natildeo-alvo (Figuras
14 e 15) Esses resultados nos mostra que haacute um problema especiacutefico com as amostras de raiacutezes
de cana-de-accediluacutecar onde pode haver um inibidor natildeo universal uma vez que a siacutentese de
amplicons apesar de serem inespeciacuteficos ocorre Um possiacutevel fator para a natildeo detecccedilatildeo de
FMAs nas raiacutezes eacute a incapacidade do meacutetodo de extraccedilatildeo de homogeneizar completamente o
tecido vegetal o que deixaria as hifas dos FMAs protegidas ou ligadas aos tecidos da cana-de-
accediluacutecar Essa proteccedilatildeo diminuiria a eficiecircncia da extraccedilatildeo do DNA de FMAs nas amostras de
raiacutezes de cana-de-accediluacutecar
Esses problemas podem contribuir para a amplificaccedilatildeo do DNA de determinados fungos
em funccedilatildeo do ambiente Esse vieacutes jaacute foi constatado em outros trabalhos (ANDERSON et al
2003 JUMPPONEN 2007) e pode ser decorrecircncia do fato de os iniciadores terem sido
desenhados com base em sequecircncias de espeacutecimes mantidas em coleccedilotildees de culturas e em
laboratoacuterios e natildeo em sequecircncias de organismos que ocorrem naturalmente no campo Uma vez
que os FMAs satildeo simbiotroacuteficos obrigatoacuterios a obtenccedilatildeo desse tipo de sequecircncia eacute dificultada
Assim a inespecificidade dos iniciadores pode ter origem na baixa relaccedilatildeo DNA alvo
DNA natildeo-alvo nas condiccedilotildees suboacutetimas de PCR ou em problemas inerentes agraves amostras ou ao
meacutetodo de extraccedilatildeo de DNA de raiacutezes de cana-de-accediluacutecar A soluccedilatildeo para a validaccedilatildeo dos
iniciadores especiacuteficos e para o acesso agrave comunidade de Glomeromycota nas raiacutezes de cana-de-
accediluacutecar pode ser alcanccedilada por meio de experimentos para se testar esses paracircmentros Outro
ponto a ser observado eacute que eacute preciso ser cauteloso para conclusotildees tiradas sobre comunidades de
FMAs quando se emprega o par de iniciadores NS31 e AM1 sem o uso do sequenciamento como
nas anaacutelises de T-RFLP e DGGE Os resultados podem natildeo refletir a real da comunidade de
FMAs nas amostras
99
Apesar de a detecccedilatildeo de FMAs natildeo ser possiacutevel as sequecircncias obtidas satildeo informativas
quanto ao que ocorre com a estrutura da comunidade fuacutengica nas raiacutezes A alta frequecircncia de
sequecircncias de Ascomycota nas bibliotecas obtidas com os iniciadores F1Ra (especiacutefico para
fungos) AM1 (especiacutefico para FMAs) e os especiacuteficos para grupos de FMAs ACAU220
GIGA202 GLOMA690 e GLOMB673 indicam uma dominacircncia de fungos desse filo nas raiacutezes
de cana-de-accediluacutecar
Com o emprego do iniciador F1Ra foi estimada uma riqueza de ateacute 51 UTOs (Tabela 15)
e do AM1 uma riqueza de ateacute 65 UTOs (Tabela 17) em duas amostras de cana-de-accediluacutecar sob
manejo SEM QUEIMA e COM QUEIMA A razatildeo para a diferenccedila eacute que o iniciador F1Ra eacute
universal para Fungi enquanto o segundo eacute especiacutefico para um grupo de fungos No entanto com
o uso dos iniciadores grupo-especiacuteficos aqui desenhados foi estimada uma riqueza de ateacute 265
UTOs nas 36 amostras de raiacutezes de cana-de-accediluacutecar Com relaccedilatildeo agrave estrutura da comunidade
fuacutengica o uso dos iniciadores F1Ra ou AM1 e dos iniciadores especiacuteficos aqui desenhados
indicam diferenccedilas entre as comunidades fuacutengicas nos tratamento SEM QUEIMA e COM
QUEIMA pela anaacutelise de Libshuff Esses resultados podem indicar que o uso de apenas um par
de iniciadores mesmo universal para fungos e poucas repeticcedilotildees de amostras pode resultar em
baixa cobertura de amostragem da comunidade fuacutengica
Os iacutendices estimados de riqueza e de diversidade de UTOs com o uso dos iniciadores
especiacuteficos para fungos FMAs e FMAs grupo-especiacutefico natildeo foram diferentes entre os dois
manejos de colheita sugerindo que a comunidade fuacutengica natildeo eacute afetada em nuacutemero e diversidade
de organismos pelo sistema de colheita adotado pelo menos na eacutepoca avaliada Isso pode ser
explicado pelo pouco tempo de manejo SEM QUEIMA em que o teor de C no solo ainda natildeo foi
alterado (Tabela 7) indicando que a deposiccedilatildeo de palha sobre o solo ainda natildeo afeta
significativamente as propriedades quiacutemicas e bioloacutegicas do solo
100
3 CONCLUSOtildeES
A abundacircncia riqueza e diversidade de FMAs determinadas com base na presenccedila de
esporos assexuais no solo natildeo diferiu entre os tratamentos SEM QUEIMA e COM QUEIMA
preacutevia agrave colheita nem entre as variedades de cana-de-accediluacutecar e na interaccedilatildeo dos fatores Manejo de
Colheita e Variedades de cana-de-accediluacutecar
O manejo de colheita SEM QUEIMA preacutevia estimulou a colonizaccedilatildeo micorriacutezica
arbuscular em cana-de-accediluacutecar em relaccedilatildeo ao manejo com colheita COM QUEIMA preacutevia logo
apoacutes a primeira colheita
O uso de iniciadores especiacuteficos para fungos em geral (Reino Fungi) do iniciador AM1 e
dos iniciadores especiacuteficos para grupos de FMAs natildeo permitiu a detecccedilatildeo de FMAs nas raiacutezes de
cana-de-accediluacutecar
Os iacutendices de riqueza e diversidade e a estrutura da comunidade fuacutengica associados agraves
raiacutezes de cana-de-accediluacutecar determinados por meio dos dados de sequenciamento do gene rRNA
18S natildeo diferiram entre os manejos de colheita SEM QUEIMA e COM QUEIMA preacutevia
O manejo da cana-de-accediluacutecar e colheita COM QUEIMA preacutevia agrave colheita alterou a
estrutura da comunidade fuacutengica associada agraves raiacutezes logo apoacutes a primeira colheita
101
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7
22346 Sequenciamento dos clones do gene rRNA 18S 34
22347 Anaacutelise de sequecircncias do gene rRNA 18S 35
23 Resultados e Discussatildeo 36
231 Comparaccedilatildeo dos meacutetodos de extraccedilatildeo de DNA das raiacutezes 36
232 Desenho e validaccedilatildeo de iniciadores especiacuteficos para grupos de FMAs 41
233 Estrutura da comunidade de FMAs em raiacutezes e solo rizosfeacuterico de cana-de-accediluacutecar sob
diferentes manejos de colheita 56
2331 Atributos quiacutemicos do solo 56
2332 Produtividade da cana-de-accediluacutecar 59
2333 Fungos micorriacutezicos arbusculares no solo 60
2334 Colonizaccedilatildeo micorriacutezica intrarradicular 70
2335 Anaacutelise do gene rRNA 18S amplificado com os iniciadores NS7e F1Ra em raiacutezes de
cana-de-accediluacutecar 73
2336 Anaacutelise do gene rRNA 18S amplificado com os iniciadores NS31 e AM1 em raiacutezes de
cana-de-accediluacutecar 78
2337 Anaacutelise do gene rRNA 18S amplificado com os iniciadores especiacuteficos para grupos de
FMAs em raiacutezes de cana-de-accediluacutecar 83
3 CONCLUSOtildeES 100
REFEREcircNCIAS 101
8
RESUMO
Comunidades de fungos micorriacutezicos arbusculares no solo e raiacutezes de cana-de-accediluacutecar
Os fungos micorriacutezicos arbusculares (FMAs filo Glomeromycota) formam associaccedilotildees
simbioacuteticas com a maioria das plantas vasculares Normalmente as hifas dos FMAs crescem no
solo e colonizam o interior das raiacutezes No entanto natildeo se sabe se as espeacutecies mais abundantes
detectadas no solo por meio da identificaccedilatildeo com base na morfologia dos esporos assexuais satildeo
tambeacutem as mais abundantes no interior das raiacutezes devido agraves dificuldades para a identificaccedilatildeo dos
FMAs com base nas estruturas intrarradiculares Assim o objetivo do presente trabalho foi
avaliar a estrutura da comunidade de FMAs em cana-de-accediluacutecar sob dois manejos de colheita por
meio da identificaccedilatildeo das espeacutecies que estatildeo no solo na forma de esporos assexuais e aquelas que
estatildeo nas raiacutezes usando o sequenciamento de clones do gene rRNA 18S Amostras de solo e
raiacutezes de cana-de-accediluacutecar de trecircs variedades e dois manejos de colheita SEM QUEIMA preacutevia e
COM QUEIMA preacutevia agrave colheita foram coletadas em um experimento localizado no municiacutepio
de Novo Horizonte SP Foram utilizadas trecircs abordagens para a identificaccedilatildeo dos FMAs no
interior das raiacutezes emprego de (1) iniciador especiacutefico para fungos em geral (2) iniciador
especiacutefico para FMAs e (3) iniciadores especiacuteficos para grupos de FMAs O nuacutemero de esporos
por 50 g de solo a riqueza de espeacutecies observada e estimada e a diversidade de esporos natildeo
diferiram significativamente entre os manejos SEM QUEIMA e COM QUEIMA Efeitos
significativos de variedades de cana-de-accediluacutecar ou na interaccedilatildeo dos fatores manejo e variedade
natildeo foram observados A anaacutelise de ordenaccedilatildeo com base nos esporos identificados tambeacutem natildeo
indicou separaccedilatildeo das amostras em funccedilatildeo dos tratamentos Entretanto plantas do tratamento sob
manejo SEM QUEIMA apresentaram as maiores taxas de colonizaccedilatildeo micorriacutezica arbuscular
quando comparadas agraves plantas do tratamento sob manejo COM QUEIMA Esses dados indicam
que a taxa de colonizaccedilatildeo micorriacutezica arbuscular eacute um indicador mais sensiacutevel agrave mudanccedila de
manejo de colheita da cana-de-accediluacutecar do que os outros indicadores avaliados Apoacutes a extraccedilatildeo de
DNA das raiacutezes o uso dos iniciadores especiacuteficos para fungos em geral para FMAs e iniciadores
especiacuteficos para grupo de FMAs natildeo resultou em sequecircncias de Glomeromycota Mesmo assim a
comunidade de fungos associados agraves raiacutezes detectada por sequenciamento do gene rRNA 18S foi
avaliada Os resultados indicam que a estrutra da comunidade fuacutengica associada agraves raiacutezes de
cana-de-accediluacutecar diferiu significativamente entre os manejos de colheita SEM QUEIMA e COM
QUEIMA preacutevia apesar de natildeo haver diferenccedilas na riqueza e iacutendices de diversidade de unidades
taxonocircmicas operacionais observadas Em geral estudos adicionais devem ser feitos para
otimizar as condiccedilotildees para amplificaccedilatildeo do gene rRNA 18S de FMAs para melhor entender a
ecologia dos mesmos
Palavras-chave Micorriza arbuscular rRNA18S Ecologia Fungos
9
ABSTRACT
Arbuscular mycorrhizal fungi communities in soil and sugarcane roots
Arbuscular mycorrhizal fungi (AMF Glomeromycota) form mutualistic symbioses with
most land plants AMF hypha generally grow through the soil and colonize the cortical tissue of
the plant roots However it is not known whether the most abundant species in the soil
determined based on the morphology of asexual spores are the most abundant inside the roots
due the difficulties in identifying AMF based on intraradical structures Therefore the aim of this
study was to evaluate the AMF community structure in sugarcane rhizosphere and roots under
two harvesting managements based on spores in the soil and sequencing of 18S rRNA gene
clones respectively Sugarcane rhizosphere soil and roots were sampled from three varieties
under two harvesting managements without pre-harvesting burning and with pre-harvesting
burning at an experimental field located in Novo Horizonte (Satildeo Paulo Brazil) Three
approaches were used to identify AMF inside the roots (1) using fungi-specific primers (2)
using AMF-specific primers and (3) using AMF group-specific primers The number of spores in
the soil the observed and estimated species richness and the diversity of AMF spores in the
treatments without and with pre-harvesting burning were not statistically different Statistically
significant effects of sugarcane varieties or the interaction of the factors Harvesting Management
and Varieties were not observed Ordination analysis based on the identified spores did not show
clustering by treatments However intraradical root colonization rates were higher in the
treatment without pre-harvesting burning as compared to the treatment with pre-harvesting
burning These data indicate that intraradical colonization rate may be used as a more sensitive
indicator of environmental changes due to harvesting management as compared to the other
indicators evaluated The use of fungi-specific AMF-specific and AMF group-specific primers
did not allow the detection of Glomeromycota in the sugarcane roots sampled from the field
experiment Nonetheless the fungal communities associated with sugarcane roots detected by
18S rRNA gene clone sequencing were evaluated The results indicate that the fungal
communities associated with sugarcane roots from the treatments without and with pre-harvesting
burning were statistically different even though no differences in operational taxonomic unit
richness and diversity indices were observed In general additional studies are necessary to
optimize AMF 18S rRNA gene amplification for a better understanding of their ecology
Keywords Arbuscular mycorrhiza 18S rRNA Ecology Fungi
10
1 INTRODUCcedilAtildeO
Os fungos micorriacutezicos arbusculares (FMAs) formam associaccedilotildees simbioacuteticas com a
maioria das plantas vasculares terrestres (SMITH READ 1997) incluindo algumas de
importacircncia econocircmica para o homem (OrsquoCONNOR SMITH SMITH 2002) A associaccedilatildeo
micorriacutezica geralmente propicia melhor desenvolvimento vegetal devido ao aumento de absorccedilatildeo
de aacutegua e nutrientes principalmente foacutesforo (P) pelas hifas do FMA O fungo recebe em troca
fotoassimilados e fatores de crescimento necessaacuterios para completar o seu ciclo de vida (SMITH
BARKER 2002)
Entre as plantas que formam micorrizas arbusculares estaacute a cana-de-accediluacutecar uma cultura
de grande importacircncia econocircmica no Brasil (MAPA 2008) A expansatildeo das aacutereas cultivadas com
cana-de-accediluacutecar tem sido incentivada pelo interesse na produccedilatildeo de aacutelcool para uso como
combustiacutevel alternativo Previamente agrave colheita parte dessa aacuterea cultivada eacute queimada podendo
contribuir para o aumento de gases poluentes e responsaacuteveis pelo efeito estufa Assim a praacutetica
de colheita da cana-de-accediluacutecar sem queima vem ganhando interesse por causar menores impactos
ambientais No entanto os efeitos dessa alteraccedilatildeo do manejo da cultura de cana-de-accediluacutecar sobre a
microbiota dos solos satildeo poucos conhecidos
O uso da microbiota edaacutefica como indicador de impactos ambientais tem sido
extensivamente discutidos (NIELSEN WINDING 2002 LAMBAIS et al 2005 BUNEMANN
SCHWENKE GD VAN ZWIETEN 2006 FLIEszligBACH et al 2007 FRANCHINI et al
2007) Nesse contexto alteraccedilotildees na estrutura da comunidade de FMAs poderiam ser indicadores
de estresses ambientais No entanto para o eficiente uso dos FMAs como indicadores de
estresses ambientais eacute necessaacuterio identificar as espeacutecies presentes no ecossistema tanto em
associaccedilatildeo com o vegetal como no solo A identificaccedilatildeo dos FMAs eacute normalmente feita com base
na morfologia dos esporos pois as estruturas intrarradiculares de diferentes espeacutecies natildeo podem
ser diferenciadas morfologicamente O uso de teacutecnicas moleculares eacute uma alternativa para
superar essas dificuldades e viabilizar o estudo da ecologia dos FMAs Para a investigaccedilatildeo de
comunidades de FMAs iniciadores especiacuteficos para amplificar fragmentos do gene rRNA eou
espaccedilos intergecircnicos tecircm sido usados (HIJRI et al 2006 SANTOS-GONZAacuteLEZ FINLAY
TEHLER 2007 LEE LEE YOUNG 2008)
Entretanto a amplificaccedilatildeo de fragmentos do gene rRNA 18S de FMAs por PCR (Reaccedilatildeo
em Cadeia da Polimerase) ainda eacute limitada pois os iniciadores existentes natildeo amplificam o DNA
11
de todos os organismos do filo Glomeromycota Essa ineficiecircncia pode ser resultado do baixo
nuacutemero de sequecircncias do gene rRNA 18S disponiacuteveis para o desenho de iniciadores especiacuteficos
Alternativamente se iniciadores mais geneacutericos fossem usados a aplicaccedilatildeo dos meacutetodos de
sequenciamento em larga escala do gene rRNA 18S (rDNA) de amostras ambientais poderia
contornar o problema de especificidade dos iniciadores
Assim os objetivos deste estudo satildeo (1) avaliar meacutetodos de extraccedilatildeo de DNA e
desenvolver meacutetodos de amplificaccedilatildeo por PCR e sequenciamento de clones de fragmento do gene
rRNA 18S para a anaacutelise de comunidades de FMAs (2) investigar a diversidade e a estrutura das
comunidade de FMAs no solo rizosfeacuterico e raiacutezes de cana-de-accediluacutecar utilizando a teacutecnica
desenvolvida neste estudo em condiccedilotildees de campo e (3) determinar os efeitos da queima da
cana-de-accediluacutecar preacutevia agrave colheita na diversidade e estrutura das comunidades de FMAs
12
2 DESENVOLVIMENTO
21 Revisatildeo bibliograacutefica
211 Micorrizas Arbusculares
As micorrizas arbusculares (MAs) satildeo associaccedilotildees entre certos fungos do solo e uma
grande parte das plantas vasculares Esta associaccedilatildeo eacute encontrada em cerca de 70 de espeacutecies
vegetais e estaacute distribuiacuteda em vaacuterios ecossistemas terrestres (SMITH READ 1997) As MAs
tecircm importacircncia para a nutriccedilatildeo vegetal e ocorrem na maioria das espeacutecies cultivadas pelo
homem (BURROWS PFLEGER 2002 OrsquoCONNOR SMITH SMITH 2002)
Os FMAs pertencem ao filo Glomeromycota classe Glomeromycetes a qual possui 4
ordens 10 famiacutelias e 13 gecircneros com aproximadamente 180 espeacutecies descritas (SCHUumlSSLER
2008) Esses fungos colonizam o coacutertex das raiacutezes crescendo inter- e intracelularmente Em certo
momento da simbiose haacute uma intensa divisatildeo dicotocircmica do aacutepice da hifa no interior de ceacutelulas
corticais formando o arbuacutesculo estrutura possivelmente responsaacutevel pela troca de nutrientes
entre os simbiontes (BONFANTE-FASOLO 1984) Em estaacutedios mais tardios da colonizaccedilatildeo haacute
formaccedilatildeo de vesiacuteculas estruturas intrarradiculares com suposta funccedilatildeo de reserva de lipiacutedios e
formaccedilatildeo de esporos no solo ou no interior das raiacutezes
Os FMAs em associaccedilatildeo com o vegetal conectam o solo com as raiacutezes aumentando o
volume de solo explorado e ultrapassando a zona de depleccedilatildeo de alguns nutrientes Assim os
benefiacutecios nutricionais satildeo proporcionados pela maior absorccedilatildeo de elementos minerais
especialmente aqueles pouco moacuteveis no solo como P aleacutem de Zn e Cu (COLOZZI-FILHO
BALOTA 1994 SIQUEIRA 1996) Dessa forma em consequecircncia da melhoria do estado
nutricional da planta a associaccedilatildeo micorriacutezica pode trazer uma seacuterie de benefiacutecios para o
hospedeiro vegetal como a reduccedilatildeo dos estresses de origem bioacutetica e abioacutetica (QUILAMBO et
al 2005 COLLA et al 2008) e aumento da taxa fotossinteacutetica (SHENG et al 2008) Haacute
evidecircncias de que as MAs aumentam tambeacutem a absorccedilatildeo de aacutegua (ALMEIDA 1985 AL-
KARAKI MCMICHAEL ZAK 2004 AUGEacute et al 2004) conferindo agraves plantas maior
toleracircncia ao estresse hiacutedrico O miceacutelio crescendo no solo contribui para o aumento da
agregaccedilatildeo das partiacuteculas do solo por meio do enovelamento das hifas e produccedilatildeo de glomalina
(NOacuteBREGA et al 2001) A intensidade e a qualidade dos efeitos das MAs nas plantas e solo
13
dependem da interaccedilatildeo entre os genomas da planta do fungo e destes com o ambiente Poreacutem
em condiccedilotildees de baixa disponibilidade de nutrientes principalmente P a maior eficiecircncia
simbioacutetica promove uma maior conservaccedilatildeo de nutrientes no agroecossistema Sendo a simbiose
mutualista os FMAs tambeacutem se beneficiam recebendo fotoassimilados que necessitam para
completar seu ciclo de vida Dessa forma a base do mutualismo das MAs eacute a transferecircncia
bidirecional de nutrientes entre os simbiontes (SMITH BARKER 2002)
As MAs satildeo especialmente importantes nos ecossistemas de regiotildees tropicais uma vez
que nos solos dessas regiotildees boa parte do P estaacute fortemente associada a oacutexidos de ferro e
alumiacutenio acarretando uma baixa disponibilidade para as plantas O estudo da ecologia dos FMAs
nos solos apresenta no entanto uma seacuterie de limitaccedilotildees impostos principalmente pela
impossibilidade de se cultivar os FMAs in vitro
212 Estudo de comunidades de fungos micorriacutezicos arbusculares
Os estudos de comunidades de FMAs tem aumentado ao longo dos anos (KOYDE
MOSSE 2004) em face dos efeitos beneacuteficos das MAs para a nutriccedilatildeo das plantas e para a
conservaccedilatildeo de ecossistemas Segundo demonstrado por Heijden et al (1998) o aumento da
riqueza de espeacutecies de FMAs no solo aumenta a diversidade vegetal a entrada de nutrientes e a
produtividade do ecossistema Por outro lado existem indicativos de que a comunidade vegetal
tambeacutem pode influenciar as comunidades de FMAs (JOHNSON et al 2003) Por suas funccedilotildees
nos ecosistemas as comunidades de FMAs podem ser usadas para monitorar alteraccedilotildees na
qualidade do solo em funccedilatildeo de eventos de praacuteticas de manejo agriacutecola (NIELSEN WINDING
2002 LAMBAIS et al 2005 FLIEszligBACH et al 2007)
Alguns dos distuacuterbios impostos ao ambiente podem causar alteraccedilotildees nas comunidades de
FMAs que perduram durante anos dependendo de como ela eacute manejada Moreira et al (2007)
utilizaram atributos ecoloacutegicos com base nas comunidades de FMAs na forma de esporos no
solo para distinguir uma floresta nativa de uma aacuterea reflorestada com Araucaacuteria haacute 18 anos e
tendo pasto sob as aacutervores As duas aacutereas foram discriminadas com base em anaacutelise discrimante
canocircnica sendo que o iacutendice de Diversidade de Shannon de FMAs foi o atributo ecoloacutegico que
mais contribuiu para a distinccedilatildeo da aacuterea de floresta nativa e a aacuterea reflorestada Foram
identificadas 27 espeacutecies de FMAs nas duas aacutereas sendo que a aacuterea natural apresentou maior
14
diversidade e nuacutemero total de esporos do que a aacuterea reflorestada Os autores sugerem que a
ausecircncia de distuacuterbios e a maior diversidade de plantas tenha contribuiacutedo para a maior
diversidade e abundacircncia de FMAs
As praacuteticas agriacutecolas podem influenciar de forma significativa a composiccedilatildeo da
comunidade de FMAs na forma de esporos no solo Mathimaran et al (2007) avaliaram os efeitos
de cinco anos de rotaccedilatildeo de culturas sobre a comunidade de FMAs em um Ferralsol no Kenya
Haviam dois tratamentos de plantio rotaccedilatildeo de milho com crotalaacuteria e plantio contiacutenuo de
milho e dois tratamentos de adubaccedilatildeo com ou sem adubaccedilatildeo fosfatada Os autores acessaram a
comunidade por meio da extraccedilatildeo e identificaccedilatildeo de esporos e por sequenciamento da subunidade
maior do gene rRNA de esporos de cultura armadilha A diversidade de FMAs natildeo foi afetada
pelos manejos de plantio ou pela adubaccedilatildeo de P No entanto a abundacircncia relativa de espeacutecies foi
maior para o tratamento com rotaccedilatildeo de cultura
Em determinadas situaccedilotildees a mudanccedila do manejo da lavoura pode natildeo levar a mudanccedilas
na comunidade de FMAs O efeito do manejo de cultivo convencional e orgacircnico de pomares e
viveiros de citros sobre as comunidades de FMAs foi avaliado por Focchi et al (2004) Em 36
amostras de 6 pomares dois viveiros e uma aacuterea de mata nativa foram recuperadas 26 espeacutecies
de FMAs Os autores natildeo encontraram diferenccedilas nas comunidades de FMAs em funccedilatildeo do
manejo adotado embora praacuteticas conservacionistas como rotaccedilatildeo de culturas possam contribuir
para o aumento da diversidade e riqueza de FMAs no solo (DOUDS JANKE PETERS 1993
ROSALES VALDEacuteZ 1996)
Outro fator que pode causar alteraccedilotildees da estrutura da comunidade de FMAs eacute a queima
da biomassa vegetal Eom et al (1999) estudaram a comunidade fuacutengica em uma pradaria dos
EUA de 9 anos sob diferentes tratamentos regimes de queima corte da cobertura vegetal e
adubaccedilotildees nitrogenadas eou fosfatadas Os autores coletaram esporos para identificaccedilatildeo
morfoloacutegica e raiacutezes para determinaccedilatildeo da colonizaccedilatildeo micorriacutezica e verificaram que a queima
anual diminuiu a diversidade de FMAs mas natildeo a abundacircncia de esporos e a colonizaccedilatildeo
intrarradicular As interaccedilotildees dos tratamentos de queima roccedilagem da cobertura vegetal e
adubaccedilatildeo resultaram em mudanccedilas de diversidade e abundacircncia de FMAs mostrando que essas
praacuteticas influenciam os fatores do solo como teor de N e umidade os quais podem alterar a
comunidade de FMAs (EOM et al 1999)
15
Poucos trabalhos existem na literatura que tenham estudado a interaccedilatildeo de FMAs com
cana-de-accediluacutecar Paula et al (1991) estudaram a interaccedilatildeo de Gluconacetobacter diazotrophicus
com Glomus clarum em trecircs culturas incluindo a cana-de-accediluacutecar Os autores verificaram que a
inoculaccedilatildeo do FMA junto com uma mistura de bacteacuterias diazotroacuteficas resultou em maior
colonizaccedilatildeo micorriacutezica e maior populaccedilatildeo de G diazotrophicus na parte aeacuterea da cana-de-
accediluacutecar o que evidencia um sinergismo entre os dois microrganismos Gosal Gupta e Gosal
(2001) verificaram que a inoculaccedilatildeo com FMAs em cana-de-accediluacutecar micropropagada aumentou a
sobreviecircncia apoacutes transplante das plantas para o solo em relaccedilatildeo agraves placircntulas natildeo micorrizadas
Alguns trabalhos investigaram a influecircncia dos FMAs no desenvolvimento da cana-de-
accediluacutecar em condiccedilotildees de campo Foi observada que a resposta dessa cultura agrave MA aos 83 dias
apoacutes o plantio eacute baixa (KELLY et al 2001 2005) Por outro lado Reddy et al (2004)
verificaram aumento do crescimento da cana-de-accediluacutecar com inoculaccedilatildeo de alguns FMAs aos 40
e 80 dias apoacutes o plantio Em outro estudo foi observado que a produccedilatildeo de cana-de-accediluacutecar eacute
maior com a inoculaccedilatildeo de FMAs somente em tratamentos com adubaccedilatildeo inferior de nitrogecircnio
foacutesforo e potaacutessio comparada agrave cana-de-accediluacutecar sem inoculaccedilatildeo (QUILLOY LANSANG 1992)
Apesar desses trabalhos com cana-de-accediluacutecar nenhum deles avaliaram os efeitos dos
FMAs na produccedilatildeo final e na qualidade do produto como os teores de accediluacutecar Aleacutem do que na
maior parte dos estudos foi aplicada apenas uma variedade de cana-de-accediluacutecar Existe apenas um
artigo (REIS PAULA DOumlBEREINER 1999) e uma dissertaccedilatildeo de mestrado (ANDREOLA
1982) investigando a comunidade de FMAs em cana-de-accediluacutecar em condiccedilotildees de campo Reis
Paula e Doumlbereiner (1999) estudaram 14 variedades de cana-de-accediluacutecar em diversas lavouras no
estado do Rio de Janeiro e em Pernambuco Esses autores encontraram um total de 18 espeacutecies de
FMAs na forma de esporos e indicaccedilotildees de que a praacutetica da queima do canavial antes da colheita
pode reduzir a diversidade de FMAs Andreola (1982) analisou um ensaio de adubaccedilatildeo
nitrogenada e fosfatada e aplicaccedilatildeo de vinhaccedila em cana-de-accediluacutecar sobre um Latossolo no
municiacutepio de Araras SP ao longo de 13 meses O autor verificou maiores nuacutemeros de esporos e
taxa de colonizaccedilatildeo micorriacutezica arbuscular nos meses com maior precipitaccedilatildeo pluviomeacutetrica Jaacute a
aplicaccedilatildeo de vinhaccedila e a adubaccedilatildeo nitrogenada e fosfatada natildeo mudaram o nuacutemero de eporos no
solo e a taxa de colonizaccedilatildeo micorriacutezica arbuscular Assim os resultados de Andreola (1982)
mostram variaccedilatildeo de esporos e taxa de colonizaccedilatildeo micorriacutezica em funccedilatildeo da pluviosidade e
ausecircncia de resposta agrave aplicaccedilatildeo de vinhaccedila ou adubos fosfatados e nitrogenados
16
Portanto considerando os poucos trabalhos no assunto e a importacircncia da cultura para o
Brasil eacute tambeacutem importante o conhecimento sobre a comunidade de FMAs associada agrave cana-de-
accediluacutecar e os efeitos sofridos por essa comunidade em razatildeo de mudanccedilas de manejo ou alteraccedilotildees
do ambiente
213 Taxonomia e identificaccedilatildeo molecular de fungos micorriacutezicos arbusculares
A taxonomia dos FMAs eacute feita com base na morfologia e ontogenia de esporos assexuais
como tamanho cor forma nuacutemero de paredes caracteriacutesticas da hifa de sustentaccedilatildeo etc (Figura
1) Devido agrave semelhanccedila das estruturas fuacutengicas intrarradiculares natildeo eacute possiacutevel a identiicaccedilatildeo de
espeacutecies com base nas mesmas Assim existem vaacuterios limitantes para o estudo da ecologia dos
FMAs em condiccedilotildees de campo A morfologia e a produccedilatildeo dos esporos satildeo dependentes do
estaacutedio fisioloacutegico da planta hospedeira e das condiccedilotildees ambientais A magnitude da esporulaccedilatildeo
no solo pode natildeo refletir o grau de colonizaccedilatildeo das raiacutezes Assim uma espeacutecie de FMA pode
esporular abundantemente no solo mas colonizar uma pequena proporccedilatildeo do sistema radicular da
planta Em contraste uma espeacutecie que colonize uma grande proporccedilatildeo do sistema radicular pode
natildeo produzir um grande nuacutemero de esporos (REDECKER HIJRI WIEMKEN 2003) Essas
informaccedilotildees sugerem que as espeacutecies mais abundantes na forma de esporos no solo podem natildeo
representar as mais abundantes no interior das raiacutezes (CLAPP et al 1995 e ROSENDAHL
STUKENBROCK 2004) As dificuldades nos estudos de ecologia de FMAs tornam-se ainda
maiores devido ao fato dos mesmos serem biotroacuteficos obrigatoacuterios e natildeo serem passiacuteveis de
cultivo in vitro O uso de culturas armadilhas ou raiacutezes transformadas para a multiplicaccedilatildeo de
FMAs seria uma alternativa mas essa abordagem eacute trabalhosa e geralmente demanda longo
tempo aleacutem de existir a possibilidade de seleccedilatildeo de espeacutecies de FMAs pela planta hospedeira
usada (CARRENHO TRUFEM BONONI 2002)
Os esforccedilos para identificar espeacutecies conhecer a diversidade e a dinacircmica de comunidades
de FMAs satildeo cada vez maiores devido aos seus impactos na organizaccedilatildeo e produccedilatildeo de
ecossistemas incluindo agroecossistemas Para contornar tais problemas uma alternativa seria o
uso de teacutecnicas moleculares independentes de cultivo (REDECKER HIJRI WIEMKEN 2003
STUKENBROCK ROSENDAHL 2005 HEMPEL RENKER BUSCOT 2007) Por meio da
anaacutelise de certas regiotildees do DNA de FMAs eacute possiacutevel estabelecer relaccedilotildees filogeneacuteticas entre
17
diferentes filotipos encontrados em amostras de solo eou raiacutezes e definir a dinacircmica populacional
da aacuterea de estudo por exemplo Com o emprego da teacutecnica da PCR eacute possiacutevel produzir
relativamente grandes quantidades de DNA para anaacutelise a partir de amostras com concentraccedilotildees
iacutenfimas de DNA total Assim o uso da PCR revolucionou os estudos de filogenia e diversidade
geneacutetica de FMAs jaacute que os mesmos natildeo podem ser cultivados axenicamente Anaacutelises geneacuteticas
tecircm permitido a identificaccedilatildeo de FMAs em raiacutezes colonizadas bem como a definiccedilatildeo das
relaccedilotildees filogeneacuteticas de isolados de FMAs na forma de esporos (RENKER et al 2003
SHEPHERD et al 2007 CROLL et al 2008)
Figura 1 ndash Caracteriacutesticas morfoloacutegicas utilizadas para a identificaccedilatildeo taxonocircmica de FMAs A esporo de Glomus
etunicatum mostrando a hifa de sustentaccedilatildeo (ldquosubtending hyphardquo) e uma camada da parede do esporo
(ldquoL2rdquo) B esporos de Glomus clavisporum em esporocarpo mostrando a rede de hifas (ldquohyphal plexusrdquo)
C placa (ou escudo) de germinaccedilatildeo presente em esporo de Scutellospora scutata D detalhe de
ornamentaccedilatildeo da parede externa de um esporo de Acaulospora denticulata Fonte INVAM (2008)
Sequecircncias do gene rRNA 18S tecircm sido utilizadas para a identificaccedilatildeo taxonocircmica de
FMAs (HELGASON et al 1998 ROSENDAHL STUKENBROCK 2004) a qual
A Fonte INVAM 2008 B Fonte INVAM 2008
D Fonte INVAM 2008 C Fonte INVAM 2008
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normalmente coincide com a taxonomia baseada em morfologia dos esporos (MORTON
REDECKER 2001 SCHWARZOTT WALKER SCUumlSSLER 2001 WALKER et al 2004)
Alternativamente os espaccediladores internos transcritos (ITS do inglecircs Internal Transcribed
Spacer) sequecircncias que separam os genes rRNA 18S 58S e 25S28S tambeacutem podem ser
utilizados para estudos filogeneacuteticos Poreacutem as sequecircncias dos ITS de FMAs satildeo altamente
variaacuteveis devido agrave grande variabilidade geneacutetica dos nuacutecleos dos esporos (SANDERS et al
1995 LLOYD-MACGILP et al 1996) o que pode inviabilizar a identificaccedilatildeo de espeacutecies com
base nessas sequecircncias
O uso de PCR para amplificar fragmentos do gene rRNA 18S de FMAs ainda eacute limitado
O iniciador AM1 (HELGASON et al 1998) geralmente utilizado nos estudos de comunidades
de FMAs natildeo amplifica o DNA de todas as espeacutecies de FMAs e pode amplificar o DNA de
alguns fungos que natildeo pertencem ao filo Glomeromycota (REDECKER 2000 DOUHAN et al
2005 LEE LEE YOUNG 2008) Outro iniciador utilizado para estudos de ecologiafilogenia de
FMAs eacute o VANS1 Poreacutem esse iniciador eacute complementar a uma regiatildeo natildeo muito conservada do
gene rRNA 18S de Glomeromycota (SIMON LALONDE BRUNS 1992 SCHUumlSSLER et al
2001) e pode natildeo amplificar o DNA de todas as espeacutecies de Glomeromycota A eficiecircncia dos
iniciadores para PCR depende do nuacutemero de sequecircncias de diferentes espeacutecies usadas para definiacute-
los De acordo com as bases de dados integradas pelo Centro Nacional de Informaccedilatildeo para
Biotecnologia (NCBI httpwwwncbinlmnihgov) no ano de 2006 existiam cerca de 3800
sequecircncias do gene rRNA 18S de fungos Glomeromycota depositadas e aproximadamente
49000 sequecircncias de fungos de outros filos Jaacute em 2008 aproximadamente 6500 sequecircncias do
gene rRNA 18S de Glomeromycota e 86000 sequecircncias de fungos de outros filos estavam
disponiacuteveis
Uma vez que as informaccedilotildees sobre sequecircncias do gene rRNA 18S na base de dados do
NCBI tecircm aumentado constantemente com maior nuacutemero tanto de sequecircncias alvo como natildeo-
alvo o desenho de novos iniciadores especiacuteficos mais eficientes se torna possiacutevel No entanto
como o filo Glomeromycota eacute bastante diverso para os genes rRNA uma alternativa seria o
desenho de iniciadores para grupos especiacuteficos de FMAs com menor diversidade geneacutetica
19
22 Material e meacutetodos
221 Comparaccedilatildeo dos meacutetodos de extraccedilatildeo de DNA das raiacutezes
Para o estudo de comunidades de FMAs colonizando as raiacutezes das plantas eacute necessaacuteria a
extraccedilatildeo do DNA total das raiacutezes colonizadas o qual eacute composto de DNA da planta e DNA de
fungos e outros microrganismos associados agraves raiacutezes Os meacutetodos de extraccedilatildeo de DNA de plantas
utilizam diferentes processos para a lise de membranas para a liberaccedilatildeo e a purificaccedilatildeo desses
aacutecidos nucleacuteicos da amostra Considerando-se a complexidade do DNA total extraiacutedo de raiacutezes
coletadas no campo os diferentes meacutetodos de extraccedilatildeo de DNA podem apresentar eficiecircncias
variaacuteveis Dessa forma foram testados cinco meacutetodos de extraccedilatildeo de DNA de raiacutezes visando a
anaacutelise de FMAs a elas associadas Foi avaliada a concentraccedilatildeo pureza e a viabilidade de
amplificaccedilatildeo do DNA total obtido utilizando-se raiacutezes de Brachiaria sp inoculadas com
diferentes espeacutecies de FMAs
As plantas foram previamente inoculadas com diferentes espeacutecies de FMAs e cultivadas
em vasos contendo solo esterilizado em autoclave Os FMAs utilizados foram
- Acaulospora scrobiculata
- Glomus clarum
- Gigaspora rosea
- Paraglomus brasilianum
- Glomus etunicatum
- Gigaspora rosea e Scutellospora heterogama
Foram utilizados cinco meacutetodos para extraccedilatildeo de DNA das raiacutezes colonizadas por FMAs
(Quadro 1) sendo dois deles com kits comerciais e outros trecircs adaptados de procedimentos
documentados na literatura conforme descrito abaixo
Antes da extraccedilatildeo de DNA as raiacutezes foram lavadas quatro vezes com aacutegua destilada para
remoccedilatildeo de impurezas mais grosseiras homogeneizadas e maceradas em nitrogecircnio liacutequido com
o uso de almofariz e pilatildeo de porcelana Cada amostra foi dividida em 5 aliacutequotas de mesma
massa fresca (200 a 500 mg) e transferidas para tubos de polietileno Assim foi utilizada a
mesma quantidade de material vegetal de cada amostra de raiacutezes para cada um dos 5 meacutetodos de
extraccedilatildeo de DNA
20
Meacutetodos
1 Kit FastDNA Spin (Bio 101 Vista Califoacuternia)
2 Kit UltraClean Soil DNA Isolation (Mo Bio Laboratories Carlsbad CA USA)
3 Meacutetodo adaptado de Edwards et al (1997)
4 Meacutetodo adaptado de Doyle e Doyle (1990)
5 Meacutetodo adaptado de Redecker (2000)
Quadro 1 ndash Meacutetodos utilizados para extraccedilatildeo de DNA de raiacutezes de braquiaacuteria
colonizadas por FMAs
Meacutetodo 1 kit FastDNA Spin (Bio 101 Vista Califoacuternia) O DNA total da amostra de
raiacutezes foi extraiacutedo de acordo com as instruccedilotildees do fabricante No microtubo de lise foram
adicionadas as raiacutezes maceradas e 800 μL de soluccedilatildeo de lise para tecidos vegetais (CLS-VF) mais
100 μL da soluccedilatildeo PPS Cada microtubo de lise continha granada finamente moiacuteda e 2 esferas de
ceracircmica O microtubo foi agitado em um homogeneizador FP120Fast Prep Cell Disruptor (Bio
101 Vista Califoacuternia) por 20 segundos com velocidade de 4ms-1
As amostras foram
centrifugadas por 10 minutos a 13000 g 600 μL da fase superior foram transferidos para novos
microtubos de 15 mL Foram adicionados 600 μL da soluccedilatildeo com matriz de ligaccedilatildeo e
prosseguiu-se com inversatildeo dos tubos por 20 vezes e incubaccedilatildeo a temperatura ambiente com leve
agitaccedilatildeo Em seguida as amostras foram centrifugadas a 13000 g por 1 minuto e o sobrenadante
foi descartado O peacutelete foi ressuspendido em 500 μL da soluccedilatildeo de lavagem SEWS A soluccedilatildeo
foi transferida para o filtro Spin Filter reg o qual foi acoplado a um microtubo Este conjunto foi
centrifugado por duas vezes a 13000 g por 1 minuto O filtrado foi descartado O filtro foi entatildeo
transferido para novo tubo e adicionaram-se 50 μL da soluccedilatildeo DES sobre a matriz de ligaccedilatildeo
contida no tubo A matriz foi ressuspendida cuidadosamente para hidrataccedilatildeo e solubilizaccedilatildeo do
DNA Essa mistura foi incubada por 5 minutos a temperatura ambiente e centrifugou-se a 13000
g por um minuto para recuperar o DNA eluiacutedo com DES O DNA obtido foi armazenado a -20
ordmC
Meacutetodo 2 Kit UltraClean Soil DNA Isolation (Mo Bio Laboratories Carlsbad CA
USA) O DNA foi extraiacutedo de acordo com o manual do fabricante com modificaccedilotildees conforme
descrito a seguir As raiacutezes maceradas foram transferidas para tubo contendo a soluccedilatildeo de lise
21
Bead A mistura foi agitada gentilmente e adicionaram-se 60 L da Soluccedilatildeo 1 Depois de inverter
o tubo por vaacuterias vezes este foi incubado a 70o C por 10 minutos Adicionaram-se 200 L de
Soluccedilatildeo IRS (Soluccedilatildeo de Remoccedilatildeo de Inibidor) e a soluccedilatildeo foi homogeneizada no
homogeneizador FP120Fast Prep Cell Disruptor (Bio 101 Vista Califoacuternia) por 20 segundos
com velocidade de 4 ms-1
O tubo foi centrifugado a 10000 g por 30 segundos e o sobrenadante
transferido para um novo tubo onde foram adicionados 250 L da Soluccedilatildeo 2 A soluccedilatildeo foi
homogeneizada em vortex por 5 segundos e o tubo incubado a 4o C por 5 minutos para depois ser
centrifugado a 10000 g por 1 minuto Todo o sobrenadante foi transferido para um novo tubo
onde se adicionaram 13 mL da Soluccedilatildeo 3 e a soluccedilatildeo foi homogeneizada em vortex por 5
segundos 700 L foram transferidos para o filtro do kit e o conjunto filtro-tubo foi centrifugado
agrave 10000 g por 1 minuto O filtrado foi descartado e adicionaram-se mais 700 L de soluccedilatildeo ao
mesmo filtro Em seguida o tubo foi centrifugado agrave 10000 g por 1 minuto O processo foi
repetido ateacute que todo o sobrenadante fosse filtrado Foram adicionados entatildeo 300 L da Soluccedilatildeo
4 sobre o filtro centrifugou-se a 10000 g por 30 segundos O filtrado foi descartado e
centrifugou-se novamente por 1 minuto Para recuperar o DNA o filtro foi transferido para um
novo tubo e adicionaram-se 50 l da Soluccedilatildeo 5 no centro do filtro O conjunto filtro-tubo foi
centrifugado a 10000 g por 30 segundos e depois o filtro foi descartado A soluccedilatildeo de DNA
obtida foi armazenada a ndash20o C
Meacutetodo 3 Meacutetodo adaptado de Edwards (1997) Agraves raiacutezes maceradas foram
adicionados 800 μL de soluccedilatildeo tampatildeo de Etil Xantana de Potaacutessio (625 mM de Etil Xantana de
Potaacutessio - PEX 100 mM de tris-HCl pH 75 700 mM NaCl 10 mM EDTA pH 80) As
suspensotildees foram homogeneizadas em vortex e incubadas a 65 ordmC por uma hora Depois da
incubaccedilatildeo foram adicionados 500 μL de fenolclorofoacutermioaacutelcool isoamiacutelico (25241 vvv) e a
mistura foi emulsificada em vortex Os microtubos foram centrifugados a 12000 g por 5 minutos
Uma aliacutequota de 650 μL do sobrenadante foi coleta e transferida para um novo tubo A essa
soluccedilatildeo foram adicionados mais 650 μL de fenolclorofoacutermioaacutelcool isoamiacutelico A mistura foi
emulsificada e centrifugada a 12000 g por 2 minutos A fase aquosa sobrenadante foi transferida
para novo tubo e misturada com 650 μL de clorofoacutermioaacutelcool isoamiacutelico (241 vv) As misturas
foram homogeneizadas novamente em vortex e centrifugadas a 12000 g por 5 minutos Um
volume de 500 μL do sobrenadante foi transferido para novo tubo onde foi adicionado 110 do
volume de acetato de soacutedio 3M (pH 52) e igual volume (500 μL) de isopropanol para
22
precipitaccedilatildeo do DNA A precipitaccedilatildeo do DNA foi feita por uma hora a 4 oC Em seguida os
tubos foram centrifugados por 15 minutos a 12000 g e a 4 ordmC O sobrenadante foi descartado e
adicionaram-se 500 μL de etanol 70 ao peacutelete formado Os microtubos foram centrifugados a
12000 g por 5 minutos O DNA precipitado foi seco em cacircmara de fluxo ressuspendido em 100
μL de TE (10 mM Tris HCl 1 mM de EDTA pH 80) e armazenado a -20 ordmC
Meacutetodo 4 Meacutetodo adaptado de Doyle Doyle (1990) Em cada microtubo de 15 mL
contendo as raiacutezes maceradas foram adicionados 650 μL da soluccedilatildeo tampatildeo de extraccedilatildeo (2 de
brometo de cetiltrimetilamocircnio (CTAB) 14 M de NaCl 100 mM deTris-HCl pH 80 20 mM de
EDTA pH 80 1 de polivinilpirrolidona PVP) Os microtubos foram agitados em vortex e
incubados em banho-maria a 55ordm C por 50 minutos Foram adicionados 650 μL de
clorofoacutermioaacutelcool isoamiacutelico (241 vv) e agitou-se em voacutertex ateacute formar uma emulsatildeo
Centrifugaram-se as amostras por 5 minutos a 12000 g para separaccedilatildeo do sobrenadante A fase
aquosa de cada amostra foi transferida para um novo microtubo onde se adicionou o mesmo
volume de isopropanol para precipitaccedilatildeo de DNA Em seguida os tubos foram centrifugados por
5 minutos a 12000 g Os peacuteletes formados foram lavados duas vezes com etanol 70 com
centrifugaccedilatildeo a 12000 g por 2 minutos para remoccedilatildeo de sais O DNA precipitado foi seco em
cacircmara de fluxo ressolubilizado em 50 μL de TE (10 mM Tris HCl 1 mM de EDTA pH 80) e
armazenado a -20 ordmC
Meacutetodo 5 Meacutetodo adaptado de Redecker (2000) A cada aliacutequota de raiacutezes maceradas
foram adicionados 300 μL de NaOH 025M Os microtubos foram incubados a 90 ordmC por 10
minutos Em seguida adicionaram-se 150 μL de Tris-HCl 05 M e 300 μL de HCl 025 M e
procedeu-se a incubaccedilatildeo por 10 minutos a 90 ordmC As amostras foram centrifugadas a 12000 g por
5 minutos e o sobrenadante foi transferido para um novo microtubo O DNA foi precipitado
adicionando-se o mesmo volume de isopropanol Em seguida os tubos foram centrifugados por 5
minutos a 12000 g Os peacuteletes de DNA foram lavados por duas vezes com etanol 70 seguido
de centrifugaccedilatildeo a 12000 g por 2 minutos para remoccedilatildeo de sais O DNA precipitado foi seco em
cacircmara de fluxo ressolubilizado em 50 μL de aacutegua ultrapura e armazenado a -20 ordmC
O DNA extraiacutedo por diferentes meacutetodos foi quantificado em gel por meio de comparaccedilatildeo
com marcador de massa Low DNA Mass Ladder (Invitrogen) apoacutes eletroforese A imagem do gel
de agarose (1) foi analisada com o programa FragmeNT Analysis Application version 11
(Molecular Dynamics GE Healthcare) O DNA tambeacutem foi quantificado por espectrofotometria
23
agrave 260 nm (SAMBROOK FRITSCH MANIATS 1989) O caacutelculo da concentraccedilatildeo de DNA na
amostra foi feito de acordo com a equaccedilatildeo
[DNA] = (50 ngμL-1
x D) x (A260 - A320)
Onde
D = fator de diluiccedilatildeo da amostra
A260 = absorbacircncia a 260 nm
A320 = absorbacircncia a 320 nm
A pureza do DNA foi determinada pela relaccedilatildeo das absorbacircncias a 260 e 280 nm
(SAMBROOK FRITSCH MANIATS 1989)
As amostras de DNA de raiacutezes de braquiaacuteria foram adicionalmente submetidas agrave PCR
com o objetivo de determinar se o DNA era amplificaacutevel Para isso foram utilizados os pares de
iniciadores NS1 e NS8 complementares ao gene rRNA 18S (WHITE et al 1990) e os
iniciadores SSU-Glom1 e LSU-Glom1 complementares agrave regiatildeo ITS (RENKER et al 2003) A
amplificaccedilatildeo do DNA foi feita em soluccedilatildeo contendo 04 M de cada iniciador 200 M de cada
um dos nucleotiacutedeos (dNTPs) 15 mM de MgCl2 (para o par de iniciadores NS1 e NS8) ou 20
mM de MgCl2 (para o par de iniciadores SSU-Glom1 e LSU-Glom1) 15 U de DNA polimerase
Taq e 1x o tampatildeo de reaccedilatildeo totalizando um volume de 30 l Os fragmentos de rDNA 18S
(iniciadores NS1 e NS8) foram amplificados apoacutes a desnaturaccedilatildeo inicial a 94 ordmC por 2 minutos
em 30 ciclos de desnaturaccedilatildeo a 94 ordmC por 30 segundos pareamento do iniciador a 53ordmC por 1
minuto extenccedilatildeo a 72 ordmC por 2 minutos seguidos de um periacuteodo final de extensatildeo de 10 minutos
a 72ordm C A regiatildeo ITS (iniciadores SSU-Glom1 e LSU-Glom1) foi amplificada apoacutes desnaturaccedilatildeo
inicial a 94 ordmC por 10 minutos em 40 ciclos de desnaturaccedilatildeo a 94 ordmC por 40 segundos 54 ordmC por
30 segundos 72 ordmC por 40 segundos seguidos de extensatildeo a 72 ordmC por 10 minutos Para todos os
ensaios empregou-se uma reaccedilatildeo controle negativo sem DNA Os amplicons obtidos foram
analisados por eletroforese em gel de agarose 1 (mv) e visualizados apoacutes coloraccedilatildeo com SYBR
Green
O experimento para comparaccedilatildeo dos meacutetodos de extraccedilatildeo de DNA teve um delineamento
inteiramente aleatorizado Para cada meacutetodo as repeticcedilotildees constituiacuteram-se das 6 amostras de
raiacutezes com diferentes espeacutecies de FMAs inoculadas Os dados de concentraccedilatildeo de DNA e da
24
relaccedilatildeo da absorbacircncia a 260 e 280 nm foram analisados por ANOVA e as meacutedias comparadas
pelo teste de Tukey Os dados foram transformados para x05
para normalizaccedilatildeo
222 Amplificaccedilatildeo do gene rRNA 18S de grupos especiacuteficos de FMAs
Esta etapa do trabalho foi desenvolvida no laboratoacuterio do Professor Ari Jumpponnen
(Division of Biology Kansas State University USA)
Com o objetivo de se desenhar iniciadores para amplificar DNA de FMAs sequecircncias do
gene rRNA 18S foram obtidas da base de dados do NCBI Nessa etapa natildeo foram utilizadas
sequecircncias de origem ambiental pois o desenho dos iniciadores deveria se basear em organismos
identificados Para que os iniciadores fossem discriminatoacuterios contra outros grupos de fungos
tambeacutem se utilizou sequecircncias do gene rRNA 18S de fungos dos filos Basidiomycota
Ascomycota Zygomycota e Chytriodiomycota Essas sequecircncias foram utilizadas como natildeo-alvo
na validaccedilatildeo dos iniciadores A entrada para a busca no NCBI foi ldquo(Glomeromycota AND 18S)
NOT (environmental OR uncultured)rdquo para as sequecircncias de FMAs e ldquo(Grupo de Fungo AND
18S AND AFTOL) NOT (internal)rdquo para cada um dos 4 grupos citados acima como
ldquo(Basidiomycota AND 18S AND AFTOL) NOT (internal)rdquo para Basidiomycota O termo
ldquointernalrdquo foi utilizado para se excluir sequecircncias da regiatildeo ITS no banco de dados Foram
coletadas 100 sequecircncias do gene rRNA 18S de FMAs e 59 sequecircncias de fungos natildeo-
micorriacutezicos arbusculares
Todas as sequecircncias foram importadas para o programa Sequencher 46 para o
alinhamento e formaccedilatildeo de contigs A formaccedilatildeo desses contigs permitiu a separaccedilatildeo em grupos
baseados nas diferenccedilas das sequecircncias dos organismos portanto baseado na filogenia
Inicialmente os paracircmetros de alinhamento foram ajustados da seguinte forma o algoritmo de
agrupamento (Assembly Algorithm) utilizou os dados impuros (Dirty Data) para haver mais rigor
na formaccedilatildeo de agrupamentos e para evitar a inserccedilatildeo de grandes ldquogapsrdquo Foi utilizado o
ReAligner (ANSON MYERS 1997) para otimizar ldquogapsrdquo como pequenos insertos A
percentagem miacutenima de coincidecircncia das sequecircncias (Minimum Match Percentage) foi 100
enquanto a cobertura miacutenima (Minimum Overlap) foi 100 A percentagem miacutenima de
similaridade das sequecircncias foi iniciada com o maior valor para se detectar e se eliminar as
sequecircncias idecircnticas visando a formaccedilatildeo de um banco de dados com sequecircncias uacutenicas apenas
25
Depois do primeiro alinhamento com 100 de similaridade seacuteries de alinhamentos foram feitos
com o paracircmetro de percentagem miacutenima de similaridade diminuindo um ponto percentual a cada
alinhamento O valor da cobertura miacutenima permaneceu a 100 para excluir a possibilidade de
alinhamento de regiotildees incorretas Assim os contigs para os grupos de sequecircncias de
Glomeromycota Acaulosporaceae Gigasporaceae Glomus grupo A e Glomus grupo B foram
usados para o desenho dos iniciadores que amplificassem o seu DNA alvo
Para a obtenccedilatildeo das sequecircncias consenso de cada grupo fez-se o alinhamento no
programa Multalin (CORPET 1988) No desenho dos iniciadores empregaram-se as sequecircncias
consenso dos grupos de FMAs nos programas Beacon Designer 702 (Premier Biosoft
International Palo Alto CA EUA) e Primer3 v040 (ROZEN SKALETSKY 2000) aleacutem da
busca manual dos iniciadores Na busca manual procuraram-se as regiotildees consenso para os
grupos de FMAs e que fossem dissimilares agraves sequecircncias natildeo-alvo
Apoacutes se encontrarem os possiacuteveis iniciadores especiacuteficos eles foram validados quanto agrave
especificidade utilizando o BLAST Nessa etapa a especificidade foi considerada quando a
similaridade e a cobertura para sequecircncias alvo foram de 100 e quando esses valores foram
menores para sequecircncias natildeo-alvo Assim a anaacutelise de similaridade foi feita utilizando-se as
seguintes entradas para busca no BLAST Glomeromycota o grupo de espeacutecies de cada iniciador
e Eucariotos sem Glomeromycota Os iniciadores ainda foram alinhados com as sequecircncias alvo
e natildeo-alvo para confirmar a especificidade a similaridade e a posiccedilatildeo de alinhamento no
programa Multialin Depois avaliou-se a temperatura de desnaturaccedilatildeo (melting temperature) o
tamanho do oligonucleotiacutedeo a formaccedilatildeo de grampos e o autopareamento utilizando-se o
programa Oligo Analyzer (Copyright (C) 2000-2002 Teemu Kuulasmaa) Por fim procedeu-se os
ensaios de amplificaccedilatildeo de DNA alvo por meio de PCR utilizando-se os iniciadores grupo-
especiacuteficos como Forward e um iniciador modificado de Borneman e Hartin (2000) como
Reverse (Tabela 1) Apoacutes a verificaccedilatildeo em alinhamentos com sequecircncias de Glomeromycota o
iniciador nu-SSU-1196 (BORNEMAN HARTIN 2000) foi alterado com degeneraccedilatildeo de uma
base ldquoCrdquo por ldquoC ou Trdquo (Y) Essa degeneraccedilatildeo permitiu obter 100 de similaridade entre as
sequecircncias de FMAs testadas
26
Tabela 1 ndash Iniciadores grupo-especiacuteficos para FMAs
Iniciador Sequecircncia (5rsquo 3rsquo) Especificidade Referecircncia
ACAU220 GGG GTT TCC CAT TGG TGR ATC AT Acaulosporaceae Esse estudo
GLOMB652 TAA GGG GTA TGA ACT GGT GTA G Glomus Grupo B Esse estudo
GLOMB673 GTC AAT TTC TCA CCT TCT GGA G Glomus Grupo B Esse estudo
GIGA202 AAA CCA ATA RCC TTC GGG TTT C Gigasporaceae Esse estudo
GIGA615 TAG TTG AAT TTC GGG GTT CTA C Gigasporaceae Esse estudo
GLOMA189 TTA GAT AAA AAA CCA ATA TCG GG Glomus Grupo A Esse estudo
GLOMA690 CGT AAT GCC ATT AAT TTG GTG T Glomus Grupo A Esse estudo
nu-SSU-1196
modificado TCT GGA CCT GGT GAG TTT YC Fungi
Modificado de
Borneman
Hartin (2000)
Para validaccedilatildeo dos iniciadores utilizaram-se amostras de DNA de FMAs provenientes de
vasos de multiplicaccedilatildeo obtidos de culturas do INVAM (West Virginia University) As espeacutecies
de FMAs utilizadas pertencem aos 4 grupos de FMAs Acaulospora lacunosa e A longula
(Acaulosporacea) Glomus claroideum (Glomus grupo B) Glomus caledonium (Glomus grupo
A) Scutellospora castanea e S calospora (Gigasporaceae) O DNA total foi extraiacutedo a partir do
substrato dos vasos de multiplicaccedilatildeo que continham esporos e raiacutezes colonizadas utilizando-se o
Ultra Clean Soil DNA Kit (MoBio Laboratories Carlsbad CA EUA)
Para otimizar as condiccedilotildees da amplificaccedilatildeo do DNA alvo para cada iniciador desenhado
foram testados os gradientes de concentraccedilatildeo de DNA temperatura de pareamento dos
iniciadores concentraccedilatildeo de MgCl2 concentraccedilatildeo de dNTPs concentraccedilatildeo de iniciadores
concentraccedilatildeo da enzima DNA Polimerase Taq aleacutem da presenccedila ou ausecircncia de BSA (Albumina
de Soro Bovino) As condiccedilotildees da PCR otimizadas foram 50 ng de DNA 15 mM de MgCl2
200 microM de cada dNTP 04 microM de cada iniciador 125 U da DNA polimerase Taq 1x tampatildeo
para a DNA polimerase sem o uso de BSA para um volume final de 25 microL O programa de
amplificaccedilatildeo foi 94 ordmC por 2 minutos para a desnaturaccedilatildeo inicial seguido por 30 ciclos de 94 ordmC
por 1 minuto 61 ordmC por 1minuto e 72 ordmC por 2 minutos e um passo de extensatildeo final a 72 ordmC por
8 minutos
Previamente aos ensaios com amostras ambientais a habilidade dos iniciadores em
amplificar o DNA alvo foi testada em amostras de DNA extraiacutedos de raiacutezes de cana-de-accediluacutecar e
27
Brachiaria sp inoculadas com FMAs e cultivadas em casa-de-vegetaccedilatildeo Amostras de DNA de
raiacutezes de uma pradaria dos Estados Unidos tambeacutem foram utilizadas para verificar a eficiecircncia e a
especificidade dos iniciadores em amostras do campo Essas amostras foram coletadas de um
experimento em pradaria conduzido na Konza Prairie Biological Station (estaccedilatildeo de estudos
bioloacutegicos da Kansas State University em Manhattan KS - httpwwwkonzaksuedukonza)
com comunidade vegetal dominada por espeacutecies nativas como Andropogon gerardii Panicum
virgatum e Sorghastum nutans As amostras satildeo de dois tratamentos sem adubaccedilatildeo nitrogenada e
com aplicaccedilatildeo de 10 g de N por m2
(JUMPPONEN et al 2005) O DNA dessas amostras foi
extraiacutedo com o kit MoBio Ultra Clean Soil DNA Kit
Foi necessaacuterio utilizar a nested PCR para a amplificaccedilatildeo do DNA alvo nas amostras
provenientes da pradaria Na primeira PCR foram utilizados os iniciadores NS1 e NS8 (WHITE
1990) A amplificaccedilatildeo foi feita com desnaturaccedilatildeo inicial a 94 ordmC por 2 minutos 25 ciclos de 94
ordmC por 1 minuto 58 ordmC por 1 minuto e 30 segundos e 72 ordmC por 2 minutos e extensatildeo final a 72
ordmC por 8 minutos Na segunda PCR utilizaram-se os iniciadores grupos especiacuteficos desenhados
nesse trabalho com as mesmas condiccedilotildees descritas acima para o DNA de raiacutezes de vasos de
multiplicaccedilatildeo Os produtos de PCR das amostras ambientais amplificados com o uso dos
iniciadores grupo-especiacuteficos foram ligados em vetor TOPO (Invitrogen) e clonados em
Escherichia coli Para o sequenciamento do DNA alvo os insertos foram amplificados a partir
das colocircnias de E coli e foram selecionados a partir do padratildeo de bandas apoacutes a digestatildeo com as
endonucleases AluI e HinfI Os clones que apresentaram os mesmos padrotildees de bandas foram
considerados iguais Escolheram-se apenas 1 a 3 representantes para o sequenciamento
dependendo do nuacutemero de clones com o mesmo padratildeo As sequecircncias foram obtidas utilizando-
se sequenciador capilar de alta capacidade da High-Throughput Sequencing Solutions empresa
administrada pela Universidade de Washington EUA
223 Estrutura da comunidade de FMAs em raiacutezes e solo rizosfeacuterico de cana-de-accediluacutecar sob
diferentes manejos de colheita
As amostras de solos e raiacutezes de cana-de-accediluacutecar foram coletadas para a extraccedilatildeo de
esporos para a determinaccedilatildeo da colonizaccedilatildeo intrarradicular e para a identificaccedilatildeo de sequecircncias
do gene rRNA 18S de FMAs nas raiacutezes Para tanto utilizou-se uma aacuterea experimental do Centro
28
de Tecnologia Canavieira (CTC) localizada na Usina Satildeo Joseacute da Estiva (21ordm30rsquo45rdquoS e
49ordm13rsquo08rdquoW) no municiacutepio de Novo Horizonte SP O experimento foi instalado em 16042004
sobre um latossolo vermelho-amarelo com dois tratamentos de manejo de colheita SEM
QUEIMA e COM QUEIMA preacutevia e trecircs variedades de cana-de-accediluacutecar (1) SP813250 (2)
SP801842 e (3) RB72454 As variedades foram plantadas com espaccedilamento de 15 m entre
linhas com seis repeticcedilotildees em blocos aleatorizados Anteriormente agrave implantaccedilatildeo do experimento
na aacuterea houve o cultivo de cana-de-accediluacutecar variedade SP711406 com 10 cortes e queima
previamente agrave cada colheita seguido de um cultivo de soja A amostragem foi feita aos 84 dias
apoacutes a primeira colheita da cana-de-accediluacutecar em 15122005 na profundidade de 0-10 cm sob as
trecircs variedades de cana-de-accediluacutecar A produtividade em toneladas de colmos por hectare (TCH)
tambeacutem foi calculada para as trecircs variedades
2231 Anaacutelises quiacutemicas do solo
As amostras de solo coletadas foram secas ao ar para a anaacutelise de pH H+Al Al Ca Mg
K P Carbono orgacircnico (CO) soma de bases (SB) capacidade de troca catiocircnica a pH 70 (CTC)
e saturaccedilatildeo da CTC por bases (Quadro 2)
Atributo Meacutetodo ou extrator Referecircncia
pH Medido em CaCl2 001M Raij et al 2001
H+Al pH em SMP Raij et al 2001
Al trocaacutevel KCl 1M e titulaccedilatildeo com NaOH 0025M Raij et al 2001
Ca Mg trocaacuteveis e P Resina trocadora de iacuteons Raij et al 2001
K trocaacutevel Melich 1 Silva 1999
Carbono orgacircnico (CO) Colorimetria Raij et al 2001
Soma de bases (SB) Somatoacuteria de Ca Mg K -
CTC (pH 70) Somatoacuteria de H+Al Ca Mg K -
Saturaccedilatildeopor bases da
CTC (V)
Saturaccedilatildeo = (Ca Mg K)100CTC -
Quadro 2 ndash Metodologias utilizadas para a anaacutelise quiacutemica do solo
A CTC a pH 70 foi calculada somando-se os teores de H + Al Ca Mg e K Depois
29
foram calculadas as porcentagens da saturaccedilatildeo da CTC por Ca Mg K e por Al (m) da seguinte
forma Saturaccedilatildeo do Elemento () = (teor do ElementoCTC)100
2232 Extraccedilatildeo de esporos de FMAs do solo
Os esporos dos FMAs foram extraiacutedos do solo por peneiramento uacutemido (GERDEMANN
NICOLSON 1963) e centrifugaccedilatildeo por duas vezes em soluccedilatildeo de sacarose 70 a 560 g por 2
minutos Os esporos foram identificados conforme descrito no International Culture Collection
of (Vesicular) Arbuscular Mycorrhiza Fungi (INVAM 2007) Para a anaacutelise estatiacutestica o nuacutemero
de esporos foi transformado para (x + 05)05
O iacutendice de diversidade de Shannon o reciacuteproco do
iacutendice de Simpson as estimativas de riqueza de espeacutecies e a estimativa de cobertura de
amostragem foram realizadas com o uso do programa SPADE (CHAO SHEN 2003) O iacutendice
de equitabilidade de Pielou foi calculada de acordo com Magurran (1988)
Para determinar a influecircncia das variaacuteveis ambientais na variabilidade de ocorrecircncia das
espeacutecies de FMAs sob cana-de-accediluacutecar foi realizada uma anaacutelise de redundacircncia canocircnica (RDA)
utilizando-se o programa ldquoCanoco for windows 45rdquo com transformaccedilatildeo dos dados para log x e
avaliaccedilatildeo da anaacutelise por meio do teste de permutaccedilatildeo de Monte-Carlo Na RDA a ordenaccedilatildeo das
amostras eacute condicionada diretamente pelas variaacuteveis ambientais e assim permite medida direta
da relaccedilatildeo entre as variaacuteveis ambientais e as espeacutecies detectadas Para eliminar a colinearidade de
dados e selecionar as variaacuteveis que melhor explicaram de forma significativa a variabilidade dos
dados utilizou-se Forward selection na RDA Dados de presenccedila e ausecircncia de espeacutecies de
FMAs foram utilizados para os caacutelculos
2233 Colonizaccedilatildeo micorriacutezica intrarradicular
Para a avaliaccedilatildeo da colonizaccedilatildeo intrarradicular pelos FMAs as raiacutezes de cana-de-accediluacutecar
foram lavadas e imersas em KOH 10 por uma noite Depois foram aquecidas a 60ordmC em KOH
10 por 10 minutos para clarificaccedilatildeo Apoacutes a clarificaccedilatildeo as estruturas fuacutengicas foram coradas
por 3 minutos a 90ordmC com tinta de caneta comercial Parkerreg 5 diluiacuteda em soluccedilatildeo de aacutecido
aceacutetico 5 e lactoglicerol 10 A colonizaccedilatildeo das raiacutezes foi analisada sob microscoacutepio
estereoscoacutepio pelo meacutetodo da placa reticulada segundo Giovannetti e Mosse (1980) Os dados
30
foram transformados para arcsen(x + 1)05
para as anaacutelises estatiacutesticas
2234 Anaacutelise do gene rRNA 18S fuacutengico em raiacutezes de cana-de-accediluacutecar
O DNA das amostras de raiacutezes do campo foi extraiacutedo com o objetivo de amplificar e
clonar fragmentos do gene rRNA 18S de FMAs O DNA foi extraiacutedo com kit comercial Fast
DNA (Bio101 Vista) apoacutes a lavagem das raiacutezes com aacutegua desionizada e maceraccedilatildeo em
nitrogecircnio liacutequido A clonagem do gene rRNA 18S de FMAs foi realizada usando trecircs
abordagens A primeira abordagem foi com a utilizaccedilatildeo de iniciadores especiacuteficos para um
segmento do gene rRNA 18S conservado em fungos (NS7 e F1Ra) Assim apoacutes o
sequenciamento de clones poderiacuteamos detectar as populaccedilotildees de fungos em geral incluindo as
populaccedilotildees de FMAs A segunda abordagem teve como objetivo amplificar parte do gene rRNA
18S de fungos do filo Glomeromycota utilizando-se o iniciador AM1 descrito como especiacutefico
para FMAs (HELGASON et al 1998) A terceira abordagem foi desenhar iniciadores especiacuteficos
para amplificar fragmentos do gene rRNA 18S de grupos especiacuteficos de FMAs nas amostras de
raiacutezes de cana-de-accediluacutecar do campo Para o desenho dos iniciadores inicialmente procurou-se
obter sequecircncias de FMAs mantidos em vasos de multiplicaccedilatildeo As abordagens e meacutetodos
utilizados estatildeo descritos em detalhes abaixo
22341 Amplificaccedilatildeo do gene rRNA 18S de fungos gerais e FMAs
O gene rRNA 18S fuacutengico foi amplificado por nested PCR com os iniciadores universais
para eucariotos NS1 e NS8 (WHITE et al 1990) na primeira reaccedilatildeo de amplificaccedilatildeo Os
produtos da primeira PCR foram diluiacutedos 50 vezes e utilizados em uma segunda reaccedilatildeo de
amplificaccedilatildeo com o par de iniciadores NS7 e F1Ra (SOUZA et al 2004) para amplificar DNA
de fungos em geral e os iniciadores NS31 e AM1 para amplificar DNA de Glomeromycota A
primeira reaccedilatildeo de amplificaccedilatildeo foi realizada com DNA total extraiacutedo das raiacutezes em soluccedilatildeo
contendo 04 M de cada um dos iniciadores (NS1 e NS8) 200 M de cada um dos nucleotiacutedeos
(dNTPs) 15 mM de MgCl2 1 U da enzima (DNA polimerase Taq) e 1x o tampatildeo de reaccedilatildeo
totalizando um volume de 30 l Apoacutes desnaturaccedilatildeo inicial a 94 ordmC por 2 minutos os fragmentos
de rDNA 18S foram amplificados em 30 ciclos de desnaturaccedilatildeo a 94 ordmC por 30 segundos
31
pareamento do iniciador a 53ordmC por 1 minuto extenccedilatildeo a 72 ordmC por 2 minutos seguidos de um
periacuteodo final de extensatildeo de 10 minutos a 72ordm C
A segunda reaccedilatildeo de amplificaccedilatildeo foi realizada com o produto de amplificaccedilatildeo da
primeira reaccedilatildeo diluiacutedo em soluccedilatildeo contendo 04 M de cada um dos iniciadores (NS7 e F1Ra ou
NS31 e AM1) 200 M de cada um dos nucleotiacutedeos (dNTPs) 10 mM de MgCl2 2 U da enzima
(DNA polimerase Taq) e 1x o tampatildeo de reaccedilatildeo totalizando um volume de 20 l A
amplificaccedilatildeo com os iniciadores NS7 e F1Ra foi feita apoacutes desnaturaccedilatildeo inicial a 94 ordmC por 2
minutos em 30 ciclos de 94 ordmC por 1 minuto 62ordmC por 28 segundos 72 ordmC por 1 minuto
seguidos de 5 minutos a 72ordm C para extensatildeo final A amplificaccedilatildeo com os iniciadores NS31e
AM1 foi feita apoacutes desnaturaccedilatildeo inicial a 94ordm C por 2 minutos em 35 ciclos de 94ordm C por 30
segundos 60ordm C por 30 segundos 72ordm C por 45 segundos (aumentando 1segundo por ciclo) e
seguido de extensatildeo final a 72ordm C por 5 minutos Os amplicons corados com SYBR Green foram
visualizados em gel de agarose 1 apoacutes eletroforese
22342 Amplificaccedilatildeo do gene rRNA 18S de grupos especiacuteficos de FMAs em cana-de-
accediluacutecar
Os iniciadores desenhados foram utilizados para avaliar a estrutura das comunidades de
FMAs em raiacutezes de cana-de-accediluacutecar sob os manejos SEM QUEIMA e COM QUEIMA preacutevia agrave
colheita O DNA total extraiacutedo das raiacutezes usando o meacutetodo 1 (kit Bio101) foi amplificado com os
iniciadores NS31 e AM1 para comparaccedilatildeo da eficiecircncia dos mesmos As condiccedilotildees para a
amplificaccedilatildeo utilizando os iniciadores aqui desenhados foram as mesmas descritas acima para as
raiacutezes da pradaria A ligaccedilatildeo dos amplicons transformaccedilatildeo de E coli clonagem e extraccedilatildeo de
DNA plasmidial foi feita conforme descrito acima para os inciadores NS7 e F1Ra e para NS31 e
AM1 Para as raiacutezes de cana-de-accediluacutecar 20 clones obtidos com cada iniciador e de cada um dos
tratamentos de colheita foram sequenciados O sequecircnciamento de ampliconsobtidos de raiacutezes de
cana-de-accediluacutecar foi feito em sequenciador automaacutetico ABI 3100 utilizando-se o DYEnamic ET
Terminator Cycle Sequencing Kit (ABI Prism 3100 Applied Biossystems) As sequecircncias foram
analisadas para detecccedilatildeo de quimeras no programa Chimera Check utilizando o mesmo meacutetodo
descrito acima
32
Na anaacutelise de BLAST as sequecircncias obtidas de cada iniciador foram avaliadas
separadamente Tanto as sequecircncias obtidas do NCBI para o desenho de iniciadores como as
sequecircncias de cana-de-accediluacutecar do campo foram alinhadas por meio do ClustalW no programa
MEGA 40 (TAMURA et al 2007) e manualmente ajustadas para a anaacutelise filogeneacutetica As
sequecircncias ambientais obtidas com o emprego do iniciador ACAU220 foram alinhadas em 624
posiccedilotildees sendo 304 parsimocircnia-informativas As sequecircncias do iniciador GIGA202 foram
alinhadas em 586 posiccedilotildees sendo 313 parsimocircnia-informativas Alinharam-se as sequecircncias de
GLOMA690 em 298 posiccedilotildees com 115 parsimocircnia-informativas Por fim as sequecircncias do
iniciador GLOMB673 foram alinhadas em 498 posiccedilotildees sendo 239 parsimocircnia-informativas As
relaccedilotildees filogeneacuteticas entre as sequecircncias fuacutengicas foram inferidas por meio da anaacutelise de
neighbor joining (NJ) (SAITOU NEI 1987) no programa MEGA 40 Sequecircncias do gene rRNA
18S de milho (Zea mays) soja (Glycine max) e Homo sapiens foram utilizadas como outgroup
Na anaacutelise de NJ os ldquoGapsrdquo e ldquomissing datardquo sofreram deleccedilatildeo completa o modelo de
substituiccedilatildeo foi o de Jukes-Cantor com taxas uniformes entre sites A robustez da topologia
inferida foi testada com 1000 replicatas de ldquobootstraprdquo
As sequecircncias obtidas com todos os iniciadores em raiacutezes de cana-de-accediluacutecar foram
alinhadas em 256 posiccedilotildees sendo 124 parsimocircnio-informativas Utilizou-se o programa DOTUR
para o agrupamento de sequecircncias em unidades taxonocircmicas operacionais (UTOs) para a anaacutelise
de diversidade e para a obtenccedilatildeo da curva de rarefaccedilatildeo de sequecircncias As sequecircncias com uma
similaridade gt 99 foram consideradas pertencentes agrave mesma UTO Foi feita comparaccedilatildeo entre
as bibliotecas de sequecircncias por meio do programa webLIBSHUFF (SINGLETON et al 2001)
utilizando-se as matrizes de distacircncias evolutivas calculadas
22343 Purificaccedilatildeo dos amplicons
Os amplicons foram purificados dos geacuteis de agarose com o kit GFX PCR DNA and Gel
Band Purification (GE Healthcare) conforme instruccedilotildees do fabricante
As bandas de DNA foram excisadas do gel de agarose e colocadas em microtubo de 15
mL adicionando-se 1 microL de uma soluccedilatildeo tampatildeo de captura (GE Healthcare) por mg de gel O
microtubo foi agitado vigorosamente em vortex e incubado a 60oC ateacute que a agarose estivesse
completamente dissolvida Apoacutes a dissoluccedilatildeo total da agarose a amostra foi centrifugada por 30
33
segundos a 12000 g e incubada agrave temperatura ambiente durante 10 minutos Uma aliacutequota de
aproximadamente 300 microL da amostra foi transferida para a coluna de purificaccedilatildeo incubada
durante 10 minutos a temperatura ambiente e centrifugada por 30 segundos a 12000 g Este
processo foi entatildeo repetido com o volume restante da amostra O liacutequido que passou pela coluna
durante a centrifugaccedilatildeo foi descartado e adicionou-se agrave coluna 500 microL de tampatildeo de lavagem
(GE Healthcare) seguido de uma incubaccedilatildeo durante 10 minutos a temperatura ambiente e
centrifugaccedilatildeo por 30 segundos a 12000 g A coluna foi entatildeo transferida para um microtubo de
15 mL Para eluiccedilatildeo do DNA adicionou-se 50 microL de TE (pH 80) diretamente na matriz da
coluna incubando-se por 10 minutos e em seguida centrifugou-se por 30 segundos a 8000 g O
DNA recuperado no microtubo foi novamente centrifugado por 90 segundos a 8000 g para
remover a resina remanescente A soluccedilatildeo de DNA foi entatildeo transferida para novo microtubo de
15 mL A qualidade do DNA foi determinada apoacutes eletroforese em gel de agarose 1 (TBE 05
X) e coloraccedilatildeo com SYBR-Green I (Moleculat Probes) O marcador de massa Low DNA Mass
Ladder (Invitrogen) foi utilizado como padratildeo de tamanho e quantidade de DNA
22344 Clonagem dos amplicons do gene rRNA 18S
Os amplicons de parte do gene rRNA 18S foram clonados no vetor pGEM-T Easy
(Promega) segundo as instruccedilotildees do fabricante A reaccedilatildeo de ligaccedilatildeo dos amplicons ao plasmiacutedeo
foi feita utilizando-se tampatildeo de ligaccedilatildeo raacutepida 1X (30 mM Tris-HCl pH 78 10 mM DDT 1
mM ATP 5 polietilenoglicol PEG) e 3 U de DNA ligase T4 A soluccedilatildeo foi incubada a 4 ordmC
durante 16 horas Em seguida ceacutelulas competentes de Ecoli DH5α foram transformadas por
meio de choque teacutermico utilizando-se os produtos da reaccedilatildeo de ligaccedilatildeo As ceacutelulas transformadas
foram plaqueadas em meio Luria Bertani (LB-aacutegar) contendo ampicilina (50 microg mL-1
) e X-Gal
(5-bromo-4-cloro-3-indolil--D-galactosideo 20 microg mL-1
) As bacteacuterias contendo plasmiacutedeos
recombinantes foram selecionadas para cultivo em meio LB liacutequido contendo ampicilina (50 microg
mL-1
) durante 22 horas a 38 ordmC sob agitaccedilatildeo horizontal a 300 rpm
22345 Extraccedilatildeo do DNA plasmidial
Apoacutes o cultivo das bacteacuterias contendo o plasmiacutedeo recombinante em microplacas as
34
suspensotildees celulares foram centrifugadas por 6 minutos a 4000 g a 20 oC O sobrenadante foi
descartado e o peacutelete obtido foi lavado com 240 microL de uma soluccedilatildeo tampatildeo contendo 25 mM
Tris-HCl (pH 80) 10 mM EDTA (pH 80) e 50 mM de glicose centrifugado a 20oC por 6
minutos e 4000 g Apoacutes descarte do sobrenadante foi adicionado 80 microL da soluccedilatildeo tampatildeo e em
seguida as ceacutelulas foram ressuspendidas por agitaccedilatildeo Para uma microplaca de fundo ldquoUrdquo
contendo 1 microL de RNAse em cada cavidade (10 mg mL-1
) foram transferidos 60 microL de cada
suspensatildeo de ceacutelulas Em cada poccedilo da placa foram adicionados 60 microL da soluccedilatildeo de lise (NaOH
02 N e SDS 1) a placa foi selada a suspensatildeo homogeneizada por inversatildeo e incubada a
temperatura ambiente por 10 minutos Em seguida foram adicionados 60 microL de soluccedilatildeo
contendo 3M de acetato de potaacutessio 10 de aacutecido aceacutetico glacial misturando por inversatildeo A
placa foi mantida por 10 minutos agrave temperatura ambiente e entatildeo incubada aberta em estufa a
90oC por 30 minutos Apoacutes esse tempo a placa foi resfriada em gelo por 10 minutos e
centrifugada por 4 minutos (4000 g 20oC) O sobrenadante foi transferido para uma placa de 96
poccedilos Millipore (MAGV N22) fixada sobre uma placa de fundo ldquoVrdquo de 250 microL e o conjunto
centrifugado (sem a tampa) por 4 minutos a 4000 g e 4 oC Ao filtrado adicionou-se 110 microL de
isopropanol gelado e em seguida centrifugou-se por 45 minutos a 4000 g a 4 oC O precipitado
de DNA foi entatildeo lavado com 180 microL de etanol 70 Centrifugou-se novamente a 4000 g por 5
minutos a 4 oC Apoacutes o descarte do sobrenadante inverteu-se a placa sobre papel absorvente e
centrifugou-se por 1 minuto a 900 g e 4 oC Apoacutes secar durante 1 hora a temperatura ambiente o
DNA foi ressolubilizado em 80 microL de aacutegua ultrapura esterilizada durante toda a noite e
armazenado a -20 oC O DNA foi quantificado atraveacutes de espectrofotometria a 260 nm e sua
integridade determinada por eletroforese em gel de agarose 1 (TBE 05 X)
22346 Sequenciamento dos clones do gene rRNA 18S
Para o sequenciamento dos clones de fragmentos do gene rRNA 18S utilizou-se 200-500
ng de DNA plasmidial 10 pmol do iniciador M13f (5rsquo GTA AAA CGA CGG CCA G 3rsquo) 2 microL
de DYEnamic ET Terminator (GE Healthcare) 2 microL de soluccedilatildeo tampatildeo Save Money (200 mM
Tris-HCl pH 90 5 mM MgCl26H2O) e aacutegua ultrapura para um volume final de 10 microL A
amplificaccedilatildeo por PCR foi realizada em um termociclador Mastercycler Gradiente (Eppendorf)
com as seguintes condiccedilotildees 25 ciclos de 20 segundos a 95 oC 15 segundos a 50
oC e 1 minuto a
35
60 o
C Os produtos de PCR foram precipitados com 110 de volume de uma soluccedilatildeo de acetato de
soacutedio 15 M e EDTA 250 mM e 6 volumes de etanol 95 gelado As suspensotildees foram
centrifugadas a 4000 g por 45 minutos e o peacutelete lavado com etanol 70 a temperatura
ambiente O peacutelete foi seco no escuro por no miacutenimo 2 horas ressuspendido em formamida e
desnaturado a 96oC por 5 minutos O sequenciamento foi realizado em um sequenciador capilar
automaacutetico ABI 3100 (Applied Biosystems) de acordo com as recomendaccedilotildees do fabricante
22347 Anaacutelise de sequecircncias do gene rRNA 18S
A similaridade com sequecircncias de DNA existentes no banco de dados do GenBank foi
determinada pelo Basic Local Alignment Search Tool (BLAST) no NCBI (ALTSCHUL et al
1990) A existecircncia de quimeras foi determinada usando o Chimera Check version 27 do
Ribosomal Database Project (RDP) (MAIDAK et al 1999) Foi considerado que as sequecircncias
satildeo potencialmente quimeacutericas se elas tecircm um ponto de quebra de quimera distinto gt20 no
Chimera Check Para se confirmar a indicaccedilatildeo do programa Chimera Check as sequecircncias foram
re-analisadas usando-se o BLAST depois da exclusatildeo dos nucleotiacutedeos anteriores e posteriores ao
ponto de quebra da quimera Se um dos dois seguimentos isto eacute o anterior ou o posterior ao
ponto de quebra foi mais similar a outro organismo do que o organismo mais similar agrave sequecircncia
original completa entatildeo a sequecircncia foi considerada como quimera
Para a anaacutelise filogeneacutetica as sequecircncias foram agrupadas por UPGMA com distacircncia-p
Cada grupo foi formado com valor de corte de 04 de distacircncia entre as sequecircncias Uma
sequecircncia representativa de cada grupo formado foi utilizada para construccedilatildeo da aacutervore
filogeneacutetica por neighbor-joining (NJ) utilizando-se o programa MEGA versatildeo 31(KUMAR
TAMURA NEI 2004) apoacutes alinhamento das sequecircncias no programa ClustalW e ajuste manual
O alinhamento das sequecircncias foi feito com deleccedilatildeo completa dos ldquogapsrdquo e a matriz de distacircncia
foi calculada utilizando-se o paracircmetro Jukes-Cantor como modelo de substituiccedilatildeo assumindo
taxa uniforme de substituiccedilatildeo para siacutetios variaacuteveis A robustez da topologia inferida por NJ foi
testada por 1000 repeticcedilotildees de bootstrap (PEER WACHTER 1994)
Para o agrupamento de sequecircncias em unidades taxonocircmicas operacionais (UTOs)
empregou-se o programa DOTUR (SCHLOSS HANDELSMAN 2005) Para isso foi utilizada
uma matriz de distacircncia evolutiva calculada com o programa DNADIST com algoritmo de
36
Jukes-Cantor apoacutes alinhamento das sequecircncias dos clones das bibliotecas da amostra de raiacutezes de
cana-de-accediluacutecar SEM QUEIMA e da amostra COM QUEIMA preacutevia agrave colheita As sequecircncias
com uma similaridade gt 99 foram consideradas pertencentes agrave mesma UTO A estimativa de
riqueza de UTOs pelos meacutetodos natildeo-parameacutetricos ACE-1 (CHAO LEE 1992) e e Chao1
(CHAO 1984) dos iacutendices de diversidade de Shannon reciacuteproco do iacutendice de Simpson e a
cobertura de amostragem foram realizadas com o programa SPADE (CHAO SHEN 2003) A
comparaccedilatildeo estatiacutestica das bibliotecas de clones foi feita por meio do programa webLIBSHUFF
(SINGLETON et al 2001) utilizando as matrizes de distacircncias evolutivas calculadas
anterormente
23 Resultados e Discussatildeo
231 Comparaccedilatildeo dos meacutetodos de extraccedilatildeo de DNA das raiacutezes
O DNA total extraiacutedo das raiacutezes de braquiaacuteria inoculadas com FMAs apoacutes a eletroforese
pode ser visto na Figura 2 As amostras extraiacutedas com o meacutetodo adaptado de Redecker (2000)
foram as uacutenicas a natildeo apresentar bandas no gel As concentraccedilotildees de DNA obtidas com cada
meacutetodo satildeo apresentadas na Figura 3 Pode-se observar com base no desvio padratildeo que o meacutetodo
que apresenta menor variaccedilatildeo na quantidade de DNA extraiacuteda entre amostras eacute o kit MoBio
seguido pelo kit Bio101 Os meacutetodos adaptados de Edwards et al (1997) de Doyle e Doyle
(1990) e de Redecker (2000) apresentaram maior variabilidade entre as amostras Poreacutem a
concentraccedilatildeo dada pela comparaccedilatildeo com marcador molecular diferiu em ordem e em magnitude
da concentraccedilatildeo determinada com base na absorbacircncia
37
Figura 2 ndash Eletroforese em gel de agarose (2) do DNA total extraiacutedo de raiacutezes de braquiaacuteria colonizadas com
FMAs usando 5 diferentes meacutetodos de extraccedilatildeo A espeacutecie de FMA inoculada nas raiacutezes de braquiaacuteria
estaacute descrita acima do grupo de amostras LM - marcador de massa Low DNA Mass Ladder 1 ndash
extraccedilatildeo de DNA com kit FastDNA Spin (Bio 101 Vista Califoacuternia) 2 ndash extraccedilatildeo de DNA com kit
UltraClean Soil DNA Isolation (Mo Bio Laboratories Carlsbad CA USA) 3 ndash extraccedilatildeo de DNA com
meacutetodo adaptado de Edwards et al (1997) 4 ndash extraccedilatildeo de DNA com meacutetodo adaptado de Doyle amp
Doyle (1990) 5 ndash extraccedilatildeo de DNA com meacutetodo Adaptado de Redecker (2000)
As amostras extraiacutedas pelos meacutetodos do kit Bio101 adaptado de Edwards et al (1997) e
adaptado de Doyle e Doyle (1990) apresentaram DNA de melhor qualidade com base na relaccedilatildeo
A260A280 (Figura 4) Na Figura 4 eacute possiacutevel observar maior variabilidade na relaccedilatildeo A260A280
para as amostras do kit MoBio seguidas do kit Bio101 protocolo adaptado de Edwards (1997)
Doyle e Doyle (1990) e de Redecker (2000) Apesar disso as amostras do kit Bio101 foram as
que apresentaram maior eficiecircncia na amplificaccedilatildeo do gene rRNA 18S por PCR (Tabelas 2 e 3)
A eficiecircncia na amplificaccedilatildeo natildeo seguiu a ordem de concentraccedilatildeo de DNA inicial de qualquer um
dos meios de quantificaccedilatildeo tampouco apresentou maior frequecircncia de amplificaccedilatildeo as amostras
com valores de A260A280 mais proacuteximos a 18 Apesar de menor quantidade de DNA em relaccedilatildeo
ao extraiacutedo pelos meacutetodos adaptados de Edwards et al (1997) e de Doyle e Doyle (1990) a
eficiecircncia de amplificaccedilatildeo foi maior para as amostras obtidas com o Kit Bio101 Utilizando-se o
par de iniciadores NS1 e NS8 natildeo foi possiacutevel amplificar o DNA das amostras extraiacutedas com o
meacutetodo adaptado de Redecker (2000) ou com o adaptado de Edwards et al (1997) (Tabela 2) A
Massa (ng)
100 60 40
20
10
5
Massa (ng)
100 60 40
20
10
5
38
maior frequumlecircncia de amplificaccedilatildeo foi obtida com o DNA extraiacutedo com kit Bio101 (83 )
seguida pelo DNA extraiacutedo com o meacutetodo adaptado de Doyle e Doyle (1990) (67 ) e
finalmente pelo DNA extraiacutedo com o kit MoBio (50 ) A avaliaccedilatildeo do gel de agarose apoacutes
eletroforese do DNA extraiacutedo sugere que esses resultados podem estar relacionados a impurezas
presentes na amostra Apoacutes a eletroforese nota-se um efeito de arraste nas amostras mais
concentradas sendo mais intenso nas amostras de DNA obtidas com os meacutetodos adaptados de
Edwards et al (1997) e de Doyle e Doyle (1990)
Quando se utilizou o par de iniciadores SSU Glom1 e LSU Glom1 o miacutenimo de 3
amostras de DNA de um total de 5 de cada meacutetodo apresentou amplificaccedilatildeo positiva (Tabela 3)
Novamente a maior frequecircncia de amplificaccedilatildeo foi observada com as amostras de DNA extraiacutedo
pelo kit Bio101 (100 ) seguidas do meacutetodo adaptado de Edwards et al (1997) e de Doyle e
Doyle (1990) (83 ) e pelo kit MoBio e o meacutetodo adaptado de Redecker (2000) (67 ) Sendo
assim o meacutetodo usando o kit Bio101 foi o escolhido para as extraccedilotildees de DNA das raiacutezes de
cana-de-accediluacutecar em condiccedilotildees do campo
Figura 3 ndash Concentraccedilatildeo de DNA de raiacutezes de braquiaacuteria extraiacutedo com os 5 meacutetodos A - concentraccedilatildeo determinada
por comparaccedilatildeo com marcador de massa B - concentraccedilatildeo medida a partir da absorbacircncia a 260 nm As
barras verticais indicam o desvio padratildeo Meacutedias seguidas de letras iguais natildeo diferem estatisticamente
pelo Tukey (p lt 005) O DNA extraiacutedo com o meacutetodo adaptado adaptado de Redecker (2000) natildeo foi
visualizado no gel apoacutes a eletroforese
A B
a a
b b
c
a
b bc
c
39
Figura 4 ndash Valores da relaccedilatildeo entre as absorbacircncias a 260 e 280 nm (A260A280) do DNA extraiacutedo de raiacutezes de
Brachiaria sp As barras representam o desvio padratildeo
Pode-se concluir que as quantificaccedilotildees de DNA por comparaccedilatildeo com marcador de massa
e por espectrofotometria nem sempre refletem a quantidade e a viabilidade de amplificaccedilatildeo do
DNA em amostras ambientais com uma comunidade microbiana diversa Sendo assim em
estudos de amostras ambientais natildeo eacute adequado se fazer generalizaccedilotildees sobre a metodologia mais
eficiente para a quantificaccedilatildeo do DNA ou para a avaliaccedilatildeo de sua qualidade O ideal seria um
estudo preacutevio para determinar as melhores condiccedilotildees de extraccedilatildeo e quantificaccedilatildeo para a
investigaccedilatildeo pretendida
A260A
280
40
Tabela 2 - Amplificaccedilatildeo do fragmento do gene rRNA 18S de amostras de DNA extraiacutedo de raiacutezes de braquiaacuteria utilizando
os iniciadores NS1 e NS8
FMA inoculado
Meacutetodo
A
scrobiculata
G
rosea
G
clarum
G
etunicatum
P
brasilianum
G rosea e S
heterogama FA ()
Kit Bio101 + + + + - + 83
Kit MoBio - + + - - + 50
Adaptado de Edwards et al (1997) - - - - - - -
Adaptado de Doyle amp Doyle (1990) + + - + - + 67
Adaptado de Redecker (2000) - - - - - - -
FA ()
40 60 40 40 - 60
FA - Frequecircncia de amplificaccedilatildeo
Tabela 3 - Amplificaccedilatildeo do fragmento do gene rRNA 18S de amostras de DNA extraiacutedo de raiacutezes de braquiaacuteria utilizando os
iniciadores SSU Glom1 e LSU Glom1
FMA inoculado
Meacutetodo
A
scrobiculata
G
rosea
G
clarum
G
etunicatum
P
brasilianum
G rosea e S
heterogama FA ()
Kit Bio101 + + + + + + 100
Kit MoBio - + + - + + 67
Adaptado de Edwards et al (1997) + + + + - + 83
Adaptado de Doyle amp Doyle (1990) - + + + + + 83
Adaptado de Redecker (2000) + - + + - + 67
Freq () 60 80 100 80 60 100
FA - Frequecircncia de amplificaccedilatildeo
41
232 Desenho e validaccedilatildeo de iniciadores especiacuteficos para grupos de FMAs
Para a obtenccedilatildeo de sequecircncias do gene rRNA 18S de FMAs comuns a ecossistemas
brasileiros inicialmente foram utilizadas espeacutecies isoladas da coleccedilatildeo de FMAs do Departamento
de Ciecircncia do Solo da ESALQ mantidas em plantas multiplicadoras em casa-de-vegetaccedilatildeo A
amplificaccedilatildeo com os pares de iniciadores NSF4 e NSR1787 ou NS1 e NS8 do DNA extraiacutedo de
esporos das espeacutecies Gigaspora margarita Gigaspora rosea Scutellospora heterogama Glomus
intraradices Glomus formasanum Acaulospora scrobiculata e Paraglomus brasilianum
apresentou aproximadamente 30 de eficiecircncia No entanto a clonagem desses fragmentos em
E coli natildeo foi possiacutevel Considerando-se que existe um bom nuacutemero de sequecircncias do gene
rRNA 18S de espeacutecies de FMAs comuns em ecossistemas brasileiros depositadas nos bancos de
dados puacuteblicos e que o dispecircndio de recursos e tempo para otimizaccedilatildeo da teacutecnica natildeo eacute
compensador decidiu-se usar tais sequecircncias depositadas para desenho de iniciadores especiacuteficos
para grupos de FMAs Desse modo nesse trabalho foram desenhados iniciadores especiacuteficos
para os grupos de FMAs mais frequentes em amostras ambientais Acaulosporaceae
Gigasporaceae Glomus Grupo A e Glomus Grupo B
As sequecircncias utilizadas para o desenho dos iniciadores satildeo apresentadas na Tabela 4
Essas foram alinhadas e agrupadas em funccedilatildeo de sua similaridade usando-se o programa
Sequencher 46 A famiacutelia Acaulosporaceae formou um agrupamento a 96 de similaridade o
Glomus Grupo B formou um agrupamento a 95 Gigasporaceae a 94 e Glomus Grupo A a
93 de similaridade
A formaccedilatildeo de um agrupamento somente com as sequecircncias de Glomeromycota natildeo foi
possiacutevel porque a diversidade de sequecircncias entre os FMAs eacute alta ao ponto de o agrupamento
apresentar sequecircncias de outros fungos Isto eacute uma das limitaccedilotildees para se desenhar um iniciador
que seja especiacutefico para todos os fungos de Glomeromycota A razatildeo para isso eacute a divergecircncia
dos grupos basais de Archaeosporaceae e Paraglomeraceae A Figura 5 apresenta a anaacutelise
filogeneacutetica das sequecircncias do gene rRNA 18S representativas dos gupos e que foram utilizadas
para o desenho de iniciadores
42
Tabela 4 ndash Sequecircncias de fungos alvo e natildeo-alvo obtidas do banco de dados do NCBI para o desenho de iniciadores
especiacuteficos para amplificarem o gene rRNA 18S de Glomeromycota
(continua)
Organismo Grupo Filo Acesso
Acaulospora laevis Acaulosporaceae Glomeromycota [AJ2508471]
Acaulospora laevis Acaulosporaceae Glomeromycota [Y176332]
Acaulospora longula Acaulosporaceae Glomeromycota [AJ3064391]
Acaulospora scrobiculata Acaulosporaceae Glomeromycota [AJ3064421]
Entrophospora colombiana Acaulosporaceae Glomeromycota [AB2201701]
Gigaspora albida Gigasporaceae Glomeromycota [AJ8526001]
Gigaspora albida Gigasporaceae Glomeromycota [AJ8525991]
Gigaspora decipiens Gigasporaceae Glomeromycota [U961461]
Gigaspora gigantea Gigasporaceae Glomeromycota [AJ8526021]
Gigaspora gigantea Gigasporaceae Glomeromycota [AJ8526011]
Gigaspora gigantea Gigasporaceae Glomeromycota [EF0143621]
Gigaspora margarita Gigasporaceae Glomeromycota [AJ8526051]
Gigaspora margarita Gigasporaceae Glomeromycota [AJ8526041]
Gigaspora margarita Gigasporaceae Glomeromycota [AJ8526031]
Gigaspora margarita Gigasporaceae Glomeromycota [AM1811441]
Gigaspora margarita Gigasporaceae Glomeromycota [AM1811431]
Gigaspora rosea Gigasporaceae Glomeromycota [AJ8526081]
Gigaspora rosea Gigasporaceae Glomeromycota [AJ8526071]
Gigaspora rosea Gigasporaceae Glomeromycota [AJ8526061]
Gigaspora rosea Gigasporaceae Glomeromycota [X587261]
Scutellospora aurigloba Gigasporaceae Glomeromycota [AJ2760932]
Scutellospora aurigloba Gigasporaceae Glomeromycota [AJ2760922]
Scutellospora calospora Gigasporaceae Glomeromycota [AJ3064461]
Scutellospora calospora Gigasporaceae Glomeromycota [AJ3064451]
Scutellospora calospora Gigasporaceae Glomeromycota [AJ3064431]
Scutellospora castanea Gigasporaceae Glomeromycota [AF0385901]
Scutellospora cerradensis Gigasporaceae Glomeromycota [AB0413451]
Scutellospora cerradensis Gigasporaceae Glomeromycota [AB0413441]
Scutellospora fulgida Gigasporaceae Glomeromycota [AJ3064351]
Scutellospora gilmorei Gigasporaceae Glomeromycota [AJ2760942]
Scutellospora gregaria Gigasporaceae Glomeromycota [AJ8712751]
Scutellospora gregaria Gigasporaceae Glomeromycota [AJ8712741]
Scutellospora heterogama Gigasporaceae Glomeromycota [AJ3064341]
Scutellospora heterogama Gigasporaceae Glomeromycota [AY6358321]
Scutellospora heterogama Gigasporaceae Glomeromycota [U365931]
Scutellospora heterogama Gigasporaceae Glomeromycota [AJ8526091]
Scutellospora nodosa Gigasporaceae Glomeromycota [AJ3064371]
Scutellospora projecturata Gigasporaceae Glomeromycota [AJ2427291]
Scutellospora reticulata Gigasporaceae Glomeromycota [AJ8712731]
Scutellospora spinosissima Gigasporaceae Glomeromycota [AJ3064361]
Scutellospora weresubiae Gigasporaceae Glomeromycota [AJ3064441]
Glomus caledonium Glomus grupo A Glomeromycota [Y176532]
Glomus caledonium Glomus grupo A Glomeromycota [Y176353]
Glomus clarum Glomus grupo A Glomeromycota [AJ2760842]
Glomus clarum Glomus grupo A Glomeromycota [AJ8525971]
Glomus coremioides Glomus grupo A Glomeromycota [AJ2497151]
Glomus coronatum Glomus grupo A Glomeromycota [AJ2760862]
Glomus fasciculatum Glomus grupo A Glomeromycota [Y176402]
Glomus fragilistratum Glomus grupo A Glomeromycota [AJ2760852]
Glomus geosporum Glomus grupo A Glomeromycota [AJ2456372]
Glomus intraradices Glomus grupo A Glomeromycota [AJ3018591]
43
Tabela 4 ndash Sequecircncias de fungos alvo e natildeo-alvo obtidas do banco de dados do NCBI para o desenho de iniciadores
especiacuteficos para amplificarem o gene rRNA 18S de Glomeromycota
(continuaccedilatildeo)
Organismo Grupo Filo Acesso
Glomus intraradices Glomus grupo A Glomeromycota [AJ8525261]
Glomus intraradices Glomus grupo A Glomeromycota [AY6358311]
Glomus intraradices Glomus grupo A Glomeromycota [DQ3226301]
Glomus intraradices Glomus grupo A Glomeromycota [X587251]
Glomus manihotis Glomus grupo A Glomeromycota [U365901]
Glomus manihotis Glomus grupo A Glomeromycota [Y176483]
Glomus mosseae Glomus grupo A Glomeromycota [AJ3064381]
Glomus mosseae Glomus grupo A Glomeromycota [AY6358331]
Glomus mosseae Glomus grupo A Glomeromycota [U961431]
Glomus mosseae Glomus grupo A Glomeromycota [U961441]
Glomus mosseae Glomus grupo A Glomeromycota [U961451]
Glomus sinuosum Glomus grupo A Glomeromycota [AJ1337061]
Glomus verruculosum Glomus grupo A Glomeromycota [AJ3018581]
Glomus etunicatum Glomus grupo B Glomeromycota [AJ8525981]
Glomus cf etunicatum Glomus grupo B Glomeromycota [Y176442]
Glomus luteum Glomus grupo B Glomeromycota [U365911]
Glomus claroideum Glomus grupo B Glomeromycota [AF1397321]
Glomus viscosum Glomus grupo B Glomeromycota [Y176522]
Glomus etunicatum Glomus grupo B Glomeromycota [Y176392]
Glomus luteum Glomus grupo B Glomeromycota [AJ2760893]
Glomus lamellosum Glomus grupo B Glomeromycota [AJ2760872]
Glomus claroideum Glomus grupo B Glomeromycota [AJ2760802]
Glomus claroideum Glomus grupo B Glomeromycota [AJ2760792]
Glomus claroideum Glomus grupo B Glomeromycota [AJ2760752]
Glomus lamellosum Glomus grupo B Glomeromycota [AJ2760833]
Archaeospora leptoticha Ambisporaceae Glomeromycota [AB0150521]
Archaeospora leptoticha Ambisporaceae Glomeromycota [AB2201721]
Archaeospora leptoticha Ambisporaceae Glomeromycota [AJ0064661]
Archaeospora leptoticha Ambisporaceae Glomeromycota [AJ3018611]
Acaulospora trappei Archaeosporaceae Glomeromycota [AJ0068001]
Acaulospora trappei Archaeosporaceae Glomeromycota [AJ0068011]
Archaeospora trappei Archaeosporaceae Glomeromycota [AM1142741]
Archaeospora trappei Archaeosporaceae Glomeromycota [Y176343]
Diversispora spurca Diversisporaceae Glomeromycota [AJ2760772]
Diversispora spurca Divesisporaceae Glomeromycota [Y176502]
Glomus versiforme Diversisporaceae Glomeromycota [AJ2760883]
Glomus versiforme Diversisporaceae Glomeromycota [X866873]
Glomus fulvum Glomeraceae Glomeromycota [AM4185431]
Pacispora scintillans Pacisporaceae Glomeromycota [AJ6199551]
Pacispora scintillans Pacisporaceae Glomeromycota [AJ6199541]
Pacispora scintillans Pacisporaceae Glomeromycota [AJ6199531]
Glomus occultum Paraglomeraceae Glomeromycota [AJ0067981]
Glomus occultum Paraglomeraceae Glomeromycota [AJ0067991]
Paraglomus brasilianum Paraglomeraceae Glomeromycota [AJ3018621]
Paraglomus occultum Paraglomeraceae Glomeromycota [AJ2760813]
Paraglomus occultum Paraglomeraceae Glomeromycota [AJ2760822]
Paraglomus occultum Paraglomeraceae Glomeromycota [DQ3226291]
Geosiphon pyriformis natildeo-alvo Glomeromycota [AJ2760742]
Geosiphon pyriformis natildeo-alvo Glomeromycota [AM1839231]
Geosiphon pyriformis natildeo-alvo Glomeromycota [X866862]
Geosiphon pyriformis natildeo-alvo Glomeromycota [Y159043]
44
Tabela 4 ndash Sequecircncias de fungos alvo e natildeo-alvo obtidas do banco de dados do NCBI para o desenho de iniciadores
especiacuteficos para amplificarem o gene rRNA 18S de Glomeromycota
(continuaccedilatildeo)
Organismo Grupo Filo Acesso
Geosiphon pyriformis natildeo-alvo Glomeromycota [Y159053]
Buellia dialyta natildeo-alvo Ascomycota [DQ9730091]
Capnodium coffeae natildeo-alvo Ascomycota [DQ2478081]
Capnodium salicinum natildeo-alvo Ascomycota [DQ6779971]
Capronia munkii natildeo-alvo Ascomycota [EF4136031]
Capronia pilosella natildeo-alvo Ascomycota [DQ8231061]
Cladonia caroliniana natildeo-alvo Ascomycota [AY5846641]
Diaporthe eres natildeo-alvo Ascomycota [DQ4710151]
Geoglossum nigritum natildeo-alvo Ascomycota [AY5446941]
Ophioparma lapponica natildeo-alvo Ascomycota [DQ9730051]
Orbilia auricolor natildeo-alvo Ascomycota [DQ4710011]
Orbilia vinosa natildeo-alvo Ascomycota [DQ4710001]
Peziza proteana f sparassoides natildeo-alvo Ascomycota [AY5447031]
Peltula umbilicata natildeo-alvo Ascomycota [DQ7828871]
Peziza vesiculosa natildeo-alvo Ascomycota [DQ4709951]
Taphrina wiesneri natildeo-alvo Ascomycota [AY5482931]
Xylaria acuta natildeo-alvo Ascomycota [AY5447191]
Xylaria hypoxylon natildeo-alvo Ascomycota [AY5446921]
Amanita brunnescens natildeo-alvo Basidiomycota [AY7070961]
Lactarius lignyotus natildeo-alvo Basidiomycota [DQ4576261]
Pleurotus ostreatus natildeo-alvo Basidiomycota [AY6570151]
Puccinia poarum natildeo-alvo Basidiomycota [DQ8310292]
Rhodotorula glutinis natildeo-alvo Basidiomycota [DQ8321941]
Rhodotorula hordea natildeo-alvo Basidiomycota [AY6570131]
Rhodotorula mucilaginosa natildeo-alvo Basidiomycota [DQ8321991]
Sphenospora kevorkianii natildeo-alvo Basidiomycota [DQ3545201]
Tilletiaria anomala natildeo-alvo Basidiomycota [AY8037521]
Trechispora sp natildeo-alvo Basidiomycota [AY8037531]
Tremella aurantia natildeo-alvo Basidiomycota [DQ8360001]
Udeniomyces puniceus natildeo-alvo Basidiomycota [DQ8360061]
Uromyces appendiculatus natildeo-alvo Basidiomycota [DQ3545101]
Ustilago tritici natildeo-alvo Basidiomycota [DQ8468951]
Chytriomyces hyalinus natildeo-alvo Chytridiomycota [DQ5364871]
Cladochytrium replicatum natildeo-alvo Chytridiomycota [AY5466831]
Cyllamyces aberensis natildeo-alvo Chytridiomycota [DQ5364811]
Gaertneriomyces semiglobiferus natildeo-alvo Chytridiomycota [AF1642472]
Olpidium brassicae natildeo-alvo Chytridiomycota [DQ3226241]
Physoderma maculare natildeo-alvo Chytridiomycota [DQ5364891]
Polychytrium aggregatum natildeo-alvo Chytridiomycota [AY6017111]
Rhizidium endosporangiatum natildeo-alvo Chytridiomycota [DQ5364841]
Rhizophlyctis harderi natildeo-alvo Chytridiomycota [AF1642722]
Rhizophlyctis rosea natildeo-alvo Chytridiomycota [AY6358291]
Rhizophydium elyensis natildeo-alvo Chytridiomycota [DQ5364791]
Rozella allomycis natildeo-alvo Chytridiomycota [AY6358381]
Spizellomyces punctatus natildeo-alvo Chytridiomycota [AY5466841]
Basidiobolus ranarum natildeo-alvo Zygomycota [AY6358411]
Coemansia reversa natildeo-alvo Zygomycota [AY5466851]
Cokeromyces recurvatus natildeo-alvo Zygomycota [AY6358431]
Endogone lactiflua natildeo-alvo Zygomycota [DQ5364711]
Endogone pisiformis natildeo-alvo Zygomycota [DQ3226281]
Entomophthora muscae natildeo-alvo Zygomycota [AY6358201]
45
Tabela 4 ndash Sequecircncias de fungos alvo e natildeo-alvo obtidas do banco de dados do NCBI para o desenho de iniciadores
especiacuteficos para amplificarem o gene rRNA 18S de Glomeromycota
(conclusatildeo)
Organismo Grupo Filo Acesso
Mortierella sp natildeo-alvo Zygomycota [AY6358281]
Orphella haysii natildeo-alvo Zygomycota [DQ3226261]
Phycomyces blakesleeanus natildeo-alvo Zygomycota [AY6358371]
Rhizopus stolonifer natildeo-alvo Zygomycota [DQ5364741]
Rhopalomyces elegans natildeo-alvo Zygomycota [AY6358341]
Umbelopsis ramanniana natildeo-alvo Zygomycota [DQ3226271]
Nessa anaacutelise verifica-se que membros das classes Archaeoporales e Paraglomerales
formam clades mais distantes filogeneticamente dos demais Glomeromycota o que estaacute de
acordo com outros estudos filogeneacuteticos com base no gene rRNA 18S desses fungos
(REDECKER MORTON BRUNS 2000) Aleacutem disso com as sequecircncias desse estudo e
utilizando o programa Sequencher 46 foi observado que esses dois grupos basais de FMAs estatildeo
associados com outros fungos em um agrupamento a 90 de similaridade enquanto as
sequecircncias restantes de FMAs formam um agrupamento distinto Haacute formaccedilatildeo de um
agrupamento com todos as sequecircncias de FMAs a 89 de similaridade mas esse tambeacutem inclui
sequecircncias de vaacuterios outros fungos Ainda assim uma sequecircncia consenso formada somente por
Glomeromycota foi obtida apoacutes alinhamento das sequecircncias com o programa Multalin e utilizada
para o desenho de iniciadores No entanto natildeo haacute uma regiatildeo conservada no gene rRNA 18S de
Glomeromycota que exclua outros fungos Portanto a divergecircncia de sequecircncias do gene rRNA
18S dentro do grupo de Glomeromycota impossibilita o desenho de iniciadores especiacuteficos para
amplificar uma regiatildeo do gene rRNA 18S comum a todos os FMAs
Ao contraacuterio do presente trabalho Lee Lee e Young (2008) desenharam os iniciadores
AML1 e AML2 especiacuteficos para todos os fungos de Glomeromycota inclusive os grupos basais
Archaeosporales e Paraglomerales No entanto verifica-se 100 de similaridade quando alinha-
se o iniciador AML1 com sequecircncias de fungos natildeo-alvo do banco Genbank tais como as
sequecircncias do gene rRNA 18S de Taphrina wiesneri (Ascomycota acesso AY5482931)
Amanita brunnescens (Basidiomycota acesso AY7070961) Rhizidium endosporangiatum
(Chytridiomycota acesso DQ5364841) e Endogone pisiformis (Zygomycota acesso
DQ3226281) (dados natildeo mostrados) O AML2 pode ser usado alternativamente como o segundo
iniciador (reverso) na reaccedilatildeo de amplificaccedilatildeo apesar de ele apresentar as 7 primeiras bases na
extremidade 3rsquo similar a alguns fungos natildeo-alvo (dados natildeo mostrados)
46
Figura 5 ndash Relaccedilotildees filogeneacuteticas entre os diferentes fungos micorriacutezicos arbusculares determinadas por neighbor-
joining com base nas sequecircncias dos genes rRNA 18S Essas satildeo sequecircncias representativas dos grupos
utilizados para o desenho de iniciadores Os nuacutemeros sobre os ramos indicam a percentagem de 1000
repeticcedilotildees da anaacutelise de bootstrap A barra representa duas substituiccedilotildees a cada 100 nucleotiacutedeos Os
nomes dos iniciadores desenhados nesse trabalho estatildeo grafados em itaacutelico e negrito abaixo do nome dos
seus grupos ndash Gigasporaceae Acaulosporaceae Glomus grupo A e Glomus grupo B As linhas
transversais tracejadas indicam famiacutelias ou grupos e as linhas cheias indicam os filos
47
O baixo nuacutemero de sequecircncias e espeacutecies de Diversisporaceae e Pacisporaceae
disponiacuteveis nos bancos de dados puacuteblicos eacute insuficiente para o desenho de iniciadores
especiacuteficos por essa razatildeo esses dois grupos de FMAs natildeo foram considerados para o desenho
dos iniciadores grupo-especiacuteficos
Desenho de iniciadores grupo-especiacuteficos Utilizando os programas Beacon Designer
702 Primer3 e a busca manual foram encontradas por volta de 150 sequecircncias de
oligonucleotiacutedeos com potencial para serem usadas como iniciadores Para os ensaios de PCR
sete desses oligonucleotiacutedeos foram selecionados com base na avaliaccedilatildeo de especificidade
utilizando o BLAST e o alinhamento com sequecircncias alvo e natildeo-alvo e segundo as propriedades
dos iniciadores avaliadas no programa Oligo Analyzer O programa Beacon Designer 702 natildeo
possibilitou o desenho de iniciadores especiacuteficos As sequecircncias dos sete iniciadores selecionados
satildeo apresentadas na Tabela 5 juntamente com suas respectivas temperaturas de desnaturaccedilatildeo
(Tm) calculada com o programa Oligo Analyzer e tamanho esperado dos amplicons quando
utilizados com o iniciador nu-SSU-1196 modificado
Nas Figuras 6 a 11 satildeo mostrados os alinhamentos dos iniciadores com as sequecircncias alvo
e diversas sequecircncias natildeo-alvo representadas pelos grupos filogeneacuteticos Glomeromycota
Ascomycota Basidiomycota Chytridiomycota Zygomycota Faneroacutegamas e Homo sapiens
Tabela 5 ndash Iniciadores selecionados e suas respectivas temperaturas de desnaturaccedilatildeo (Tm) e
tamanho de amplicons esperados quando utilizados com o iniciador nu-SSU-1196
modificado
Iniciador Sequecircncia (5 rarr 3) Especificidade Tm (ordmC)
Tamanho
esperado do
amplicon (pb)
ACAU220 GGG GTT TCC CAT TGG TGR ATC AT Acaulosporaceae 646 995
GLOMB652 TAA GGG GTA TGA ACT GGT GTA G Glomus Grupo B 603 565
GLOMB673 GTC AAT TTC TCA CCT TCT GGA G Glomus Grupo B 603 544
GIGA202 AAA CCA ATA RCC TTC GGG TTT C Gigasporaceae 603 987
GIGA615 TAG TTG AAT TTC GGG GTT CTA C Gigasporaceae 584 574
GLOMA189 TTA GAT AAA AAA CCA ATA TCG GG Glomus Grupo A 557 1018
GLOMA690 CGT AAT GCC ATT AAT TTG GTG T Glomus Grupo A 565 517
48
ACAU220 GGGGTTTCCCATTGGTGRATCAT
Acaulospora longula TTTTGGGGTTTCCCATTGGTGGATCATAATAACTTT
Acaulospora scrobiculata GCAAGGGGTTTCCCATTGGTGAATCATAATAACTTT
Acaulospora laevis GCAAGGGGTTTCCCATTGGTGAATCATAATAACTTT
Entrophospora colombiana GCAAGGGGTTTCCCATTGGTGAATCATAATAACTTT
Scutellospora heterogama -CTTCGGGTTTCAC-TTGGTGATTCATGATAACTTT
Pacispora scintilans TTCG-GGGTTTC-CTTTGGTGATTCATGATAACTTT
Glomus intraradices GCAACCGA-TTC-CCTTGGTGATTCATAATAACTTT
Glomus etunicatum GCAACCAACTAAACCTTGGTGATTCATGATAACTTT
Paraglomus brasilianum TATGCCGG--AA-CTGTGGTGAATCATGATAACTTG
Archaeospora leptoticha TTCGGGCGAGTCCC-TTGGTGATTCATGGTAACTTT
Pleurotus ostreatus -CTCGCCGCTCCC--TTGGTGATTCATAATAACTTC
Rhizidium endosporangiatum -GCAACCGGTTCT--TTGGTGATTCATGGTAACTTT
Chytriomyces hyalinus ---AAACGGTTCT--TTGGTGATTCATAGTAACTTT
Capnodium coffeae -CCCTTCGGGGCTCAATGGTGAATCATAATAACTTA
Ustilago tritici -CTCCTCGGAGTT---TGGCGATTCATAATAACTTC
Rhizopus stolonifer TAAAACCTGTTTC--TTGGTGAATCATAATAATTAA
Endogone pisiformis -AACCACTCATC----TGGTGATTCATAATAACTTT
Cladonia caroliniana -CCCTTCGGGGCTCCTTGGTGATTCATAATAACTTC
Zea mays TCTGCCCGCCGAT--CCGATGATTCATGATAACTTG
Glycine max TCTGCCTGTTGCT--TTGATGATTCATGATAACTCG
Figura 6 ndash Local de ancoramento do iniciador ACAU220 (5rsquorarr 3rsquo) nas sequecircncias do gene rRNA 18S de FMAs e
outros organismos O iniciador e o local de iniciaccedilatildeo nas sequecircncias alvo satildeo mostrados em negrito
Similaridades das sequecircncias dos organismos e do iniciador estatildeo marcadas em cinza
GIGA202 AAACCAATARCCTTCGGGTTTC
Scutellospora heterogama AGAT-AAAAACCAATAACCTTCGGGTTTC-AC----TTGGTG
Scutellospora calospora AGAT-GAAAACCAATAGCCTTCGGGTTTCCAC----TTGGTG
Scutellospora projecturata AGAT-AAAAACCAATAACCTTCGGGTTTCCAC----TTGGTG
Gigaspora gigantea AGAT-AAAAACCAATAACCTTCGGGTTTCC-C----TTGGTG
Gigaspora margarita AGAT-AAAAACCAATAACCTTCGGGTTTCC-C----TTGGTG
Gigaspora rosea AGAT-AAAAACCAATAACCTTCGGGTTTCC-C----TTGGTG
Scutellospora gilmorei AGAT-AAAAACCAATAACCTTCGGGTTTC-AC----TTGGTG
Scutellospora fulgida AGAT-AAAAACCAATAACCTTCGGGTTTC-AC----TTGGTG
Scutellospora spinosissima AGAT-AAAAACCAATAACCTTCGGGTTTC-AC----TTGGTG
Scutellospora gregaria AGAT-AAAAACCAATAACCTTCGGGTTTC-AC----TTGGTG
Scutellospora weresubiae AGAT-AAAAACCAATAACCTTCGGGTTTC-AT----ATGGTG
Scutellospora cerradensis AGAT-AAAAACCAATAACCTTCGGGTTTC-AC----TTGGTG
Gigaspora albida AGAT-AAAAACCAATAACCTTCGGGTTTCC-C----TTGGTG
Scutellospora nodosa AGGT-AAAAACCAATAACCTTCGGGTTTCCAG----TTGGTG
Scutellospora castanea AGAT-AAAAACCAATAACCTTCGGGTTTC-AC----TTGGTG
Scutellospora aurigloba AGAT-AAAAACCAATAGCCTTCGGGTTTCAAC----TTGGTG
Pacispora scintillans AGATAAAAAACCAATAGCCCTTCGGGGTT--TCCT-TTGGTG
Glomus intraradices AGATAAAAAACCAATATCGGGCAACCGAT--TCCC-TTGGTG
Acaulospora longula AGATAAAAAACCAATAACTCCTTTTGGGGTTTCCCATTGGTG
Glomus etunicatum AGATAAAAAACCAACAGTTGGGCAACCAACTAAACCTTGGTG
Paraglomus brasilianum AGATAAAAAGCCAACCCGGCTTATGCCGGAACT---GTGGTG
Archaeospora leptoticha AGATACAAAACCAATCTCGTCTTCGGGCGAGTCCC-TTGGTG
Capnodium coffeae AGATAAAAAACCAATGCCCTTCGGGGCTCAA-----T-GGTG
Cladonia caroliniana AGATAAAAAACCAATGCCCTTCGGGGCTCC------TTGGTG
Pleurotus ostreatus AGATAAAAAACCGACGCGGCTCGCCGCTCCC-----TTGGTG
Endogone pisiformis AGATAAAAAACCAACGTGGGCAACCACTCAT-----CTGGTG
Ustilago tritici AGAT-AAAAACC-ATCCTCCTCGGAGT---------TTGGCG
Chytriomyces hyalinus AGATAAAAAACCAACCCGGAAACGGTT-C-T-----TTGGTG
Rhizidium endosporangiatum AGATAAAAAACCAACCCGGGCAACCGGTTCT-----TTGGTG
Rhizopus stolonifer AGAT--AAAACCAACGCGGGGTAAAACCTGTTTC--TTGGTG
Zea mays AGATAAAAGGCTGACGCGGGCTCTGCCCGCCGAT--CCGATG
Glycine max AGATAAAAGGTCAACACAGGCTCTGCCTG-TTGCT-TTGATG
Homo sapiens AGAT-CAAAACCAACCCGGTCAGCCCCTCTCCGGCCCCGGCC
Figura 7 ndash Local de ancoramento do iniciador GIGA202 (5rsquorarr 3rsquo) nas sequecircncias do gene rRNA 18S de FMAs e
outros organismos O iniciador e o local de iniciaccedilatildeo nas sequecircncias alvo satildeo mostrados em negrito
Similaridades das sequecircncias dos organismos e do iniciador estatildeo marcadas em cinza
49
GIGA615 TAGTTGAATTTCGGGGTTCTAC
Scutellospora heterogama GCTCGTAGTTGAATTTCGGGGTTCCACCGTTG
Scutellospora calospora GCTCGTAGTTGAATTTCGGGGTTCTACCGTTG
Scutellospora projecturata GCTCGTAGTTGAATTTCGGGGTTCTACCATTG
Gigaspora gigantea GCTCGTAGTTGAATTTCGGGGTTCTACCGTTG
Gigaspora margarita GCTCGTAGTTGAATTTCGGGGTTCTACCGTTG
Gigaspora rosea GCTCGTAGTTGAATTTCGGGGTTCTACCGTTG
Scutellospora gilmorei GCTCGTAGTTGAATTTCGGGGTTCTACCGTTG
Scutellospora fulgida GCTCGTAGTTGAATTTCGGGGTTCTACCGTTG
Scutellospora spinosissima GCTCGTAGTTGAATTTCGGGGTTCTACCGTTG
Scutellospora gregaria GCTCGTAGTTGAATTTCGGGGTTCTACCGTTG
Scutellospora weresubiae GCTCGTAGTTGAATTTCGGGGTTCTACCGTTG
Scutellospora cerradensis GCTCGTAGTTGAATTTCGGGGTTCTACCGTTG
Gigaspora albida GCTCGTAGTTGAATTTCGGGGTTCTACCGTTG
Scutellospora nodosa GCTCGTAGTTGAATTTCGGAATTTTACCGTTG
Scutellospora castanea GCTCGTAGTTGAATTTCGGGGTTTTACCGTTG
Scutellospora aurigloba GCTCGTAGTTGAATTTCGGGATTCTACCGTCG
Pacispora scintillans GCTCGTAGTTGAATTTCGAAATTTTTTTATCG
Glomus intraradices GCTCGTAGTTGAATTTCGGGGTTAGTAGGTTG
Acaulospora longula GCTCGTAGTTGAATTTCGGGATTTGTCAGTTG
Glomus etunicatum GCTCGTAGTTGAATTTCGGGATTGACACATCG
Paraglomus brasilianum GCTCGTAGTTGAACTTCAGGCCTGGCTGGACG
Archaeospora leptoticha GCTCGTAGTTGAATTTTGGGTCTGGCCGGGCG
Capnodium coffeae GCTCGTAGTTGAACCTTGGGCCTGGCTGGCCG
Cladonia caroliniana GCTCGTAGTTGAAACTTGGGCCTGGCTGACCG
Pleurotus ostreatus GCTCGTAGTTGAACTTCAGACCTGGCTGGGCG
Endogone pisiformis GCTCGTAGTTGAATTTTAGCTCTGGCTGGGCG
Ustilago tritici GCTCGTAGTTGAAGTTTGGTCTCGGACGCTGG
Chytriomyces hyalinus GCTCGTAGTTGAATTTTGGGCCGGGTTTGAAG
Rhizidium endosporangiatum GCTCGTAGTTGAATTTTGGGCTGGGCTGGGCG
Rhizopus stolonifer GTCCGTAGTCAAACTTTAGTCTT--ACTGGCG
Zea mays GCTCGTAGTTGGACCTTGGGCCGGGCCGGGTG
Glycine max GCTCGTAGTTGGACCTTGGGTTGGGTCGATCG
Homo sapiens GCTCGTAGTTGGATCTTGGGAGCGGGCGGGCG
Figura 8 ndash Local de ancoramento do iniciador GIGA615 (5rsquorarr 3rsquo) nas sequecircncias do gene rRNA 18S de FMAs e
outros organismos O iniciador e o local de iniciaccedilatildeo nas sequecircncias alvo satildeo mostrados em negrito
Similaridades das sequecircncias dos organismos e do iniciador estatildeo marcadas em cinza
GLOMB652 TAAGGGGTATGAACTGGTGTAG
Glomus luteum TGCCTTAAGGGGTATGAACTGGTGTAGTCAATTTCTCACCTTCTGGAG-AACG
Glomus lamellosum TGCCTTAAGGGGTATGAACTGNTGTAGTCAATTTCTCACCTTCTGGAG-AACC
Glomus etunicatum TGCCTTAAGGGGTATGAACTGGTGTAGTCAATTTCTCACCTTCTGGAG-AACC
Glomus viscosum TGCCTTAAGGGGTATGAACTGGTGTAGTGAATTTCTCACCTTCTGGAG-AACC
GLOMB673 GTCAATTTCTCACCTTCTGGAG
Pacispora scintilans AATCAACAGG--TTCGTACTGATTTTAAGAATTTCT-ACCTTCTGGAG-AACC
Glomus intraradices ATGCCTCTGG--TATGTACTGGTCTCACTGATTCCT--CCTTCCTTATGAACC
Acaulospora longula GGCTTAACTG--TCCGTATTGACTTGATGGATTCTT-ACCTTC-TGAGTAACC
Scutellospora heterogama GGG-CTATTG--TCTGTACTGGTGTGTGGAATTTCT-ACCTTCTGGGG-AACT
Paraglomus brasilianum GCCTTCCGGG--TGAGTACTGTCTGTGGTCGGGTCCTACCTTCTGGCG-AAGC
Archaeospora leptoticha ACCT-TCTGG--TGAGCACTGTTCCGACGCCGGGCCTATCCTTCTGGTGAGAC
Pleurotus ostreatus_ CG-CTTAACGG-CGTGTACTGT-CT-GGCTGGGCCTTACCTCTTGGTG-AGCC
Rhizidium endosporangiatum CGCCGCAA-GG-TGAGCACTGCT-C-CGGTCTGG-TCTTTCCTTCTGGGGATC
Chytriomyces hyalinus TGCC--AATGG-CATGTACT--T-TCGGCC-TGG-TCTTTCCTTGTGGGGAAC
Endogone pisiformis TGCCTTTACGG-TGGGTACTACT-TTGGCTGGGGTTCACCTTCTGGTG-AGCT
Rhizopus stolonifer GGTCTTCATTGACC-AAGCTCATTGC-TGCCGGAGACTCCATGTTCATTA-GG
Cladonia caroliniana CGCCTCACCGCGT--GCACTGGC-TCGGCCGGGCCTTTCCTTCTGGGG-AACC
Ustilago tritici TGCTTCATTG--CATGTACTTG-GC-GGTCCGAGACTTCCTTCCTGGTGAACG
Capnodium coffeae CGCCTCACCGCGT--GTACTGGT-CCGGCCGGGCCTTTCCTTCTGGGG-AACC
Zea mays CGCCGTACGGG-CA-GAACCGA--CCGGCTCGA---C--CCTTCTGCCGGCGA
Glycine max CGCC-TCCGGTGT--GCACCGGT-CGGCTCGTCCCTTCTGCCGGCGAT-GCGC
Homo sapiens CGCCGCGAGGCGAGCCACCGCCCGT-CCCCGCCCCTTGCCT-CTCGGCGCCCC
Figura 9 ndash Locais de ancoramento dos iniciadores GLOMB652 e GLOMB673 (5rsquorarr 3rsquo) nas sequecircncias do gene
rRNA 18S de FMAs e outros organismos Os iniciadores e os locais de de iniciaccedilatildeo nas sequecircncias alvo
satildeo grafados em negrito Similaridades das sequecircncias dos organismos e do iniciador GLOMB652 estatildeo
marcadas em cinza e marcadas em preto para o iniciador GLOMB673
50
GLOMA189 TTAGATAAAAAACCAATATCGGG
Glomus manihotis TATTTATTAGATAAAAAACCAATATCGGG-AAACCGA
Glomus clarum TATTTATTAGATAAAAAACCAATATCGGG-AAACCGA
Glomus intraradices TATTTATTAGATAAAAAACCAATATCGGG-CAACCGA
Glomus verruculosum TATTTATTAGATAAAAAACCAATATCGGG-CAACCGA
Glomus caledonium TATTTATTAGATAAAAAACCAATATCGGG-CAACCGA
Glomus fragislistratum TATTTATTAGATAAAAAACCAATATCGGG-CAACCGA
Glomus mosseae TATTTATTAGATAAAAAACCAATATCGGG-CAACCGA
Glomus coronatum TATTTATTAGATAAAAAACCAATATCGGG-CAACCGA
Glomus geosporum TATTTATTAGATAAAAAACCAATATCGGG-CAACCGA
Glomus sinuosum TATTTATTAGATAAAAAACCAATATCGGGGCAACCTG
Glomus coremioides TATTTATTAGATAAAAAACCAATATCGGG-CAACCGA
Acaulospora longula TATTTATTAGATAAAAAACCAATAACTCC-TTTTGGG
Glomus etunicatum TATTTATTAGATAAAAAACCAACAGTTGGGCAACCAA
Paraglomus brasilianum TATTTATTAGATAAAAAGCCAACC-C-GG-CTTA-TG
Archaeospora leptoticha TATTTATTAGATACAAAACCAATCTCGT--CTTCGGG
Scutellospora heterogama TATTTATTAGATAAAAA-CCAATAAC----CTTCGGG
Pacispora scintilans TATTTATTAGATAAAAAACCAATA--GCC-CTTCGGG
Pleurotus ostreatus TATTTATTAGATAAAAAACCGACGC--GG-CT-CGCC
Rhizidium endosporangiatum TATTTATTAGATAAAAAACCAACC-CGGG-CAACCGG
Chytriomyces hyalinus TATTTATTAGATAAAAAACCAACC-CGG---AAACGG
Endogone pisiformis TATTTATTAGATAAAAAACCAACGT-GGGC-AACCAC
Zea mays CATTTATTAGATAAAAGGCTGACG-CGGG-CTCTGCC
Glycine max CATTTATTAGATAAAAGGTCAACA-CAGG-CTCTGCC
Rhizopus stolonifer CACTTATTAGATAAAA--CCAACG-CGGG-GTAAAAC
Cladonia caroliniana TATTTATTAGATAAAAAACCAAT---GCC-CTTCGGG
Ustilago tritici TATTTATTAGATAAAAA-CCA-TC-CTC--CTCGGAG
Capnodium coffeae TATTTATTAGATAAAAAACCAAT---GCC-CTTCGGG
Figura 10 ndash Local de ancoramento do iniciador GLOMA189 (5rsquorarr 3rsquo) nas sequecircncias do gene rRNA 18S de FMAs e
outros organismos O iniciador e o local de iniciaccedilatildeo nas sequecircncias alvo satildeo mostrados em negrito
Similaridades das sequecircncias dos organismos e do iniciador estatildeo marcadas em cinza
51
GLOMA690 CGTAATGCCATTAATTTGGTGT
Glomus manihots GAACCGTAATGCCATTAATTTGGTGTTGCGGGG
Glomus clarum (1) GAACCGTAATGCCATTAATTTGGTGTTGCGGGG
Glomus clarum (2) GAACTGTAATGTCATTAATTTGGTGTTGCGGGG
Glomus intraradices GAACCGTAATGCCATTAATTTGGTGTTGCGGGG
Glomus verruculosum AAACCGTAATGCCATTAATTTGGTGTCACGGGG
Glomus caledonium GAACCGTAATGCCATTAATTTGGTGTCACGGGG
Glomus fragilistratum GAACCGTAATGCCATTAATTTGGTGTCACCGGG
Glomus mosseae GAACCGTAATGCCATTAATTTGGTGTTACGGGG
Glomus coronatum GAACCGTAATGCCATTAATTTGGTGTCACGGGG
Glomus geosporum GAACCGTAATGCCATTAATTTGGTGTCACGGGG
Glomus sinuosum GAGCCGTAATGCCATTAATTTGGTGTTGCGGGG
Glomus coremioides GAGCCGTAATGTCATTAATTTGGTGTTGCGGGG
Acaulospora longula TAACCAGCATGCTATTAAGTTAGTGCGTTGGGG
Pacispora scintilans GAACCTTAATGTCATTTATTTGATGTTTTGGGA
Glomus etunicatum GAACCGCGATGCCCTTAATTGGGTGTCACGGGG
Paraglomus brasilianum GAAGCGTCATGGCCTTAACCGGCCGTGGCGGGG
Archaeospora leptoticha GAGACGGCATGCCCTTCGCTGGGTGTGTCGGGG
Scutellospora heterogama GAACTATCATGTTATTAATTTAGCGTGGTAGGA
Pleurotus ostreatus GAGCCGGCGTGCCCTTTATT-GGTGTGCGTTGG
Rhizidium endosporangiatum GATCTAGCGTGCGCTTCACT--GTGTGCGTTAG
Chytriomyces hyalinus GAACACGTGTGCACTTTACTGTGTGTGCGTGGG
Endogone pisiformis GAGCTGGCATGTTCTTAACTGGATGTGTCAGGG
Ustilago tritici -GAACGGCCG--CCTTCG---GGTGGTCC---G
Capnodium coffeae GAACCG-CATGCCCTTCACTGGGCGTGTGTGGG
Cladonia caroliniana -AACCG-CATGGCCTTCATT-GGTCGTGTTGGG
Rhizopus stolonifer GTTCATTAGGGGAAAATCTCTAGGGGTTTTTTT
Zea mays ATGCGCTCCTGGCCTTAACTGGCCGGGTCGTGC
Glycine max ATGCGCTCCTGTCCTTAACTGGCCGGGTCGTGC
Homo sapiens GCCCCCTCGATGCTCTTAGCTGAGTGTCCCGCG
Figura 11 ndash Local de ancoramento do iniciador GLOMA690 (5rsquorarr 3rsquo) nas sequecircncias do gene rRNA 18S de FMAs e
outros organismos O iniciador e o local de iniciaccedilatildeo nas sequecircncias alvo satildeo mostrados em negrito
Similaridades das sequecircncias dos organismos e do iniciador estatildeo marcadas em cinza
Utilizando-se as amostras de DNA de FMAs provenientes de vasos de multiplicaccedilatildeo em
casa-de-vegetaccedilatildeo verificou-se que a temperatura de 61 ordmC foi adequada para o pareamento dos
iniciadores desenhados e para a eficiente amplificaccedilatildeo do gene rRNA 18S (Figura 12) Quando
testados com amostras de DNA de FMAs natildeo-alvo os iniciadores utilizados natildeo permitem a
amplificaccedilatildeo do DNA (Figura 13) O iniciador ACAU469 mostrou-se inespeciacutefico (Figura 13) e
o iniciador GLOMA348 apresentou pouca repetibilidade nas reaccedilotildees de amplificaccedilatildeo Em razatildeo
disso esses dois iniciadores foram excluiacutedos das anaacutelises posteriores Foram feitas tentativas para
a amplificaccedilatildeo por meio de PCR multiplex onde todos os 4 iniciadores foram usados ao mesmo
tempo Entretanto natildeo foi possiacutevel a amplificaccedilatildeo
Nas amostras de raiacutezes de Brachiaria sp e de cana-de-accediluacutecar inoculadas com FMAs em
casa-de-vegetaccedilatildeo os iniciadores tambeacutem amplificaram especificamente o DNA alvo (Figura
12) No entanto em amostras de raiacutezes ambientais do experimento com gramiacuteneas em pradaria
dos EUA foi necessaacuteria a utilizaccedilatildeo de nested PCR para a amplificaccedilatildeo do gene rRNA 18S
usando os iniciadores grupo-especiacuteficos Sugere-se que esse fato seja decorrente da baixa
52
concentraccedilatildeo do DNA alvo em relaccedilatildeo ao DNA total das amostras Com exceccedilatildeo dos iniciadores
para Gigasporaceae todos os outros iniciadores amplificaram DNA de amostras de raiacutezes da
pradaria No entanto a concentraccedilatildeo de amplicons obtida com o iniciador ACAU220 foi baixa e
natildeo foi possiacutevel sua clonagem e sequenciamento Os produtos de PCR usando DNA das amostras
de raiacutezes de pradaria foram clonados e sequenciados para verificar a especificidade dos
iniciadores e determinar a estrutura da comunidade de FMAs Pela anaacutelise de similaridade e
filogeneacutetica os iniciadores GLOMA189 e GLOMA690 amplificaram especificamente o DNA de
Glomus grupo A em raiacutezes de pradaria (Figuras 14 e 15)
Figura 12 ndash Amplificaccedilatildeo por PCR do DNA de raiacutezes de plantas cultivadas em casa-de-vegetaccedilatildeo e inoculadas com
FMAs 1 Brachiaria sp inoculada com Acaulospora scrobiculata (Acaulosporaceae) 2 Brachiaria sp
inoculada com Gigaspora rosea (Gigasporaceae) 3 Brachiaria sp inoculada com Glomus clarum
(Glomus grupo A) 4 Brachiaria sp inoculada com Glomus etunicatum (Glomus grupo B) 5
Brachiaria sp inoculada com G rosea e Scutellospora heterogama 6 cana-de-accediluacutecar inoculada com
mistura de FMAs (G clarum Glomus intraradices G rosea Paraglomus sp Acaulospora sp) 7
cana-de-accediluacutecar natildeo-inoculada 8 Controle negativo da primeira reaccedilatildeo de PCR 9 Controle negativo da
segunda reaccedilatildeo de PCR 10 DNA de Glomus caledonium (Glomus grupo A) de vaso de multiplicaccedilatildeo
11 DNA de Acaulospora longula (Acaulosporaceae) de vaso de multiplicaccedilatildeo 12 DNA de
Scutellospora calospora (Gigasporaceae) de vaso de multiplicaccedilatildeo 13 DNA de Glomus claroideum
(Glomus grupo B) de vaso de multiplicaccedilatildeo M marcador molecular PCR markers (Promega) pb
tamanho em pares de base dos fragmentos do marcador molecular
Iniciador
Iniciador
Iniciador
Amostra
Amostra
1000 750 500 300 150 50
pb
1000 750 500 300 150 50
pb
53
Figura 13 ndash Amplificaccedilatildeo do gene rRNA 18S por PCR em soluccedilotildees contendo mistura de DNA natildeo-alvo para cada
iniciador Canaletas 1 ndash Iniciador ACAU220 e 2 ndash Iniciador ACAU469 especiacuteficos para
Acaulosporaceae em DNA de Glomus claroideum G caledonium Scutellospora calospora Agaricus
sp Saccharomyces sp Canaletas 3 ndash Iniciador GLOMB652 e 4 ndash Iniciador GLOMB673 especiacuteficos
para Glomus grupo B em DNA de Acaulospora longula G caledonium S calospora Agaricus sp
Saccharomyces sp Canaletas 5 ndash Iniciador GLOMA189 6 ndash Iniciador GLOMA348 e 7 ndash Iniciador
GLOMA690 especiacuteficos para Glomus grupo A em DNA de A longula G claroideum S calospora
Agaricus sp Saccharomyces sp Canaletas 8 ndash Iniciador GIGA202 e 9 - Iniciador GIGA615
especiacuteficos para Gigasporaceae em DNA de A longula G claroideum G caledonium Agaricus sp
Saccharomyces sp M ndash Marcador molecular PCR Markers (Promega) pb tamanho em pares de base
dos fragmentos do marcador molecular
pb
1000 750
500
300 150
50
54
Figura 14 ndash Relaccedilotildees filogeneacuteticas entre as sequecircncias do rDNA 18S obtidas de raiacutezes de raiacutezes de pradaria
utilizando o iniciador GLOMA189 e sequecircncias de FMAs determinadas usando neighbor joining
Nuacutemeros sobre os ramos indicam a porcentagem de 1000 repeticcedilotildees da anaacutelise de bootstrap A barra
representa uma substituiccedilatildeo a cada 100 nucleotiacutedeos As sequecircncias de raiacutezes com adubaccedilatildeo
nitrogenada estatildeo grafadas em preto e negrito e das raiacutezes sem adubaccedilatildeo estatildeo grafadas em vermelho e
negrito
55
Figura 15 ndash Relaccedilotildees filogeneacuteticas entre as sequecircncias do rDNA 18S obtidas de raiacutezes de raiacutezes de pradaria
utilizando o iniciador GLOMA690 e sequecircncias de FMAs determinadas usando neighbor joining
Nuacutemeros sobre os ramos indicam a porcentagem de 1000 repeticcedilotildees da anaacutelise de bootstrap A barra
representa uma substituiccedilatildeo a cada 100 nucleotiacutedeos As sequecircncias de raiacutezes com adubaccedilatildeo
nitrogenada estatildeo grafadas em preto e negrito e das raiacutezes sem adubaccedilatildeo estatildeo grafadas em vermelho e
negrito
Dessa forma confirma-se a especificidade dos iniciadores GLOMA189 e GLOMA690
para amplificaccedilatildeo do grupo alvo Glomus grupo A No entanto os iniciadores GLOMB652
GLOMB673 e AM1 apresentaram vieacutes de especificidade amplificando apenas sequecircncias
relacionadas a Ascomycota segundo as anaacutelises por BLAST (dados natildeo mostrados) Esses
resultados corroboram os resultados obtidos por Jumpponen et al (2005) os quais amplificaram
as mesmas amostras de DNA utilizando os iniciadores NS31 e AM1 Nesse primeiro trabalho
verificou-se que todas as sequecircncias obtidas do referido gene eram relacionadas a Glomus grupo
56
A
Portanto na anaacutelise final apoacutes o sequecircnciamento dos amplicons de raiacutezes da pradaria os
iniciadores GLOMA189 e GLOM1690 foram confirmados como especiacuteficos e funcionais em
amostras ambientais Os iniciadores GLOMB652 GLOMB673 GIGA202 e GIGA615 foram
funcionais com amostras de raiacutezes inoculadas com um uacutenico FMA em condiccedilotildees de casa-de-
vegetaccedilatildeo mas em amostras ambientais os iniciadores GLOMB652 e GLOMB673 foram
inespeciacuteficos e os iniciadores GIGA202 e GIGA615 natildeo amplificaram o DNA Como natildeo foi
possiacutevel a clonagem e sequenciamento do fragmento amplificado com o iniciador ACAU220 natildeo
se pode afirmar se esse iniciador eacute funcional ou natildeo
233 Estrutura da comunidade de FMAs em raiacutezes e solo rizosfeacuterico de cana-de-accediluacutecar sob
diferentes manejos de colheita
2331 Atributos quiacutemicos do solo
Dos atributos quiacutemicos do solo avaliados os valores de pH foram os que apresentaram
diferenccedilas significativas entre os manejos de colheita avaliados enquanto a soma de bases (SB) e
saturaccedilatildeo por Mg foram afetados pela interaccedilatildeo dos fatores manejo e variedade de cana-de-accediluacutecar
(Tabela 6) O solo sob o manejo SEM QUEIMA apresentou valor de pH ligeiramente maior (59
versus 58) (Tabela 7) Com relaccedilatildeo agrave SB o solo sob a variedade RB72454 SEM QUEIMA e sob
a variedade SP801842 COM QUEIMA apresentaram valores 113 e 111 vezes maiores
respectivamente em relaccedilatildeo ao solo sob RB72454 COM QUEIMA (Tabela 8) O solo sob a
variedade SP801842 SEM QUEIMA apresentou valor de Mg 113 vezes maior em relaccedilatildeo ao
solo sob SP813250 SEM QUEIMA
Apesar de maior aporte de material vegetal ao solo os teores de carbono orgacircnico no solo
natildeo diferiram entre os tratamentos sob os dois manejos de colheita Tal resultado pode ser devido
ao pouco tempo decorrido apoacutes a colheita sendo que a palhada ainda estava sobre o solo na
eacutepoca de amostragem Provavelmente parte do carbono natildeo foi incorporado agrave mateacuteria orgacircnica
do solo mesmo 84 dias apoacutes a colheita Nenhuma das 36 amostras apresentou Al trocaacutevel Isso se
deve ao fato de o pH estar proacuteximo de 60 onde todo o Al se precipita e tambeacutem aos altos teores
das bases Ca Mg e K sendo que a saturaccedilatildeo da CTC por esses elementos variou de 68 a 72
57
Tabela 6 - Teste de F na anaacutelise da variacircncia dos atributos quiacutemicos do solo para os
fatores Manejo Variedade e Interaccedilatildeo Manejo x Variedade
Variaacuteveis Manejo Variedade ManejoVariedade
Solo
pH ns ns
H+Al (mmolckg-1
) ns ns ns
Ca (mmolckg-1
) ns ns ns
Mg (mmolckg-1
) ns ns ns
K (mmolckg-1
) ns ns ns
P (mgkg-1
) ns ns ns
C orgacircnico (gkg-1
) ns ns ns
CTC (mmolckg-1
) ns ns ns
Soma de Bases ns ns
Saturaccedilatildeo por bases (V) ns ns ns
Saturaccedilatildeo por Ca () ns ns ns
Saturaccedilatildeo por Mg () ns ns
Saturaccedilatildeo por K () ns ns ns
Saturaccedilatildeo por Na () ns ns ns
ns ndash natildeo significativo - p lt 005 - p lt 001
Tabela 7 - Valores meacutedios das variaacuteveis analisadas sob os manejos SEM
QUEIMA (SQ) e COM QUEIMA (CQ) preacutevia agrave colheita
Variaacuteveis SQ CQ
Solo
pH 59 plusmn 022 A 58 plusmn 021 B
H+Al (mmolckg-1
) 122 plusmn 10 A 128 plusmn 100 A
Ca (mmolckg-1
) 185 plusmn 18 A 183 plusmn 297 A
Mg (mmolckg-1
) 76 plusmn 086 A 75 plusmn 092 A
K (mmolckg-1
) 41 plusmn 086 A 38 plusmn 075 A
P (mgkg-1
) 121 plusmn 456 A 137 plusmn 409 A
C orgacircnico (gkg-1
) 86 plusmn 199 A 91 plusmn 116 A
SB (mmolckg-1
) 302 plusmn 253 A 297 plusmn 389 A
CTC (mmolckg-1
) 424 plusmn 255 A 425 plusmn 388 A
Saturaccedilatildeo por bases (V) 710 plusmn 276 A 694 plusmn 328 A
Saturaccedilatildeo por Ca () 436 plusmn 187 A 428 plusmn 183 A
Saturaccedilatildeo por Mg () 178 plusmn 239 A 176 plusmn 355 A
Saturaccedilatildeo por K () 96 plusmn 158 A 90 plusmn 116 A
Os valores correspondem agrave Meacutedia plusmn Desvio Padratildeo (seis repeticcedilotildees)
Letras iguais dentro da linha natildeo diferem significativamente pelo teste de Tukey-Krumer (Ple005)
SB - Soma das bases Ca+ Mg
+ e K
+
58
Tabela 8 - Valores meacutedios dos atributos quiacutemicos do solo na interaccedilatildeo dos fatores Manejo de Colheita e Variedade
Atributo SQ CQ
SP813250 SP801842 RB72454 SP813258 SP801842 RB72454
pH 59 plusmn 0 23 a 60 plusmn 017 a 60 plusmn 025 a 58 plusmn 015 a 57 plusmn 023 a 58 plusmn 026 a
H+Al (mmolckg-1
) 128 plusmn 117 a 117plusmn 082 a 122 plusmn 075 a 125 plusmn 055 a 130 plusmn 126 a 128 plusmn 117 a
Ca (mmolckg-1
) 182 plusmn 098 a 180plusmn 110 a 193 plusmn 273 a 183 plusmn 314 a 197 plusmn 207 a 168 plusmn 331 a
Mg (mmolckg-1
) 70 plusmn 063 a 78plusmn 041 a 78 plusmn 117 a 77 plusmn 082 a 75 plusmn 055 a 73 plusmn 137 a
K (mmolckg-1
) 40 plusmn 090 a 37plusmn 072 a 45 plusmn 088 a 38 plusmn 084 a 38 plusmn 085 a 38 plusmn 068 a
P (mgkg-1
) 112 plusmn 098 a 117plusmn 668 a 133 plusmn 468 a 133 plusmn 361 a 132 plusmn 376 a 145 plusmn 532 a
C orgacircnico (gkg-1
) 91 plusmn 060 a 74plusmn 240 a 94 plusmn 212 a 83 plusmn 070 a 99 plusmn 100 a 89 plusmn 120 a
SB (mmolckg-1
) 292 plusmn 147ab 297plusmn 121ab 317 plusmn 372 a 300 plusmn 415ab 312 plusmn 232 a 280 plusmn 477 b
CTC (mmolckg-1
) 420 plusmn 141 a 413plusmn 163 a 438 plusmn 366 a 425 plusmn 414 a 442 plusmn 232 a 408 plusmn 471 a
Saturaccedilatildeo por bases (V) 694 plusmn 326 a 715plusmn 127 a 722 plusmn 291 a 700 plusmn 320 a 701 plusmn 323 a 681 plusmn 360 a
Saturaccedilatildeo por Ca () 433 plusmn 185 a 435 plusmn 179 a 440 plusmn 202 a 429 plusmn 183 a 445 plusmn 199 a 410 plusmn 195 a
Saturaccedilatildeo por Mg () 167 plusmn 237 b 189 plusmn 172 a 178 plusmn 325ab 180 plusmn 308ab 170 plusmn 353ab 179 plusmn 368ab
Saturaccedilatildeo por K () 94 plusmn 161 a 89 plusmn 101 a 104 plusmn 131 a 91 plusmn 063 a 87 plusmn 103 a 93 plusmn 153 a
Os valores correspondem agrave Meacutedia plusmn Desvio Padratildeo (seis repeticcedilotildees)
Letras iguais dentro da linha natildeo diferem significativamente pelo teste de Tukey-Krumer (Ple005)
SB - Soma das bases Ca+ Mg
+ e K
+
59
A palhada deixada sobre o solo em manejo de colheita de cana-de-accediluacutecar sem queima
preacutevia pode influenciar os atributos fiacutesicos quiacutemicos e bioloacutegicos do solo No entanto os
trabalhos sobre alteraccedilatildeo dos atributos quiacutemicos em funccedilatildeo apenas da palhada aplicada no solo
satildeo escarccedilos na literatura Por isso essa aacuterea de pesquisa carece de estudos mais aprofundados
para se conhecer os esfeitos da aplicaccedilatildeo de palhada sobre os processos bioquiacutemicos e fiacutesicos no
solo
2332 Produtividade da cana-de-accediluacutecar
O uso ou natildeo da praacutetica da queima previamente agrave colheita da cana-de-accediluacutecar pode mudar
o equiliacutebrio do agrossistema por afetar entre outras coisas a estrutura da comunidade
microbiana afetando alguns processos bioquiacutemicos importantes O depoacutesito de palha sobre o solo
pode tambeacutem interferir na produtividade da cana-de-accediluacutecar (RESENDE et al 2006) No entanto
no presente estudo a produtividade da cana-de-accediluacutecar natildeo diferiu entre os dois manejos de
colheita entre as variedades ou entre as interaccedilotildees dos fatores manejo e variedade (pgt005) No
primeiro corte a cana-de-accediluacutecar colhida com manejo SEM QUEIMA apresentou uma
produtividade de 1274 Mgha-1
enquanto que a colhida COM QUEIMA preacutevia apresentou uma
produtividade de 1386 Mgha-1
(Tabela 9)
Tabela 9 - Produtividade em Mgha-1
das trecircs variedades de cana-de-accediluacutecar sob
os dois manejos de colheita
Variedade Manejo
Meacutedia SEM QUEIMA COM QUEIMA
SP813250 1350 73 1341 142 1346 101
SP801842 1226 95 1435 141 1330 157
RB72454 1247 17 1384 138 1315 115
Meacutedia 1274 83 1386 128 1330 120
Os dados representam meacutedia de trecircs repeticcedilotildees desvio padratildeo da meacutedia
Apesar de maior aporte de material orgacircnico na forma de palhada o qual pode variar de 7
a 15 Mgha-1
ano-1
na colheita mecanizada (CAMPOS 2003) isso natildeo foi suficiente para causar
60
mudanccedilas no sistema de modo a aumentar a produccedilatildeo pelo menos no periacuteodo avaliado Tal
resultado pode ser devido ao pouco tempo com manejo SEM QUEIMA tendo havido apenas
uma colheita apoacutes implantaccedilatildeo do experimento e desse modo havendo pouca influecircncia da
palhada que foi depositada sobre o solo Isso eacute demonstrado pela ausecircncia de diferenccedila no teor de
carbono orgacircnico do solo entre o cultivo COM QUEIMA e o SEM QUEIMA preacutevia da cana-de-
accediluacutecar (Tabela7) Aleacutem do teor de carbono a maioria dos atributos quiacutemicos tambeacutem natildeo
respondeu com os tratamentos de manejo de colheita Mudanccedilas de produtividade tambeacutem natildeo
foram encontradas no primeiro corte da cana-de-accediluacutecar em um ensaio de longa duraccedilatildeo em que
Resende et al (2006) mostram que aumentos na produtividade de cana-de-accediluacutecar COM
QUEIMA em relaccedilatildeo agrave SEM QUEIMA apareceram somente na terceira colheita de um ciclo de
produccedilatildeo de sete cortes e a partir da segunda colheita no segundo ciclo de seis cortes Segundo os
autores as diferenccedilas de produtividade dos dois manejos foram mais fortes no segundo ciclo
indicando que essas diferenccedilas devem-se ao efeito cumulativo do aporte de material orgacircnico no
solo ao longo dos anos a partir do primeiro ciclo
2333 Fungos micorriacutezicos arbusculares no solo
O nuacutemero de esporos no solo rizosfeacuterico nos diferentes tratamentos eacute apresentado na
Figura 16 Natildeo houve diferenccedilas significativas (Tukey p gt 005) na densidade de esporos entre
os dois manejos de colheita entre as variedades de cana-de-accediluacutecar ou na interaccedilatildeo dos fatores
manejo e variedade O nuacutemero meacutedio de esporos por 50 g de solo variou de 23 no tratamento da
variedade RB72454 COM QUEIMA a 34 no tratamento da variedade SP813250 SEM QUEIMA
O nuacutemero meacutedio de esporos estaacute dentro da ampla faixa (19 a 815 esporos50ml-1
) encontrada
por Reis Paula e Doumlbereiner (1999) em um estudo sobre comunidades de FMAs na forma de
esporos no solo sob diversas lavouras de cana-de-accediluacutecar
61
Figura 16 ndash Nuacutemero de esporos de FMAs no solo sob as variedades SP813250 SP801842 e RB72454 de cana-de-
accediluacutecar sob manejo SEM QUEIMA (barras cinzas) e COM QUEIMA (barras pretas) Tratamentos com
mesma letra natildeo diferiram pelo teste de Tukey (p gt 005)
No presente trabalho foram observados 33 morfotipos de FMAs no solo rizosfeacuterico de
cana-de-accediluacutecar sendo 26 no manejo SEM QUEIMA e 24 no manejo COM QUEIMA Destes 18
morfotipos satildeo comuns aos dois tratamentos Dentre os esporos foram recuperadas espeacutecies dos
gecircneros Acaulospora Archaeospora Gigaspora Glomus (inclusive Glomus grupo A ndash Glomus
mosseae e Glomus clarum e Glomus grupo B ndash Glomus lamellosum) Paraglomus e
Scutellospora (Figura 17) Dentre o gecircnero Archaeospora houve apenas esporos de A Trappei
em uma amostra de solo sob a variedade RB72454 no tratamento SEM QUEIMA O tratamento
com a variedade SP813250 SEM QUEIMA foi o uacutenico a natildeo apresentar espeacutecies do gecircnero
Paraglomus Alguns dos esporos satildeo mostrados na Figura 18 Do filo Glomeromycota natildeo foram
encontrados esporos dos gecircneros Ambispora Diversispora Entrophospora Intraspora
Kuklospora e Pacispora
O nuacutemero de 33 espeacutecies encontradas sob cana-de-accediluacutecar estaacute dentro da faixa encontrada
em ecossistemas naturais ou manejados de acordo com os trabalhos levantados por Douds e
Millner (1999) Poreacutem a maior abrangecircncia de espeacutecies vegetais pode resultar em maior nuacutemero
de espeacutecies de FMAs no solo Blaszkowski (1994) recuperou 34 espeacutecies de FMAs em
ecossistema com 20 espeacutecies de plantas hospedeiras Andreola (1982) por outro lado recuperou
7 espeacutecies de FMAs em canaviais no municiacutepio de Araras SP Em outro estudo Reis Paula e
Doumlbereiner (1999) encontraram 18 espeacutecie em 35 amostras coletadas sob 14 variedades de cana-
Esp
oro
s p
or
50
g d
e so
lo
Variedade
Manejo
62
de-accediluacutecar em trecircs diferentes localidades Andreola (1982) recuperou 7 espeacutecies em cana-de-
accediluacutecar de um ensaio com tratamentos de aplicaccedilatildeo de vinhaccedila e adubaccedilatildeo nitrogenada e
fosfatada Portanto as espeacutecies recuperadas no presente trabalho podem indicar uma alta riqueza
de espeacutecies de FMAs no solo sob cana-de-accediluacutecar do experimento avaliado
Figura 17 ndash Nuacutemero de morfotipos de FMAs por gecircnero recuperados de solo sob trecircs variedades de cana-de-accediluacutecar
(SP813250 SP801842 e RB72454) com manejo SEM QUEIMA e COM QUEIMA preacutevia
As espeacutecies de FMAs identificadas na forma de esporos e a frequecircncia relativa de
ocorrecircncia nas amostras de solo satildeo mostradas na Tabela 10 As espeacutecies exclusivas do manejo
SEM QUEIMA satildeo Acaulospora sp 3 Acaulospora sp 6 Glomus clarum Glomus lamellosum
Glomus mosseae Glomus sp 10 Scutellospora sp e S verrucosa Jaacute as espeacutecies que ocorrem
apenas no manejo COM QUEIMA satildeo Acaulospora sp 2 Acaulospora sp 5 Acaulospora sp 7
Glomus coremioides Glomus sp 8 Glomus sp 9 e Paraglomus occultum As espeacutecies com
maior meacutedia de frequecircncia (gt 50 ) nas amostras de solo sob a cana-de-accediluacutecar em ordem
decrescente satildeo S pellucida A morrowiae Glomus sp 1 A scrobiculata G macrocarpum e
Glomus sp 6 Pode-se notar que as espeacutecies com frequecircncias maiores do que 50 nas amostras
de cana-de-accediluacutecar tambeacutem apresentam as maiores meacutedias de densidades de esporos (Tabela 11)
Satildeo elas em ordem decrescente Glomus sp 6 Glomus macrocarpum Glomus sp1 S pellucida
A scrobiculata e A morrowiae Essas 6 espeacutecies dominam a comunidade pois representam 79
Variedade
Nuacutemero de morfotipos
63
dos esporos recuperados do solo sob cana-de-accediluacutecar Assim essas espeacutecies mais abundantes e
frequentes nas amostas indicam que haacute a dominacircncia de poucas espeacutecies na comunidade de
esporos de FMAs no solo
No levantamento de Reis Paula e Doumlbereiner (1999) foram encontradas espeacutecies dos
gecircneros Acaulospora Entrophospora Gigaspora Glomus Paraglomus e Scutellospora sendo
que as espeacutecies predominantes nas trecircs localidades estudadas foram Acaulospora sp 1
(denominaccedilatildeo dos autores) S heterogama Glomus etunicatum Paraglomus occultum e
Gigaspora margarita Provavelmente os diferentes histoacutericos e caracteriacutesticas das aacutereas onde as
35 amostras foram coletadas por Reis Paula e Doumlbereiner (1999) influenciaram na estrutura da
comunidade de FMAs na forma de esporos a qual diferiu daquela reportada no presente trabalho
Eacute provaacutevel que a cana-de-accediluacutecar natildeo promova a seleccedilatildeo de espeacutecies de FMAs no solo jaacute que as
estruturas de comunidades de FMAs nos diferentes solos sob cana-de-accediluacutecar natildeo estatildeo
relacionadas No entanto tanto no presente estudo como no de Reis Paula e Doumlbereiner (1999) e
de Andreola (1982) haacute o predomiacutenio de espeacutecies do gecircnero Glomus dentre os gecircneros de FMAs
econtrados nas amostras
64
Tabela 10 ndash Frequecircncia de ocorrecircncia () de espeacutecies de FMAs em amostras de solo coletadas sob trecircs variedades de
cana-de-accediluacutecar (SP813250 SP801842 e RB72454) com manejo SEM QUEIMA (SQ) e COM QUEIMA
preacutevia (CQ)
SQ CQ
Espeacutecies SP813250 SP801842 RB72454 SP813258 SP801842 RB72454 Meacutedia1
Acaulpospora mellea 25 66 25 40 - 25 302
Acaulospora morrowiae 25 66 50 100 66 100 678
Acaulospora scrobiculata 75 33 50 80 33 75 577
Acaulospora sp 1 25 33 - - 33 25 193
Acaulospora sp 2 - - - - 33 - 55
Acaulospora sp 3 - - 25 - - - 42
Acaulospora sp 4 - 33 25 20 - - 130
Acaulospora sp 5 - - - - 33 - 55
Acaulospora sp 6 - - 25 - - - 42
Acaulospora sp 7 - - - - - 25 42
Archaeospora trappei - - 25 - - - 42
Gigaspora sp 25 33 25 60 33 25 335
Glomus clarum 25 - - - - - 42
Glomus coremioides - - - 20 - - 33
Glomus lamellosum - - 25 - - - 42
Glomus macrocarpum 50 33 50 60 66 75 557
Glomus mosseae - 33 - - - - 55
Glomus sinuosum 25 - - 40 - 25 150
Glomus sp 1 50 100 50 80 66 50 660
Glomus sp 2 - 33 - 40 33 - 177
Glomus sp 3 50 33 - 20 - - 172
Glomus sp 4 50 33 25 20 33 25 310
Glomus sp 5 25 33 25 - 33 - 193
Glomus sp 6 50 66 50 80 33 50 548
Glomus sp 7 - - 50 20 - - 117
Glomus sp 8 - - - - 33 - 55
Glomus sp 9 - - - 20 - - 33
Glomus sp 10 25 - - - - - 42
Paraglomus laccatum - 33 25 - 33 50 235
Paraglomus occultum - - - 20 - - 33
Scutellospora pellucida 75 100 25 100 66 50 693
Scutellospora sp - 33 - - - - 55
Scutellospora verrucosa 25 - - - - - 42
Meacutedia1
1894 2406 1742 2485 1900 1818
1 ndash Meacutedia das frequecircncias de ocorrecircncia de espeacutecies de FMAs
65
Tabela 11 ndash Nuacutemero de esporos de FMAs em solo sob as variedades SP813250 SP801842 e RB72454 com manejo
SEM QUEIMA (SQ) e COM QUEIMA preacutevia (CQ)
SQ CQ
Espeacutecies SP813250 SP801842 RB72454 SP813258 SP801842 RB72454 Meacutedia
Acaulpospora mellea 050 133 050 040 - 475 125
Acaulospora morrowiae 050 233 150 280 367 175 209
Acaulospora scrobiculata 825 133 150 500 067 075 292
Acaulospora sp 1 050 033 - - 167 025 046
Acaulospora sp 2 - - - - 067 - 011
Acaulospora sp 3 - - 050 - - - 008
Acaulospora sp 4 - 067 050 040 - - 026
Acaulospora sp 5 - - - - 033 - 006
Acaulospora sp 6 - - 025 - - - 004
Acaulospora sp 7 - - - - - 025 004
Archaeospora trappei - - 050 - - - 008
Gigaspora sp 025 033 025 060 067 025 039
Glomus clarum 025 - - - - - 004
Glomus coremioides - - - 040 - - 009
Glomus lamellosum - - 025 - - - 004
Glomus macrocarpum 325 067 975 320 767 225 446
Glomus mosseae - 033 - - - - 006
Glomus sinuosum 025 - - 040 - 025 017
Glomus sp 1 275 900 100 840 267 200 430
Glomus sp 2 - 100 - 040 067 - 034
Glomus sp 3 125 033 - 020 - - 030
Glomus sp 4 075 100 100 040 100 025 073
Glomus sp 5 125 133 025 - 067 - 058
Glomus sp 6 925 400 275 360 400 500 477
Glomus sp 7 - - 200 060 - - 043
Glomus sp 8 - - - - 100 - 017
Glomus sp 9 - - - 020 - - 003
Glomus sp 10 025 - - - - - 004
Paraglomus laccatum - 033 050 - 067 050 033
Paraglomus occultum - - - 020 - - 003
Scutellospora pellucida 500 400 050 380 433 475 373
Scutellospora sp - 033 - - - - 006
Scutellospora verrucosa 025 - - - - - 004
Dados representam as meacutedias (seis repeticcedilotildees) do nuacutemero de esporos por 50 g de solo
- Meacutedia do nuacutemero de esporocarpos por 50 g de solo
66
Figura 18 ndash Esporos de FMAs coletados sob cana-de-accediluacutecar (A) Acaulospora scrobiculata (B) Glomus
macrocarpum (C) Scutellospora pellucida (D) Glomus sp 6 (E) Acaulospora morrowiae
A riqueza observada as estimativas de riqueza de espeacutecies determinadas pelos meacutetodos
de ACE (CHAO LEE 1992) e CHAO-1 (CHAO 1984) e os iacutendices de diversidade natildeo
diferiram entre os manejos de colheita entre as variedades de cana-de-accediluacutecar ou na interaccedilatildeo dos
fatores manejo e variedade (Tabela 12) O nuacutemero de espeacutecies dentro de cada tratamento da
interaccedilatildeo manejo e variedade variou de aproximadamente 6 a 8 e a estimativa meacutedia de espeacutecies
por tratamento foi de aproximadamente 12 (ACE) e 10 (CHAO-1) Considerando-se todas as
amostras a cobertura de amostragem foi de aproximadamente 98
Pela anaacutelise de RDA as variaacuteveis CO P H+Al Bases CTC e Mg foram escolhidas
com o uso do Forward Selection do programa ldquoCanoco fo Windows 45rdquo (Figura 19) Essas
variaacuteveis explicam significativamente e se relacionam agrave variabilidade dos dados pelos teste de
permutaccedilatildeo de Monte-Carlo As relaccedilotildees satildeo significativas entre as espeacutecies de FMAs e as
variaacuteveis quiacutemicas do solo no primeiro eixo canocircnico (p = 0038) e em todos os eixos canocircnicos
(p = 0034) Os dois primeiros eixos explicam 169 da variabilidade dos dados sendo 101
no primeiro eixo e 68 no segundo As variaacuteveis quiacutemicas do solo explicam 42 da
variabilidade sendo que 259 desse valor eacute explicado nos dois primeiros eixos Outros autores
encontraram valores de correlaccedilotildees significativos abaixo de 060 entre variaacuteveis do solo e as
C B
A
D
E
67
espeacutecies de FMAs na forma de esporos (CUENCA MENESES 1996 CARRENHO et al
2001) sugerindo que os atributos do solo afetam a distribuiccedilatildeo de espeacutecies de FMAs na forma de
esporos no solo poreacutem em menor magnitude do que outros fatores desconhecidos
A RDA natildeo indicou separaccedilatildeo das amostras de acordo com o manejo de colheita ou com
variedades de cana-de-accediluacutecar Pelas variaacuteveis do solo verifica-se que a maioria das espeacutecies
estatildeo relacionadas positivamente com o teor de carbono orgacircnico (CO) ou com a saturaccedilatildeo da
CTC por bases As espeacutecies relacionadas positivamente com a saturaccedilatildeo por bases tecircm relaccedilatildeo
negativa com o teor de H+Al o que eacute coerente uma vez que quanto maior o teor de bases na
CTC menor a quantidade de H e Al trocaacuteveis A relaccedilatildeo positiva de apenas algumas espeacutecies de
FMAs com o teor de P eacute devido provavelmente pelo fato de que altas concentraccedilotildees desse
elemento inibem a colonizaccedilatildeo micorriacutezica e posteriormente diminuiriam a esporulaccedilatildeo das
outras espeacutecies natildeo relacionadas positivamente com o teor de P Dentre as espeacutecies mais
abundantes e frequentes (Tabelas 10 e 11) Glomus sp 6 Glomus sp 1 e S pellucida satildeo
relacionadas positivamente agrave saturaccedilatildeo de bases G macrocarpum e A morrowiae estatildeo
relacionadas positivamente com o teor de P mas negativamente com a saturaccedilatildeo de bases e teor
de CO e A scrobiculata estaacute relacionada positivamente com o teor de CO Assim a RDA mostra
que haacute relaccedilatildeo da variabilidade das espeacutecies com as variaacuteveis do solo mas natildeo permite a
separaccedilatildeo de amostras de acordo com os tratamentos
68
Tabela 12 ndash Meacutedia da riqueza observada estimativas de nuacutemero de espeacutecies iacutendices de diversidade e cobertura de amostragem
da comunidade de FMAs calculadas a partir dos esporos coletados e identificados sob as variedades SP813250
SP801842 e RB72454 com manejo SEM QUEIMA e COM QUEIMA preacutevia
Iacutendices de diversidade Estimativa de riquezas de UTOs
Comunidade SFMAsa
Shannonb 1D
bc Equitabilidade
d ACE-1
Chao1
ECA
e
SEM QUEIMA
SP813250 625 138 348 080 1108 945 088
SP801842 800 171 452 082 1407 115 088
RB72454 575 139 373 081 653 61 093
COM QUEIMA
SP813258 820 176 494 085 1232 1166 090
SP801842 667 157 445 087 707 69 098
RB72454 600 136 320 081 1893 1225 061
Todos os
tratamentosf 33 248 878 071 562 481 0983
Os valores correspondem agrave Meacutedia plusmn Desvio Padratildeo (seis repeticcedilotildees) a ndash Riqueza de espeacutecies de FMAs na forma de esporos
b ndash Estimador de maacutexima semelhanccedila
c ndash Reciacuteproco do iacutendice de Simpson
d ndash Equitabilidade de
Pielou e -
Estimativa de Cobertura da Amostragem
f ndash Dados representam os valores obtidos de todas as amostras
69
Figura 19 ndash Triplot de espeacutecies de FMAs amostras e variaacuteveis do solo sob cana-de-accediluacutecar da Anaacutelise de
Redundacircncia (RDA) Realizou-se a anaacutelise com Forward Selection selecionando teor de C orgacircnico
no solo (CO) H+Al saturaccedilatildeo de bases P CTC e toer de Mg em amostras sob cana-de-accediluacutecar com
colheita SEM QUEIMA e COM QUEIMA preacutevia (P = 0038 para o primeiro eixo canocircnico P = 0034
para a soma dos eixos segundo o teste de Monte Carlo)
Ao contraacuterio do que foi observado neste trabalho Reis Paula e Doumlbereiner (1999)
verificaram que a aacuterea com manejo SEM QUEIMA da cana-de-accediluacutecar apresentou maior riqueza
de espeacutecies de FMAs no solo No entanto esses autores compararam lavouras SEM QUEIMA e
COM QUEIMA com diferentes histoacutericos o que dificulta a comparaccedilatildeo direta das amostras
Por fim esse eacute um dos primeiros levantamentos de FMAs em solo sob cana-de-accediluacutecar a
campo no Brasil e os dados aqui apresentados serviratildeo como base de comparaccedilatildeo para futuros
estudos sobre a contribuiccedilatildeo das MAs para a cultura Os indicadores de diversidade de FMAs na
forma de esporos densidade de esporos riqueza diversidade e estimativa de nuacutemero de espeacutecies
natildeo apresentam diferenccedilas entre os manejos de colheita entre as variedades ou na interaccedilatildeo dos
fatores manejo e variedade A RDA utilizada para a ordenaccedilatildeo dos dados foi significativa
70
poreacutem natildeo permitiu qualquer discriminaccedilatildeo com base nos tratamentos O pouco tempo decorrido
desde a implantaccedilatildeo da cultura ateacute a avaliaccedilatildeo das amostras de solo (20 meses) pode ter
contribuiacutedo para que essas diferenccedilas na comunidade de FMAs na forma de esporos entre os
tratamentos natildeo fosse observada Como alguns esporos podem ficar em estado de dormecircncia
(TOMMERUP 1983 GEMMA KOSKE 1988) parte das espeacutecies de FMAs na forma de
esporos presentes nas amostras pode ser reflexo dos cultivos anteriores agrave instalaccedilatildeo do
experimento Assim novas amostragens devem ser feitas apoacutes ter passado um periacuteodo de tempo
maior desde a implantaccedilatildeo do experimento pois eacute possiacutevel que efeitos significativos da alteraccedilatildeo
do manejo possam ser observados somente a longo prazo
2334 Colonizaccedilatildeo micorriacutezica intrarradicular
Todas as amostras de raiacutezes de cana-de-accediluacutecar analisadas apresentaram colonizaccedilatildeo
micorriacutezica arbuscular Foi possiacutevel visualizar e identificar vaacuterias estruturas de FMAs incluindo
hifa extrarradicular apressoacuterio nas ceacutelulas da epiderme hifas intercelulares e intracelulares
arbuacutesculos e hifas intracelulares enoveladas (pelototildees) (Figura 20) A presenccedila de arbuacutesculos
tiacutepicos e de pelototildees foram observados simultaneamente na mesma amostra tanto em raiacutezes sob
manejo SEM QUEIMA como COM QUEIMA
A taxa de colonizaccedilatildeo variou de 30 a 52 e natildeo foi significativamente diferente entre
as variedades mas variou significativamente (p lt 005) entre os manejos SEM QUEIMA e COM
QUEIMA preacutevia agrave colheita (Tabela 13) As raiacutezes de plantas sob manejo SEM QUEIMA
apresentaram as maiores taxas de colonizaccedilatildeo A maior colonizaccedilatildeo micorriacutezica pode ser devido
ao maior teor de umidade no solo assegurada pela quantidade de palhada depositada apoacutes a
colheita Como visto em outros trabalhos a umidade estaacute positivamente correlacionada com a
colonizaccedilatildeo intrarradicular (HE MOURATOV STEINBERG 2002 LINGFEI ANNA
ZHIWEI 2005)
71
Figura 20 - Colonizaccedilatildeo micorriacutezica arbuscular em cana-de-accediluacutecar (A a H) ap ndash apressoacuterio hi ndash hifa intercelular
pe ndash ponto de entrada de hifa na raiz ar ndash arbuacutesculo en ndash hifa enovelada ve ndash vesiacutecula
A
hi
hi
ap
ap
he
B ap
F en
G
ve ve
ve
ve
H ar
ar
ar ar
ar
ar
E ar
D
hi
hi
hi
C
pe
hi
hi
72
Tabela 13 - Colonizaccedilatildeo micorriacutezica arbuscular () em raiacutezes de cana-de-
accediluacutecar sob manejo SEM QUEIMA preacutevia e COM QUEIMA
preacutevia agrave colheita
Manejo
Variedade SEM QUEIMA COM QUEIMA
SP813250 5187 1085 aA 3623 1044 aB
SP801842 4520 1511 aA 3010 394 aB
RB72454 4933 643 aA 3124 1088 aB
Os valores correspondem agrave Meacutedia plusmn Desvio Padratildeo (seis repeticcedilotildees)
Meacutedias seguidas de mesma letra maiuacutescula na linha e minuacutescula na coluna natildeo diferem
estatisticamente pelo teste de Tukey (p gt 005)
A colonizaccedilatildeo micorriacutezica eacute pouca estudada em cana-de-accediluacutecar e poucos trabalhos sobre o
assunto foram publicados Kelly et al (2001) verificaram que plantas de cana-de-accediluacutecar
cultivadas em casa-de-vegetaccedilatildeo possuem taxas de ateacute 60 de colonizaccedilatildeo em baixos niacuteveis de
foacutesforo no solo (entre 27 e 82 mg Pkg-1
) No entanto a micorrizaccedilatildeo natildeo trouxe ganhos na
massa seca das plantas Takahashi (2005) e Souza (2006) estudaram a colonizaccedilatildeo micorriacutezica
intrarradicular em mudas micropropagadas de cana-de-accediluacutecar inoculadas e crescidas em casa-de-
vegetaccedilatildeo em condiccedilotildees de baixo teor de P (20 mgKg-1
) e alto teor (200 mgKg-1
) no solo A
taxa de colonizaccedilatildeo intrarradicular variou de 10 a 34 nos tratamentos com alto teor de P e de
40 a 60 nos tratamentos com baixo teor de P sendo que Takahashi (2005) natildeo observou
alteraccedilatildeo da produccedilatildeo de biomassa das plantas inoculadas em relaccedilatildeo agraves natildeo-inoculadas
De acordo com a anaacutelise de correlaccedilatildeo de Pearson e RDA das espeacutecies de esporos no solo
natildeo haacute correlaccedilatildeo da taxa de colonizaccedilatildeo micorriacutezica arbuscular em cana-de-accediluacutecar e a
distribuiccedilatildeo de esporos no solo Poreacutem uma vez que a comunidade de FMAs medida pela
ocorrecircncia densidade e diversidade de esporos no solo natildeo apresentou diferenccedilas entre os
manejos apoacutes 20 meses de implantaccedilatildeo do experimento a colonizaccedilatildeo micorriacutezica arbuscular a
qual foi diferente entre os manejos e variedades pode ser um paracircmetro mais sensiacutevel agraves
alteraccedilotildees que ocorrem no ambiente Assim a colonizaccedilatildeo micorriacutezica arbuscular poderia ser
utilizada como um indicador de mudanccedilas ambientais
73
2335 Anaacutelise do gene rRNA 18S amplificado com os iniciadores NS7e F1Ra em raiacutezes de
cana-de-accediluacutecar
Da biblioteca de clones dos fragmentos do gene rRNA 18S amplificados com o par de
iniciadores NS7 e F1Ra de raiacutezes de cana-de-accediluacutecar sob manejo SEM QUEIMA e COM
QUEIMA preacutevia agrave colheita foram sequenciados 128 clones das amostras Das sequecircncias obtidas
duas do tratamento SEM QUEIMA foram consideradas quimeacutericas e excluiacutedas das demais
anaacutelises A comparaccedilatildeo por BLAST das sequecircncias obtidas com sequecircncias conhecidas (Tabela
14) e anaacutelise filogeneacutetica (Figura 21) possibilitam a afiliaccedilatildeo das mesmas ao reino Fungi Todas
as sequecircncias obtidas de raiacutezes de cana-de-accediluacutecar do tratamento COM QUEIMA e a maioria do
tratamento SEM QUEIMA satildeo representadas por fungos do Filo Ascomycota Em raiacutezes do
tratamento sob manejo SEM QUEIMA 4 sequecircncias (87 ) pertencem ao filo Zygomicota
Nenhum dos 126 clones apresentou similaridade elevada com sequecircncias de FMAs apesar de as
amostras apresentarem colonizaccedilatildeo micorriacutezica intrarradicular consideraacutevel
As sequecircncias relacionadas agrave Phoma sp apresentam dominacircncia tanto na biblioteca de
raiacutezes provenientes de manejo SEM QUEIMA (681 das sequecircncias) como COM QUEIMA
(802 das sequecircncias) Depois dessas sequecircncias as maiores frequecircncias observadas satildeo de
sequecircncias relacionadas agrave Leptosphaeria (106 ) e agrave Pleosporales (43 ) em manejo SEM
QUEIMA e relacionadas agrave Fusarium (79 ) em manejo COM QUEIMA Membros das classes
Eurotiomycetes e Sordariomycetes foram detectados apenas em raiacutezes do tratamento sob manejo
COM QUEIMA (clones B Scane D0408 B Scane E0909 e B Scane B0703) enquanto que os
Zygomycetes (clones UB Scane C1105 e UB Scane G0814) foram detectados somente em raiacutezes
do tratamento sob manejo SEM QUEIMA Dos 13 acessos com maior similaridade agraves sequecircncias
obtidas determinada utilizando-se o BLAST apenas trecircs (N quadriseptata Phoma sp e
Pleosporales sp) foram comuns agraves duas bibliotecas (Tabela 14)
As estimativas de riqueza os iacutendices de diversidade de UTOs e a estimativa de cobertura
de amostragem satildeo apresentados na Tabela 15 O nuacutemero de UTOs detectadas foi de 10 para
cana-de-accediluacutecar do tratamento sob manejo SEM QUEIMA e 11 para a amostra do tratamento sob
manejo COM QUEIMA Natildeo houve diferenccedila significativa entre as estimativas de riqueza e
iacutendices de diversidade de UTOs dos dois sistemas de manejos de colheita A estimativa de
riqueza de UTOs relacionadas agrave raiacutezes foi de 18 e 34 (segundo os iacutendices ACE-1 e Chao1
74
respectivamente) para o manejo SEM QUEIMA e de 23 e 51 para o manejo COM QUEIMA
preacutevia agrave colheita Apesar de natildeo apresentar diferenccedilas de riqueza e de diversidade de UTOs entre
os dois manejos a comparaccedilatildeo de curvas de cobertura homoacuteloga e heteroacuteloga utilizando o
webLIBSHUFF mostrou que as comunidades fuacutengicas das raiacutezes de cana-de-accediluacutecar dos dois
tratamentos satildeo significativamente diferentes (p lt 005) (Figura 22) Para as duas bibliotecas de
clones o tamanho da amostra analisada foi suficiente para cobrir a maioria dos grupos
filogeneacuteticos A taxa de cobertura homoacuteloga foi aproximadamente 82 em Distacircncias
Evolutivas maiores do que 001 que eacute o valor adotado para definir espeacutecie em estudos com
fungos (WALDROP et al 2006 JUMPPONEN JOHNSON 2005 ANDERSON et al 2003)
Tabela 14 ndash Similaridade das sequecircncias dos clones do gene rRNA 18s obtidas por amplificaccedilatildeo do DNA total
de raiacutezes de cana-de-accediluacutecar colonizadas por FMAs e utilizando os iniciadores NS7 e F1Ra em
relaccedilatildeo a sequecircncias de bancos de dados puacuteblicos
Manejo Clone Sequecircncia mais similar [Acesso] Similaridade Freq
(1)
SEM QUEIMA
UB SCane B0103 Candida xylopsoci [AY4881281] 99 21
UB SCane D0707 Cladosporium cladosporioides [DQ6780041] 100 21
UB SCane D0208 Heteromita globosa [AY4960431] 99 21
UB SCane F0911 Leptosphaeria korrae [AF4866261] 100 106
UB SCane G0814 Mucor circinelloides f lusitanicus [AF1134271] 99 64
UB SCane C1105 Mucor circinelloides f lusitanicus [AF1134271] 99 21
UB SCane D0907 Neophaeosphaeria quadriseptata [AF2508261] 99 21
UB SCane H0915 Phoma sp [AB2528691] 99 681
UB SCane E1010 Pleosporales sp [AB1956311] 99 43
COM QUEIMA
B SCane A0101 Debaryomyces mycophilus [AF4400171] 98 13
B SCane D1208 Debaryomyces mycophilus [AF4400171] 98 13
B SCane D0408 Eupenicillium javanicum [U212981] 100 13
B SCane B0703 Fusarium sp [AB2454421] 99 79
B SCane B1204 Galactomyces geotrichum [U009741] 100 13
B SCane C0705 Neophaeosphaeria quadriseptata [AF2508261] 99 13
B SCane A0202 Phoma sp [AB2528691] 98 776
B SCane A1002 Phoma sp [AB2528691] 98 26
B SCane E1010 Pleosporales sp [AB1956311] 99 13
B SCane E0909 Talaromyces flavus [M832621] 99 26
As sequecircncias foram comparadas usando-se o BLAST Cada clone representa um dos grupos formados por
UPGMA A coluna de frequecircncia se refere agrave proporccedilatildeo dos clones do grupo em cada biblioteca (1)
Frequecircncia de sequecircncias representadas pelo clone em cada um dos manejos (2)
Classe ldquoDothideomycetes et Chaetothyriomycetes incertae sedisrdquo
75
Figura 21 ndash Relaccedilotildees filogeneacuteticas entre a sequecircncias do gene rRNA 18S obtidas de raiacutezes de cana-de-accediluacutecar com o
par de iniciadores NS7 e F1Ra e sequecircncias de fungos determinadas usando-se neighbor-joining
Nuacutemeros sobre os ramos indicam a porcentagem de 1000 repeticcedilotildees da anaacutelise de bootstrap Cada clone
representa um dos grupos formados por UPGMA Os valores entre parecircnteses representam a
percentagem do clone em cada biblioteca A barra representa uma substituiccedilatildeo a cada 100 nucleotiacutedeos
Clones grafados em negrito em preto satildeo referentes agraves raiacutezes de cana-de-accediluacutecar colhida SEM QUEIMA
enquanto os grafados em vermelho se referem agraves raiacutezes de cana-de-accediluacutecar COM QUEIMA preacutevia agrave
colheita
- Classe ldquoDothideomycetes et Chaetothyriomycetes incertae sedisrdquo
76
Tabela 15 - Estimativas de UTOs iacutendices de diversidade e cobertura de amostragem determinadas com base no sequenciamento de
clones do gene rRNA 18S de fungos associados a raiacutezes de cana-de-accediluacutecar com ou SEM QUEIMA preacutevia agrave colheita
obtidos utilizando-se o par de iniciadores NS7 e F1Ra
Comunidade NS NU Estimativa de riquezas de UTOs Iacutendices de diversidade ECAc
ACE-1 Chao1
Shannona
1Dab
SEM QUEIMA 50 10 34 (14 165) 18 (11 53) 134 (099 169) 233 (132 909) 0880
COM QUEIMA 76 11 51 (18 246) 23 (13 79) 099 (067 131) 164 (078 1429) 0908
Valores entre parecircnteses representam o intervalo com 95 de confianccedila NS ndash nuacutemero de sequecircncias NU ndash nuacutemero de UTOs a
Estimador de maacutexima
semelhanccedila b
ndash Reciacuteproco do iacutendice de Simpson c ndash Estimativa de Cobertura da Amostragem Distacircncia evolutiva usada para as estimativas foi 001
77
Figura 22 - Anaacutelise de LIBSHUFF de comunidade de fungos associados agraves raiacutezes de cana-de-accediluacutecar sob dois manejos de colheita quando empregado o par de
iniciadores NS7 e F1Ra A manejo SEM QUEIMA (homoacutelogo) x manejo COM QUEIMA B manejo COM QUEIMA (homoacutelogo) x manejo SEM
QUEIMA As comunidades satildeo diferentes significativamente com P lt 005 A distribuiccedilatildeo de (Cy-Cyx)2 como uma funccedilatildeo de D indica a diferenccedila
entre as duas comunidades
00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
0 01 02 03 04 05 06
Distacircncia Evolutiva (D)
Cob
ertu
ra
0000
0005
0010
0015
0020
0025
(Cx-C
xy)2Homoacutelogo
Heteroacutelogo
(Cx-Cxy)2
95XY
00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
00 01 02 03 04 05 06
Distacircncia Evolutiva (D)
Co
ber
tura
0000
0005
0010
0015
0020
0025
(Cy
-Cy
x)2
Homoacutelogo
Heteroacutelogo
(Cy-Cyx)2
95YX
A B
78
2336 Anaacutelise do gene rRNA 18S amplificado com os iniciadores NS31 e AM1 em raiacutezes de
cana-de-accediluacutecar
Das bibliotecas de clones do gene rRNA 18S de raiacutezes de cana-de-accediluacutecar SEM QUEIMA
e COM QUEIMA preacutevia agrave colheita foram sequenciados 47 e 42 clones respectivamente Das
sequecircncias obtidas 9 foram consideradas quimeras com base nas anaacutelises feitas utilizando o
Chimera Check e BLAST Assim para as anaacutelises posteriores foram utilizadas 41 e 39
sequecircncias dos tratamentos SEM QUEIMA e COM QUEIMA respectivamente
Todas as sequecircncias foram mais similares ao Filo Ascomycota e natildeo foi possiacutevel
discriminar espeacutecies a partir dessas sequecircncias de acordo com as comparaccedilotildees feitas utilizando-
se o BLAST (Tabela 16) e a anaacutelise filogeneacutetica (Figura 23) Em uma das clades haacute o
agrupamento de diferentes classes de fungos uma sequecircncia de um clone do manejo COM
QUEIMA (B AM1 D1107) duas sequecircncias de Phoma (Ascomycota Mitospoacuterico) e uma
sequecircncia de Didymella (Dothideomycetes) Esses resultados mostram que a regiatildeo sequenciada
natildeo eacute informativa filogeneticamente Nenhuma sequecircncia apresentou alta similaridade com
sequecircncias de FMAs apesar do iniciador AM1 ser supostamente especiacutefico para essse grupo de
fungos Assim mesmo as riquezas de UTOs e os iacutendices de diversidade foram estimados (Tabela
17) Da mesma forma a comparaccedilatildeo das bibliotecas por meio do programa webLIBSHUFF foi
feita (Figura 24) Assim como no Brasil os amplicons obtidos com o uso dos iniciadores NS31 e
AM1 em amostras de DNA de cana-de-accediluacutecar durante o estaacutegio na Universidade do Estado do
Kansas EUA resultou em sequecircncias relacionadas somente agrave Ascomycota (dados natildeo
mostrados) mesmo fazendo-se a seleccedilatildeo de raiacutezes finas e claras para a extraccedilatildeo de DNA natildeo
houve a amplificaccedilatildeo do DNA de FMAs
Natildeo houve diferenccedilas entre as estimativas de UTOs entre os dois manejos utilizando-se
sequecircncias obtidas com ambos conjuntos de iniciadores No entanto o iacutendice de diversidade de
Shannon foi significativamente maior no manejo SEM QUEIMA usando-se o par de iniciadores
NS31 e AM1 Assim como no uso do conjunto de iniciadores NS7 e F1Ra o emprego do par
NS31 e AM1 resultou em uma taxa de cobertura elevada (Figura 24) De acordo com as anaacutelises
de Libshuff as duas bibliotecas foram significativamente diferentes (P lt 005)
79
Tabela 16 ndash Similaridade das sequecircncias dos clones do gene rRNA 18s obtidas por amplificaccedilatildeo do DNA total
de raiacutezes de cana-de-accediluacutecar colonizadas por FMAs e utilizando os iniciadores NS31 e AM1 em
relaccedilatildeo a sequecircncias de bancos de dados puacuteblicos
Manejo Clone Sequecircncia mais similar [Acesso] Similaridade Freq(1)
SEM QUEIMA
UB AM1 G0414 Fusarium oxysporum [DQ9161501] 99 122
UB AM1 C0406 Fusarium cerealis [AF1419471] 98 24
UB AM1 H0315 Cladosporium cladosporioides [EU3755231] 99 537
UB AM1 B0204 Penicillium glabrum [AF5480901] 99 49
UB AM1 D0107 Phialophora verrucosa [EF4136141] 99 141
UB AM1 B0303 Phialophora verrucosa [EF4136141] 100 122
COM QUEIMA
B AM1 F0812 Fusarium oxysporum [DQ9161501] 99 948
B AM1 H0715 Fusarium oxysporum [DQ9161501] 98 26
B AM1 D1107 Phoma sp [EU8264811] 100 26
As sequecircncias foram comparadas usando-se o BLAST Cada clone representa um dos grupos formados por
UPGMA A coluna de frequecircncia se refere agrave proporccedilatildeo dos clones do grupo em cada biblioteca (1)
Frequecircncia de sequecircncias representadas pelo clone em cada um dos manejos (2)
Classe ldquoDothideomycetes et Chaetothyriomycetes incertae sedisrdquo
80
Figura 23 ndash Relaccedilotildees filogeneacuteticas entre a sequecircncias do gene rRNA 18S obtidas de raiacutezes de cana-de-accediluacutecar com o
par de iniciadores NS31 e AM1 e sequecircncias de fungos determinadas usando-se neighbor-joining
Nuacutemeros sobre os ramos indicam a porcentagem de 1000 repeticcedilotildees da anaacutelise de bootstrap Cada clone
representa um dos grupos formados por UPGMA Os valores entre parecircnteses representam a
percentagem do clone em cada biblioteca A barra representa uma substituiccedilatildeo a cada 100 nucleotiacutedeos
Clones grafados em negrito em preto satildeo referentes agraves raiacutezes de cana-de-accediluacutecar colhida SEM QUEIMA
enquanto os grafados em vermelho se referem agraves raiacutezes de cana-de-accediluacutecar COM QUEIMA preacutevia agrave
colheita
- Classe ldquoDothideomycetes et Chaetothyriomycetes incertae sedisrdquo
81
Tabela 17 - Estimativas de UTOs iacutendices de diversidade e cobertura de amostragem determinadas com base no sequenciamento de
clones do gene rRNA 18S de fungos associados a raiacutezes de cana-de-accediluacutecar com ou SEM QUEIMA preacutevia agrave colheita
obtidos utilizando-se o par de iniciadores NS31 e AM1
Comunidade NS NU Estimativa de riquezas de UTOs Iacutendices de diversidade ECAc
ACE-1 Chao1
Shannona
1Dab
SEM QUEIMA 41 6 64 (60 116) 65 (60 144) 1366 (1103 1630) 292 (209 484) 0976
COM QUEIMA 39 3 40 (31 141) 35 ( 30 114) 0320 (0058 0583) 117 (049-320) 0974
Valores entre parecircnteses representam o intervalo com 95 de confianccedila NS ndash nuacutemero de sequecircncias NU ndash nuacutemero de UTOs a
Estimador de maacutexima
semelhanccedila b ndash Reciacuteproco do iacutendice de Simpson
c ndash Estimativa de Cobertura da Amostragem Distacircncia evolutiva usada para as estimativas foi 001
82
Figura 24 - Anaacutelise de LIBSHUFF de comunidade de fungos associados agraves raiacutezes de cana-de-accediluacutecar sob dois manejos de colheita quando empregado o par de
iniciadores NS31 e AM1 A manejo SEM QUEIMA (homoacutelogo) x manejo COM QUEIMA B manejo COM QUEIMA (homoacutelogo) x manejo SEM
QUEIMA As comunidades satildeo diferentes significativamente com P lt 005 A distribuiccedilatildeo de (Cy-Cyx)2 como uma funccedilatildeo de D indica a diferenccedila
entre as duas comunidades
00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
00 01 02 03 04 05 06
Distacircncia Evolutiva (D)
Co
ber
tura
0000
0100
0200
0300
0400
0500
0600
0700
0800
(Cy
-Cy
x)2
Homoacutelogo
Heteroacutelogo
(Cx-Cxy)2
95XY
00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
0 01 02 03 04 05 06
Distacircncia Evolutiva (D)
Co
bertu
ra
0000
0002
0004
0006
0008
0010
0012
(Cx
-Cx
y)2
Homoacutelogo
Heteroacutelogo
(Cy-Cyx)2
95YX
A B
83
2337 Anaacutelise do gene rRNA 18S amplificado com os iniciadores especiacuteficos para grupos
de FMAs em raiacutezes de cana-de-accediluacutecar
Para determinar a estrutura da comunidade de FMAs por meio do sequenciamento dos
amplicons os iniciadores aqui desenhados e validados foram testados em amostras de raiacutezes de
cana-de-accediluacutecar do campo Apoacutes a amplificaccedilatildeo de fragmentos do gene rRNA 18S com os
iniciadores ACAU220 GIGA202 GLOMA690 e GLOMB673 e o sequenciamento dos
amplicons foram obtidas 161 sequecircncias Dessas 35 foram retiradas das anaacutelises por
consistirem quimeras ou sequecircncias de baixa qualidade Verificou-se que nenhum dos
iniciadores desenhados foi especiacutefico para FMAs de acordo com a comparaccedilatildeo das sequecircncias
obtidas com sequecircncias de bancos de dados por meio de BLAST (Tabelas 18 19 20 e 21) As
sequecircncias de parte do gene do rRNA 18S obtidas foram alinhadas para a anaacutelise filogeneacutetica
(Figuras 25 26 27 e 28) As sequecircncias obtidas natildeo se agruparam com as sequecircncias de fungos
do filo Glomeromycota do banco de dados (GenBank) Os amplicons obtidos com o iniciador
ACAU220 em sua maioria foram mais similares a Cladosporium (Dothideomycetes
Ascomycota) (Tabela 18 e Figura 25) A maioria dos amplicons obtidos com o iniciador
GIGA202 foram mais similares agrave Fusarium (Sordariomycetes Ascomycota) (Tabela 19 e
Figura 26) Quando utilizou-se o iniciador GLOMA690 a maioria dos amplicons foram mais
similares a Monodictys (Sordariomycetes Ascomycota) e a Cryptococcus (Tremellomycetes
Basidiomycota) (Tabela e Figura 27) Jaacute com o uso do iniciador GLOMB673 a maioria dos
amplicons foram mais similares a Phoma (Ascomycota mitospoacuterico) (Tabela 21 e Figura 28)
Com exceccedilatildeo de um amplicon obtido com o iniciador ACAU220 e alguns amplicons obtidos
com o iniciador GLOMB673 os quais foram mais similares agrave Basidiomycota todas os outros
amplicons obtidos com o emprego dos iniciadores desenhados foram mais similares a
Ascomycota Portanto uma vez que nenhuma sequecircncia obtida estaacute relacionada ao filo
Glomeromycota ao qual pertencem os FMAs os iniciadores desenhados foram inespeciacuteficos
para identificaccedilatildeo desses fungos nas raiacutezes de cana-de-accediluacutecar em condiccedilatildeo de campo
Mesmo assim foram estimadas a riqueza de UTOs e os iacutendices de diversidade de
Shannon e reciacuteproco de Simpson com os dados obtidos Pelo programa Spade foram estimadas
um total de 49 UTOs sendo 26 do tratamento SEM QUEIMA e 25 do tratamento COM
QUEIMA (Tabela 22) A estimativa de riqueza de fungos variou de 64 no manejo COM
84
QUEIMA 216 no manejo SEM QUEIMA a 265 espeacutecies de fungos considerando-se as
amostras dos dois tratamentos de colheita Os dois tratamentos tambeacutem natildeo apresentaram
diferenccedilas quanto aos iacutendices de diversidade A estimativa de cobertura da amostragem foi de
683 no tratamento sob manejo COM QUEIMA e 701 no tratamento sob manejo SEM
QUEIMA Verifica-se que a curva de rarefaccedilatildeo natildeo atinge a assiacutentota isto eacute somente uma
porccedilatildeo da riqueza de fungos associados agraves raiacutezes de cana-de-accediluacutecar foi amostrada (Figura 29)
As sequecircncias obtidas natildeo se agrupam com base em suas relaccedilotildees filogeneacuteticas em
funccedilatildeo do tratamento (SEM QUEIMA ou COM QUEIMA) Existem apenas 7 UTOs (56 do
total de UTOs) em comum entre os tratamentos SEM QUEIMA e COM QUEIMA As UTOs
em comum satildeo as identificadas pelos nuacutemeros 1 2 3 4 7 16 e 23 nas Tabelas 18 a 21 Esse
nuacutemero reduzido de UTOs em comum aos dois tratamentos indicaram diferenccedila na comunidade
de fungos associados agraves raiacutezes de cana-de-accediluacutecar A anaacutelise de Libshuff mostrou que as
comunidades de fungos dos dois tratamentos satildeo significativamente diferentes (p lt 005)
(Figura 30)
Muitas sequecircncias do gene rRNA 18S amplificadas de raiacutezes de cana-de-accediluacutecar com o
uso dos iniciadores desenhados podem representar novos taxa Um total de 52 (416 )
sequecircncias apresentam similaridade menor do que 96 agraves sequecircncias disponiacuteveis no banco de
dados do NCBI Essas sequecircncias foram verificadas como natildeo quimeacutericas e satildeo mais similares
a sequecircncias de Ascomycota e Basidiomycota com base na anaacutelise filogeneacutetica Empregando-
se os iniciadores aqui desenhados as seis UTOs mais frequentes representam 568 do total
de sequecircncias enquanto as UTOs contendo um uacutenica sequecircncia (singletons) representam 735
do total de UTOs mostrando a existecircncia de dominacircncia de algumas espeacutecies fuacutengicas na
comunidade associada agraves raiacutezes
As sequecircncias obtidas com os iniciadores grupo-especiacuteficos de FMAs desenhados no
presente trabalho natildeo tem regiatildeo em comum com as sequecircncias de clones das bibliotecas
obtidas utilizando os iniciadores da primeira abordagem (NS7 e F1Ra) No entanto a regiatildeo
amplificada do gene rRNA 18S obtida com uso dos iniciadores da segunda abordagem (NS31 e
AM1) eacute comum agrave parte da regiatildeo amplificada com o uso dos iniciadores grupo-especiacuteficos
Pela anaacutelise filogeneacutetica usando neighbor joining as sequecircncias da segunda abordagem
mostraram-se relacionadas a algumas sequecircncias obtidas com os iniciadores especiacuteficos (dados
natildeo mostrados) Isso mostra a consistecircncia do meacutetodo de PCR e sequenciamento para o
85
levantamento populacional dos fungos associados agraves raiacutezes de cana-de-accediluacutecar em condiccedilotildees de
campo apesar de o nuacutemero de UTOs recuperadas ser menor com o uso do iniciador AM1
Tabela 18 - Anaacutelise do BLAST de sequecircncias obtidas das bibliotecas de raiacutezes de cana-de-accediluacutecar COM
QUEIMA e SEM QUEIMA preacutevia agrave colheita utilizando o iniciador ACAU220
Manejo Clone iniciador UTO(1)
Sequecircncia mais similar [Acesso] Similaridade
(2)
SEM QUEIMA
A01 ACAU220 UTO 1 Cladosporium cladosporioides [EU3755231] 100
G01 ACAU220 UTO 1 Cladosporium cladosporioides [EU3755231] 96
F02 ACAU220 UTO 1 Cladosporium cladosporioides [EU3755231] 95
G02 ACAU220 UTO 1 Cladosporium cladosporioides [EU7234841] 94
B03 ACAU220 UTO 1 Cladosporium cladosporioides [EU3755231] 93
C03 ACAU220 UTO 1 Cladosporium cladosporioides [EU3755231] 93
D03 ACAU220 UTO 1 Cladosporium cladosporioides [EU7234841] 93
E01 ACAU220 UTO 1 Cladosporium cladosporioides [EU3755231] 93
D02 ACAU220 UTO 2 Penicillium brevicompactum [EU2636081] 98
H01 ACAU220 UTO 2 Penicillium freii [AY6409981] 98
A03 ACAU220 UTO 2 Phialocephala fortinii [EU3820701] 96
B02 ACAU220 UTO 3 Monodictys arctica [EU6865191]] 93
C01 ACAU220 UTO 4 Penicillium purpurogenum [DQ3659471] 96
C02 ACAU220 UTO 5 Hypocrea koningii [EU7224041] 92
D01 ACAU220 UTO 6 Pseudocolus fusiformis [AF0266231] 98
E02 ACAU220 UTO 7 Fusarium oxysporum [EU7108211] 98
Com Queima
H03 ACAU220 UTO 1 Cladosporium cladosporioides [EU3755231] 96
H04 ACAU220 UTO 1 Cladosporium cladosporioides [EU3755231] 96
D05 ACAU220 UTO 1 Cladosporium cladosporioides [EU3755231] 95
G04 ACAU220 UTO 1 Cladosporium cladosporioides [EU3755231] 93
B04 ACAU220 UTO 2 Penicillium glabrum [AF5480901] 93
A04 ACAU220 UTO 3 Phoma sp [EU8264811] 97
G03 ACAU220 UTO 3 Monodictys arctica [EU6865191] 97
E05 ACAU220 UTO 3 Phoma sp [EU8264811] 94
D04 ACAU220 UTO 3 Didymella exitialis [EU1675641] 91
B05 ACAU220 UTO 4 Penicillium purpurogenum [DQ3659471] 96
C05 ACAU220 UTO 16 Monodictys arctica [EU6865191] 93
F03 ACAU220 UTO 28 Paraconiothyrium brasiliense [EU2956511] 91
F05 ACAU220 UTO 29 Alternaria sp [EU8264791] 97
G05 ACAU220 UTO 30 Lithothelium septemseptatum [AY5846621] 96
Os E-values de todas as comparaccedilotildees foram iguais a zero (1)
Identidade das Unidades Taxonocircmicas Operacionais determinadas pelo programa DOTUR ao niacutevel de 99 de
similaridade (2)
Similaridade da sequecircncia ambiental com o respectivo acesso do NCBI dada pela anaacutelise de BLAST
86
Tabela 19 - Anaacutelise do BLAST de sequecircncias obtidas das bibliotecas de raiacutezes de cana-de-accediluacutecar COM
QUEIMA e SEM QUEIMA preacutevia agrave colheita utilizando o iniciador GIGA202
Manejo Clone iniciador UTO(1)
Sequecircncia mais similar [Acesso] Similaridade
(2)
SEM QUEIMA
A06 GIGA202 UTO 1 Cladosporium cladosporioides [EU3755231] 96
D07 GIGA202 UTO 3 Monodictys arctica [EU6865191] 95
H06 GIGA202 UTO 4 Penicillium purpurogenum [AF2452571] 97
B08 GIGA202 UTO 4 Penicillium purpurogenum [DQ3659471]] 93
A08 GIGA202 UTO 7 Fusarium oxysporum [EF5903261] 96
A07 GIGA202 UTO 7 Fusarium oxysporum [EF5903261] 95
F07 GIGA202 UTO 7 Fusarium oxysporum [EF5903261] 94
E06 GIGA202 UTO 7 Fusarium oxysporum [EF5903261] 93
F06 GIGA202 UTO 7 Fusarium oxysporum [EF5903261] 93
C07 GIGA202 UTO 7 Fusarium oxysporum [EF5903261] 92
D06 GIGA202 UTO 7 Fusarium oxysporum [EF5903261] 92
B06 GIGA202 UTO 8 Fusarium oxysporum [EF5903261] 90
C06 GIGA202 UTO 9 Fusarium oxysporum [EF5903261] 90
C08 GIGA202 UTO 10 Fusarium oxysporum [EF5903261] 90
E07 GIGA202 UTO 11 Fusarium oxysporum [EF5903261] 91
G06 GIGA202 UTO 12 Monodictys arctica [EU6865191] 87
G07 GIGA202 UTO 13 Fusarium oxysporum [EF5903261] 91
COM QUEIMA
A09 GIGA202 UTO 1 Cladosporium cladosporioides [EU3755231] 97
D09 GIGA202 UTO 3 Monodictys arctica [EU6865191] 99
E10 GIGA202 UTO 3 Phoma sp [EU8264811] 99
F09 GIGA202 UTO 3 Phaeosphaeria nodorum [EU1892131] 99
G09 GIGA202 UTO 3 Phoma sp [EU8264811] 99
B09 GIGA202 UTO 3 Phoma sp [EU8264811] 97
C09 GIGA202 UTO 3 Phoma sp [EU8264811] 96
H08 GIGA202 UTO 3 Phaeosphaeria nodorum [EU1892131] 96
B10 GIGA202 UTO 7 Fusarium oxysporum [EF5903261] 95
G10 GIGA202 UTO 7 Fusarium oxysporum [EF5903261] 94
F08 GIGA202 UTO 7 Fusarium oxysporum [EF5903261] 93
E09 GIGA202 UTO 30 Paraconiothyrium variabile [EU2956531] 95
A10 GIGA202 UTO 31 Monodictys arctica [EU6865191] 89
C10 GIGA202 UTO 32 Penicillium purpurogenum [DQ3659471] 92
E08 GIGA202 UTO 33 Pyrenochaeta nobilis [DQ8982871] 98
F10 GIGA202 UTO 34 Fusarium oxysporum [EF5903261] 94
H09 GIGA202 UTO 35 Monodictys arctica [EU6865191] 95
Os E-values de todas as comparaccedilotildees foram iguais a zero (1)
Unidades Taxonocircmicas Operacionais determinadas pelo programa DOTUR ao niacutevel de 99 de similaridade (2)
Similaridade da sequecircncia ambiental com o respectivo acesso do NCBI dada pela anaacutelise de BLAST
87
Tabela 20 - Anaacutelise do BLAST de sequecircncias obtidas das bibliotecas de raiacutezes de cana-de-accediluacutecar COM
QUEIMA e SEM QUEIMA preacutevia agrave colheita utilizando o iniciador GLOMA690
Manejo Clone iniciador UTO(1)
Sequecircncia mais similar [Acesso] Similaridade
(2) E-value
SEM QUEIMA
A11 GLOMA690 UTO 3 Monodictys arctica [EU6865191] 99 00
B11 GLOMA690 UTO 3 Monodictys arctica [EU6865191] 99 8e-167
B12 GLOMA690 UTO 3 Monodictys arctica [EU6865191] 99 6e-163
D11 GLOMA690 UTO 3 Monodictys arctica [EU6865191] 98 8e-162
F11 GLOMA690 UTO 3 Monodictys arctica [EU6865191] 97 5e-159
A01 GLOMA690 UTO 3 Phoma sp [EU8264811] 97 00
C01 GLOMA690 UTO 3 Phoma sp [EU8264811] 97 00
B01 GLOMA690 UTO 14 Phoma sp [EU8264811] 98 00
A12 GLOMA690 UTO 14 Monodictys arctica [EU6865191] 97 3e-151
E11 GLOMA690 UTO 14 Monodictys arctica [EU6865191] 94 2e-142
C11 GLOMA690 UTO 15 Cryptococcus vishniacii [AB0326571] 99 1e-164
H12 GLOMA690 UTO 16 Monodictys arctica [EU6865191] 98 1e-159
G11 GLOMA690 UTO 16 Monodictys arctica [EU6865191] 97 4e-155
D12 GLOMA690 UTO 16 Monodictys arctica [EU6865191] 96 4e-150
E12 GLOMA690 UTO 17 Cryptococcus aerius [EU8476621] 96 6e-148
F12 GLOMA690 UTO 18 Monodictys arctica [EU6865191] 96 1e-150
G12 GLOMA690 UTO 19 Monodictys arctica [EU6865191] 90 4e-120
H11 GLOMA690 UTO 20 Monodictys arctica [EU6865191] 98 8e-162
D01 GLOMA690 UTO 21 Cryptococcus gastricus [DQ6455131] 97 00
COM QUEIMA
C02 GLOMA690 UTO 3 Phoma medicaginis [EU1675751] 97 00
A03 GLOMA690 UTO 36 Cryptococcus terreus [AB0326491] 97 00
E02 GLOMA690 UTO 36 Cryptococcus terreus [AB0326491] 98 00
B03 GLOMA690 UTO 36 Cryptococcus terreus [AB0326491] 96 00
B02 GLOMA690 UTO 37 Cryptococcus terreus [AB0326491] 93 00
D03 GLOMA690 UTO 38 Dothidotthia aspera [EU6732281] 88 1e-139
E01 GLOMA690 UTO 39 Phoma sp [EU8264811] 93 00
E03 GLOMA690 UTO 40 Phoma sp [EU8264811] 92 00
F01 GLOMA690 UTO 41 Cryptococcus terreus [AB0326491] 93 00
G02 GLOMA690 UTO 42 Phoma sp [EU8264811] 97 00
H02 GLOMA690 UTO 43 Phoma sp [EU8264811] 97 00
(1) Unidades Taxonocircmicas Operacionais determinadas pelo programa DOTUR ao niacutevel de 99 de similaridade
(2) Similaridade da sequecircncia ambiental com o respectivo acesso do NCBI dada pela anaacutelise de BLAST
88
Tabela 21 - Anaacutelise do BLAST de sequecircncias obtidas das bibliotecas de raiacutezes de cana-de-accediluacutecar COM
QUEIMA e SEM QUEIMA preacutevia agrave colheita utilizando o iniciador GLOMB673
Manejo Clone iniciador UTO(1)
Sequecircncia mais similar [Acesso] Similaridade
(2) e-value
SEM QUEIMA
A05 GLOMB673 UTO 3 Monodictys arctica [EU6865191] 99 00
A06 GLOMB673 UTO 3 Phoma sp [EU8264811] 99 00
D06 GLOMB673 UTO 3 Phoma sp [EU8264811] 99 00
B05 GLOMB673 UTO 3 Phoma sp [EU8264811] 98 00
E04 GLOMB673 UTO 3 Monodictys arctica [EU6865191] 98 00
B04 GLOMB673 UTO 3 Phoma sp [EU8264811] 97 00
C06 GLOMB673 UTO 3 Leptosphaeria doliolum [U434571] 97 00
D05 GLOMB673 UTO 3 Monodictys arctica [EU6865191] 96 00
D04 GLOMB673 UTO 16 Phoma sp [EU8264811] 98 00
A04 GLOMB673 UTO 22 Phoma medicaginis [EU1675751] 92 7e-156
C04 GLOMB673 UTO 23 Monodictys arctica [EU6865191] 98 00
F04 GLOMB673 UTO 24 Rhytidhysteron rufulum [AF2014521] 95 00
F05 GLOMB673 UTO 25 Monodictys arctica [EU6865191] 94 00
G05 GLOMB673 UTO 26 Pleosporales [FJ1768441] 99 00
H05 GLOMB673 UTO 27 Phoma sp [EU8264811] 96 00
COM QUEIMA
G08 GLOMB673 UTO 3 Phoma sp [EU8264811] 99 00
C08 GLOMB673 UTO 3 Phoma sp [EU8264811] 97 00
C07 GLOMB673 UTO 16 Monodictys arctica [EU6865191] 98 00
G07 GLOMB673 UTO 16 Monodictys arctica [EU6865191] 96 00
A07 GLOMB673 UTO 23 Monodictys arctica [EU6865191] 99 00
D07 GLOMB673 UTO 23 Phoma sp [EU8264811] 98 00
B07 GLOMB673 UTO 34 Trichocladium asperum [EU2636131] 94 00
E06 GLOMB673 UTO 34 Trichocladium asperum [EU2636131] 94 3e-174
F06 GLOMB673 UTO 35 Phoma sp [EU8264811] 99 00
A08 GLOMB673 UTO 39 Phoma sp [EU8264811] 99 00
E07 GLOMB673 UTO 44 Dothidotthia aspera [EU6732251] 90 1e-162
F07 GLOMB673 UTO 45 Monodictys arctica [EU6865191] 91 2e-180
F08 GLOMB673 UTO 46 Phoma sp [EU8264811] 90 8e-170
G06 GLOMB673 UTO 47 Coniothyrium palmarum [AY6425141] 95 00
H06 GLOMB673 UTO 48 Pleosporales sp [FJ1768441] 92 2e-161
H08 GLOMB673 UTO 49 Phoma sp [EU8264811] 97 00
(1) Unidades Taxonocircmicas Operacionais determinadas pelo programa DOTUR ao niacutevel de 99 de similaridade
(2) Similaridade da sequecircncia ambiental com o respectivo acesso do NCBI dada pela anaacutelise de BLAST
89
Figura 25 ndash Relaccedilotildees filogeneacuteticas entre as sequecircncias do rDNA 18S obtidas de raiacutezes de cana-de-accediluacutecar
utilizando o iniciador ACAU220 e sequecircncias de fungos determinadas usando neighbor joining
Nuacutemeros sobre os ramos indicam a percentagem de 1000 repeticcedilotildees da anaacutelise de bootstrap O
comprimento da barra representa duas substituiccedilotildees a cada 100 nucleotiacutedeos As sequecircncias do
tratamento SEM QUEIMA estatildeo grafadas em preto e negrito e as do tratamento COM QUEIMA
estatildeo em vermelho e negrito
90
Figura 26 ndash Relaccedilotildees filogeneacuteticas entre as sequecircncias do rDNA 18S obtidas de raiacutezes de cana-de-accediluacutecar
utilizando o iniciador GIGA202 e sequecircncias de fungos determinadas usando neighbor joining
Nuacutemeros sobre os ramos indicam a percentagem de 1000 repeticcedilotildees da anaacutelise de bootstrap O
comprimento da barra representa duas substituiccedilotildees a cada 100 nucleotiacutedeos As sequecircncias do
tratamento SEM QUEIMA estatildeo grafadas em preto e negrito e as do tratamento COM QUEIMA
estatildeo em vermelho e negrito
91
Figura 27 ndash Relaccedilotildees filogeneacuteticas entre as sequecircncias do rDNA 18S obtidas de raiacutezes de cana-de-accediluacutecar
utilizando o iniciador GLOMA690 e sequecircncias de fungos determinadas usando neighbor joining
Nuacutemeros sobre os ramos indicam a percentagem de 1000 repeticcedilotildees da anaacutelise de bootstrap O
comprimento da barra representa duas substituiccedilotildees a cada 100 nucleotiacutedeos As sequecircncias do
tratamento SEM QUEIMA estatildeo grafadas em preto e negrito e as do tratamento COM QUEIMA
estatildeo em vermelho e negrito
92
Figura 28 ndash Relaccedilotildees filogeneacuteticas entre as sequecircncias do rDNA 18S obtidas de raiacutezes de cana-de-accediluacutecar
utilizando o iniciador GLOMB673 e sequecircncias de fungos determinadas usando neighbor joining
Nuacutemeros sobre os ramos indicam a percentagem de 1000 repeticcedilotildees da anaacutelise de bootstrap O
comprimento da barra representa duas substituiccedilotildees a cada 100 nucleotiacutedeos As sequecircncias do
tratamento SEM QUEIMA estatildeo grafadas em preto e negrito e as do tratamento COM QUEIMA
estatildeo em vermelho e negrito
93
Figura 29 ndash Curvas de rarefaccedilatildeo para bibliotecas de clones do gene rRNA 18S obtidas usando os iniciadores
FMAs grupo-especiacuteficos em amostras DNA de raiacutezes de cana-de-accediluacutecar sob tratamento SEM
QUEIMA e COM QUEIMA A curva de rarefaccedilatildeo foi gerada com o programa DOTUR (SCHLOSS
HANDELSMAN 2005) utilizando o niacutevel de 99 de similaridade
94
Tabela 22 - Estimativas de UTOs iacutendices de diversidade e cobertura de amostragem calculadas a partir de bibliotecas de rDNA 18S
de fungos associados a raiacutezes de cana-de-accediluacutecar com ou SEM QUEIMA preacutevia agrave colheita utilizando os iniciadores
ACAU220 GIGA202 GLOMA690 e GLOMB673
Valores entre parecircnteses representam o intervalo com 95 de confianccedila NS ndash nuacutemero de sequecircncias NU ndash nuacutemero de UTOs a
Estimador de maacutexima
semelhanccedila b ndash Reciacuteproco do iacutendice de Simpson
c ndash Estimativa de Cobertura da Amostragem Distacircncia evolutiva usada para as estimativas foi 001
Comunidade NS NU Estimativa de riquezas de UTOs Iacutendices de diversidade
ECAc
ACE-1 Chao1
Shannona
1Da b
SEM QUEIMA 67 26 1777 (621 6645)
2160 (1066 4738)d
2544 (2242 2845) 679 (447 1412) 0701
COM QUEIMA 58 28 1080 (511 3057) 641( 391 1457) 2808 (2520 3096) 904 (631 1953) 0683
Todas as sequecircncias 125 49 2130(1077 5072)
2650(1145 7616) 3134 (2898 3370) 1083 (715 2232) 0712
95
Figura 30 - Anaacutelise de LIBSHUFF de comunidade de fungos associado agraves raiacutezes de cana-de-accediluacutecar sob dois manejos de colheita utilizando o conjunto de
iniciadores desenhados ACAU220 GIGA202 GLOMA690 e GLOMB673 A manejo SEM QUEIMA (homoacutelogo) x manejo COM QUEIMA B
manejo COM QUEIMA (homoacutelogo) x manejo SEM QUEIMA As comunidades satildeo diferentes significativamente com P lt 005 A distribuiccedilatildeo de
(Cy-Cyx)2 como uma funccedilatildeo de D indica a diferenccedila entre as duas comunidades
B A
96
Os estudos de comunidades de FMAs satildeo importantes devido aos efeitos das MAs para as
plantas e para os ecossistemas terrestres (HEIJDEN et al 1998) Poreacutem a principal dificuldade
nas investigaccedilotildees do ciclo de vida da filogenia organizaccedilatildeo geneacutetica dinacircmica e estrutura das
comunidades dos FMAs eacute o seu biotrofismo obrigatoacuterio As abordagens moleculares
principalmente a caracterizaccedilatildeo de genes do rRNA tecircm contribuido para a elucidaccedilatildeo da
ecologia dos FMAs Esses genes satildeo muito utilizados por suas caracteriacutesticas evolutivas as quais
permitem a investigaccedilatildeo em diferentes niacuteveis de resoluccedilatildeo filogeneacutetica (HILLIS DIXON 1991)
Aleacutem disso eacute um gene que ocorre em muacuteltiplas coacutepias no genoma sendo a sua detecccedilatildeo mais
faacutecil em relaccedilatildeo a outros genes Segundo Oumlpik et al (2006) de 26 trabalhos 23 investigaram
comunidade de FMAs utilizando o gene rRNA 18S 7 investigaram regiotildees ITS e 4 avaliaram o
gene rRNA 28S sendo que alguns dos trabalhos utilizaram mais de um locus gecircnico
O desenho de novos iniciadores para a amplificaccedilatildeo de DNA dos organismos pertencentes
ao filo Glomeromycota eacute importante para evitar o vieacutes causado pelo uso do tradicional iniciador
AM1 (HELGASON 1998) Esse iniciador tem sido usado em inuacutemeros estudos de comunidades
de FMAs em campo (OumlPIK et al 2006) no entanto ele natildeo amplifica o DNA dos grupos basais
de Glomeromycota como Archaeosporales (REDECKER 2000 SANTOS FINLAY TEHLER
2006 SANTOS-GONZAacuteLEZ et al 2007) Aleacutem disso o iniciador AM1 pode amplificar
sequecircncias de fungos natildeo-micorriacutezicos arbusculares (DOUHAN et al 2005) Jaacute o emprego de
iniciadores especiacuteficos para fungos em geral pode natildeo cobrir toda a comunidade fuacutengica e dessa
forma natildeo refletir a comunidade de FMAs da amostra ou natildeo identificar sequer uma sequecircncia
de fungo do filo Glomeromycota (Tabela 14 e Figura 21) Por essa razatildeo o desenho de
iniciadores especiacuteficos para os principais grupos de Glomeromycota eacute de suma importacircncia
Mesmo com a colonizaccedilatildeo micorriacutezica variando de 30 a 52 natildeo foi possiacutevel a
detecccedilatildeo de FMAs nas raiacutezes utilizando-se as trecircs abordagens (1) aplicaccedilatildeo do iniciador AM1
(2) iniciador F1Ra especiacutefico para fungos em geral e (3) uso dos iniciadores aqui desenhados A
ausecircncia de sequecircncias clonadas que fossem mais similares agraves sequecircncias de Glomeromycota
mesmo utilizando iniciadores especiacuteficos e funcionais em amostras de casa-de-vegetaccedilatildeo e em
amostras de campo (raiacutezes da pradaria Konza) pode indicar um ambiente com uma comunidade
fuacutengica diversa e complexa nas raiacutezes de cana-de-accediluacutecar do campo Com os iniciadores
desenhados neste estudo houve um maior nuacutemero de UTOs detectadas em relaccedilatildeo aos
iniciadores AM1 ou F1Ra O nuacutemero de 49 UTOs sequenciadas e 265 UTOs estimadas somente
97
nas raiacutezes da cana-de-accediluacutecar (Tabela 22) indicam alta diversidade fuacutengica em relaccedilatildeo agrave outros
ambientes Waldrop et al (2006) avaliaram a diversidade de fungos do solo empregando-se o
par de iniciadores ITS1F e ITS4 e o sequenciamento dos clones provenientes de amostras de
aacutereas com diferentes nuacutemeros de espeacutecies vegetais no estado de Minnesota EUA Esses autores
obtiveram um total de 149 UTOs de fungos do solo em 7 diferentes tratamentos com um nuacutemero
maacuteximo de 40 UTOs quando se sequenciaram 72 clones de um tratamento Mas esses resultados
foram obtidos de amostras de DNA extraiacutedo do solo o qual geralmente apresenta maior
diversidade fuacutengica do que aquela associada agraves raiacutezes Neubert et al (2006) avaliaram a estrutura
da comunidade de fungos nos diferentes oacutergatildeos de caniccedilo e verificaram que as raiacutezes satildeo os
oacutergatildeos com maior diversidade A alta diversidade poderia ser a causa do vieacutes na amplificaccedilatildeo nos
experimentos deste trabalho no entanto Vandenkoornhuyse et al (2002) estudaram a
diversidade de fungos em raiacutezes da Poaceae Arrhenatherum elatius com o uso de iniciadores
especiacuteficos para fungos em geral e encontraram 49 filotipos sendo 3 relacionados agrave
Glomeromycota Husband et al (2002) amplificaram o DNA de FMAs de raiacutezes de floresta
tropical do Panamaacute empregando os iniciadores NS31 e AM1 e mostram que a
ldquohiperdiversidaderdquo pode natildeo ser a explicaccedilatildeo para o problema
Por outro lado considerando que quanto maior a diversidade vegetal maior o nuacutemero de
nichos e portanto maior a diversidade de fungos (LODGE 1997) a diversidade em raiacutezes de
uma lavoura de cana-de-accediluacutecar natildeo seria alta ao ponto de mascarar a presenccedila de FMAs Em
aacutereas de monocultura como as de cana-de-accediluacutecar haveria uma dominacircncia de um pequeno grupo
de fungos resultando em amostras de DNA com prevalecircncia desses organismos os quais se
sobrepujariam em relaccedilatildeo aos FMAs nas amostras de DNA total Como foi mostrado pelo
sequenciamento de clones do gene rRNA 18S e anaacutelise pelo DOTUR aproximadamente 60
das sequecircncias pertencem a apenas seis UTOs de um total de 49 UTOs Desse modo pode haver
uma razatildeo DNA alvo DNA natildeo-alvo desfavoraacutevel agrave amplificaccedilatildeo especiacutefica
Considerando que os iniciadores desenhados obtiveram resultados positivos nos testes in
silico e em amostras controle de casa-de-vegetaccedilatildeo eacute possiacutevel que o problema resida nas
condiccedilotildees suboacutetimas de PCR Assim paracircmetros como temperatura de pareamento dos
iniciadores concentraccedilotildees de cloreto de magneacutesio e diluiccedilatildeo da primeira PCR podem estar em
niacuteveis natildeo ideais Os testes para esses e outros paracircmetros tais como presenccedila ou ausecircncia de
BSA ou DMSO (Dimetil Sulfoacutexido) foram feitos nas amostras controle provindas de casa-de-
98
vegetaccedilatildeo e natildeo nas raiacutezes de cana-de-accediluacutecar do campo Eacute possiacutevel que as amplificaccedilotildees
inespeciacuteficas com o emprego dos iniciadores desenhados usando DNA de raiacutezes de cana-de-
accediluacutecar poderiam ser evitadas com a otimizaccedilatildeo das condiccedilotildees de PCR O BSA eacute um adjuvante
que pode aumentar a eficiecircncia da amplificaccedilatildeo O DMSO eacute um agente desnaturante que inibe
formaccedilatildeo de estruturas secundaacuterias e eacute utilizado para melhorar a eficiecircncia e a especificidade de
amplificaccedilatildeo (KITADE et al 2003) Entretanto o problema pode ter mais de uma origem em
razatildeo de o emprego dos iniciadores Glomus grupo A (GLOMA189 e GLOMA690) em raiacutezes da
pradaria Konza resultar em amplicons especiacuteficos e em ausecircncia de sequecircncias natildeo-alvo (Figuras
14 e 15) Esses resultados nos mostra que haacute um problema especiacutefico com as amostras de raiacutezes
de cana-de-accediluacutecar onde pode haver um inibidor natildeo universal uma vez que a siacutentese de
amplicons apesar de serem inespeciacuteficos ocorre Um possiacutevel fator para a natildeo detecccedilatildeo de
FMAs nas raiacutezes eacute a incapacidade do meacutetodo de extraccedilatildeo de homogeneizar completamente o
tecido vegetal o que deixaria as hifas dos FMAs protegidas ou ligadas aos tecidos da cana-de-
accediluacutecar Essa proteccedilatildeo diminuiria a eficiecircncia da extraccedilatildeo do DNA de FMAs nas amostras de
raiacutezes de cana-de-accediluacutecar
Esses problemas podem contribuir para a amplificaccedilatildeo do DNA de determinados fungos
em funccedilatildeo do ambiente Esse vieacutes jaacute foi constatado em outros trabalhos (ANDERSON et al
2003 JUMPPONEN 2007) e pode ser decorrecircncia do fato de os iniciadores terem sido
desenhados com base em sequecircncias de espeacutecimes mantidas em coleccedilotildees de culturas e em
laboratoacuterios e natildeo em sequecircncias de organismos que ocorrem naturalmente no campo Uma vez
que os FMAs satildeo simbiotroacuteficos obrigatoacuterios a obtenccedilatildeo desse tipo de sequecircncia eacute dificultada
Assim a inespecificidade dos iniciadores pode ter origem na baixa relaccedilatildeo DNA alvo
DNA natildeo-alvo nas condiccedilotildees suboacutetimas de PCR ou em problemas inerentes agraves amostras ou ao
meacutetodo de extraccedilatildeo de DNA de raiacutezes de cana-de-accediluacutecar A soluccedilatildeo para a validaccedilatildeo dos
iniciadores especiacuteficos e para o acesso agrave comunidade de Glomeromycota nas raiacutezes de cana-de-
accediluacutecar pode ser alcanccedilada por meio de experimentos para se testar esses paracircmentros Outro
ponto a ser observado eacute que eacute preciso ser cauteloso para conclusotildees tiradas sobre comunidades de
FMAs quando se emprega o par de iniciadores NS31 e AM1 sem o uso do sequenciamento como
nas anaacutelises de T-RFLP e DGGE Os resultados podem natildeo refletir a real da comunidade de
FMAs nas amostras
99
Apesar de a detecccedilatildeo de FMAs natildeo ser possiacutevel as sequecircncias obtidas satildeo informativas
quanto ao que ocorre com a estrutura da comunidade fuacutengica nas raiacutezes A alta frequecircncia de
sequecircncias de Ascomycota nas bibliotecas obtidas com os iniciadores F1Ra (especiacutefico para
fungos) AM1 (especiacutefico para FMAs) e os especiacuteficos para grupos de FMAs ACAU220
GIGA202 GLOMA690 e GLOMB673 indicam uma dominacircncia de fungos desse filo nas raiacutezes
de cana-de-accediluacutecar
Com o emprego do iniciador F1Ra foi estimada uma riqueza de ateacute 51 UTOs (Tabela 15)
e do AM1 uma riqueza de ateacute 65 UTOs (Tabela 17) em duas amostras de cana-de-accediluacutecar sob
manejo SEM QUEIMA e COM QUEIMA A razatildeo para a diferenccedila eacute que o iniciador F1Ra eacute
universal para Fungi enquanto o segundo eacute especiacutefico para um grupo de fungos No entanto com
o uso dos iniciadores grupo-especiacuteficos aqui desenhados foi estimada uma riqueza de ateacute 265
UTOs nas 36 amostras de raiacutezes de cana-de-accediluacutecar Com relaccedilatildeo agrave estrutura da comunidade
fuacutengica o uso dos iniciadores F1Ra ou AM1 e dos iniciadores especiacuteficos aqui desenhados
indicam diferenccedilas entre as comunidades fuacutengicas nos tratamento SEM QUEIMA e COM
QUEIMA pela anaacutelise de Libshuff Esses resultados podem indicar que o uso de apenas um par
de iniciadores mesmo universal para fungos e poucas repeticcedilotildees de amostras pode resultar em
baixa cobertura de amostragem da comunidade fuacutengica
Os iacutendices estimados de riqueza e de diversidade de UTOs com o uso dos iniciadores
especiacuteficos para fungos FMAs e FMAs grupo-especiacutefico natildeo foram diferentes entre os dois
manejos de colheita sugerindo que a comunidade fuacutengica natildeo eacute afetada em nuacutemero e diversidade
de organismos pelo sistema de colheita adotado pelo menos na eacutepoca avaliada Isso pode ser
explicado pelo pouco tempo de manejo SEM QUEIMA em que o teor de C no solo ainda natildeo foi
alterado (Tabela 7) indicando que a deposiccedilatildeo de palha sobre o solo ainda natildeo afeta
significativamente as propriedades quiacutemicas e bioloacutegicas do solo
100
3 CONCLUSOtildeES
A abundacircncia riqueza e diversidade de FMAs determinadas com base na presenccedila de
esporos assexuais no solo natildeo diferiu entre os tratamentos SEM QUEIMA e COM QUEIMA
preacutevia agrave colheita nem entre as variedades de cana-de-accediluacutecar e na interaccedilatildeo dos fatores Manejo de
Colheita e Variedades de cana-de-accediluacutecar
O manejo de colheita SEM QUEIMA preacutevia estimulou a colonizaccedilatildeo micorriacutezica
arbuscular em cana-de-accediluacutecar em relaccedilatildeo ao manejo com colheita COM QUEIMA preacutevia logo
apoacutes a primeira colheita
O uso de iniciadores especiacuteficos para fungos em geral (Reino Fungi) do iniciador AM1 e
dos iniciadores especiacuteficos para grupos de FMAs natildeo permitiu a detecccedilatildeo de FMAs nas raiacutezes de
cana-de-accediluacutecar
Os iacutendices de riqueza e diversidade e a estrutura da comunidade fuacutengica associados agraves
raiacutezes de cana-de-accediluacutecar determinados por meio dos dados de sequenciamento do gene rRNA
18S natildeo diferiram entre os manejos de colheita SEM QUEIMA e COM QUEIMA preacutevia
O manejo da cana-de-accediluacutecar e colheita COM QUEIMA preacutevia agrave colheita alterou a
estrutura da comunidade fuacutengica associada agraves raiacutezes logo apoacutes a primeira colheita
101
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8
RESUMO
Comunidades de fungos micorriacutezicos arbusculares no solo e raiacutezes de cana-de-accediluacutecar
Os fungos micorriacutezicos arbusculares (FMAs filo Glomeromycota) formam associaccedilotildees
simbioacuteticas com a maioria das plantas vasculares Normalmente as hifas dos FMAs crescem no
solo e colonizam o interior das raiacutezes No entanto natildeo se sabe se as espeacutecies mais abundantes
detectadas no solo por meio da identificaccedilatildeo com base na morfologia dos esporos assexuais satildeo
tambeacutem as mais abundantes no interior das raiacutezes devido agraves dificuldades para a identificaccedilatildeo dos
FMAs com base nas estruturas intrarradiculares Assim o objetivo do presente trabalho foi
avaliar a estrutura da comunidade de FMAs em cana-de-accediluacutecar sob dois manejos de colheita por
meio da identificaccedilatildeo das espeacutecies que estatildeo no solo na forma de esporos assexuais e aquelas que
estatildeo nas raiacutezes usando o sequenciamento de clones do gene rRNA 18S Amostras de solo e
raiacutezes de cana-de-accediluacutecar de trecircs variedades e dois manejos de colheita SEM QUEIMA preacutevia e
COM QUEIMA preacutevia agrave colheita foram coletadas em um experimento localizado no municiacutepio
de Novo Horizonte SP Foram utilizadas trecircs abordagens para a identificaccedilatildeo dos FMAs no
interior das raiacutezes emprego de (1) iniciador especiacutefico para fungos em geral (2) iniciador
especiacutefico para FMAs e (3) iniciadores especiacuteficos para grupos de FMAs O nuacutemero de esporos
por 50 g de solo a riqueza de espeacutecies observada e estimada e a diversidade de esporos natildeo
diferiram significativamente entre os manejos SEM QUEIMA e COM QUEIMA Efeitos
significativos de variedades de cana-de-accediluacutecar ou na interaccedilatildeo dos fatores manejo e variedade
natildeo foram observados A anaacutelise de ordenaccedilatildeo com base nos esporos identificados tambeacutem natildeo
indicou separaccedilatildeo das amostras em funccedilatildeo dos tratamentos Entretanto plantas do tratamento sob
manejo SEM QUEIMA apresentaram as maiores taxas de colonizaccedilatildeo micorriacutezica arbuscular
quando comparadas agraves plantas do tratamento sob manejo COM QUEIMA Esses dados indicam
que a taxa de colonizaccedilatildeo micorriacutezica arbuscular eacute um indicador mais sensiacutevel agrave mudanccedila de
manejo de colheita da cana-de-accediluacutecar do que os outros indicadores avaliados Apoacutes a extraccedilatildeo de
DNA das raiacutezes o uso dos iniciadores especiacuteficos para fungos em geral para FMAs e iniciadores
especiacuteficos para grupo de FMAs natildeo resultou em sequecircncias de Glomeromycota Mesmo assim a
comunidade de fungos associados agraves raiacutezes detectada por sequenciamento do gene rRNA 18S foi
avaliada Os resultados indicam que a estrutra da comunidade fuacutengica associada agraves raiacutezes de
cana-de-accediluacutecar diferiu significativamente entre os manejos de colheita SEM QUEIMA e COM
QUEIMA preacutevia apesar de natildeo haver diferenccedilas na riqueza e iacutendices de diversidade de unidades
taxonocircmicas operacionais observadas Em geral estudos adicionais devem ser feitos para
otimizar as condiccedilotildees para amplificaccedilatildeo do gene rRNA 18S de FMAs para melhor entender a
ecologia dos mesmos
Palavras-chave Micorriza arbuscular rRNA18S Ecologia Fungos
9
ABSTRACT
Arbuscular mycorrhizal fungi communities in soil and sugarcane roots
Arbuscular mycorrhizal fungi (AMF Glomeromycota) form mutualistic symbioses with
most land plants AMF hypha generally grow through the soil and colonize the cortical tissue of
the plant roots However it is not known whether the most abundant species in the soil
determined based on the morphology of asexual spores are the most abundant inside the roots
due the difficulties in identifying AMF based on intraradical structures Therefore the aim of this
study was to evaluate the AMF community structure in sugarcane rhizosphere and roots under
two harvesting managements based on spores in the soil and sequencing of 18S rRNA gene
clones respectively Sugarcane rhizosphere soil and roots were sampled from three varieties
under two harvesting managements without pre-harvesting burning and with pre-harvesting
burning at an experimental field located in Novo Horizonte (Satildeo Paulo Brazil) Three
approaches were used to identify AMF inside the roots (1) using fungi-specific primers (2)
using AMF-specific primers and (3) using AMF group-specific primers The number of spores in
the soil the observed and estimated species richness and the diversity of AMF spores in the
treatments without and with pre-harvesting burning were not statistically different Statistically
significant effects of sugarcane varieties or the interaction of the factors Harvesting Management
and Varieties were not observed Ordination analysis based on the identified spores did not show
clustering by treatments However intraradical root colonization rates were higher in the
treatment without pre-harvesting burning as compared to the treatment with pre-harvesting
burning These data indicate that intraradical colonization rate may be used as a more sensitive
indicator of environmental changes due to harvesting management as compared to the other
indicators evaluated The use of fungi-specific AMF-specific and AMF group-specific primers
did not allow the detection of Glomeromycota in the sugarcane roots sampled from the field
experiment Nonetheless the fungal communities associated with sugarcane roots detected by
18S rRNA gene clone sequencing were evaluated The results indicate that the fungal
communities associated with sugarcane roots from the treatments without and with pre-harvesting
burning were statistically different even though no differences in operational taxonomic unit
richness and diversity indices were observed In general additional studies are necessary to
optimize AMF 18S rRNA gene amplification for a better understanding of their ecology
Keywords Arbuscular mycorrhiza 18S rRNA Ecology Fungi
10
1 INTRODUCcedilAtildeO
Os fungos micorriacutezicos arbusculares (FMAs) formam associaccedilotildees simbioacuteticas com a
maioria das plantas vasculares terrestres (SMITH READ 1997) incluindo algumas de
importacircncia econocircmica para o homem (OrsquoCONNOR SMITH SMITH 2002) A associaccedilatildeo
micorriacutezica geralmente propicia melhor desenvolvimento vegetal devido ao aumento de absorccedilatildeo
de aacutegua e nutrientes principalmente foacutesforo (P) pelas hifas do FMA O fungo recebe em troca
fotoassimilados e fatores de crescimento necessaacuterios para completar o seu ciclo de vida (SMITH
BARKER 2002)
Entre as plantas que formam micorrizas arbusculares estaacute a cana-de-accediluacutecar uma cultura
de grande importacircncia econocircmica no Brasil (MAPA 2008) A expansatildeo das aacutereas cultivadas com
cana-de-accediluacutecar tem sido incentivada pelo interesse na produccedilatildeo de aacutelcool para uso como
combustiacutevel alternativo Previamente agrave colheita parte dessa aacuterea cultivada eacute queimada podendo
contribuir para o aumento de gases poluentes e responsaacuteveis pelo efeito estufa Assim a praacutetica
de colheita da cana-de-accediluacutecar sem queima vem ganhando interesse por causar menores impactos
ambientais No entanto os efeitos dessa alteraccedilatildeo do manejo da cultura de cana-de-accediluacutecar sobre a
microbiota dos solos satildeo poucos conhecidos
O uso da microbiota edaacutefica como indicador de impactos ambientais tem sido
extensivamente discutidos (NIELSEN WINDING 2002 LAMBAIS et al 2005 BUNEMANN
SCHWENKE GD VAN ZWIETEN 2006 FLIEszligBACH et al 2007 FRANCHINI et al
2007) Nesse contexto alteraccedilotildees na estrutura da comunidade de FMAs poderiam ser indicadores
de estresses ambientais No entanto para o eficiente uso dos FMAs como indicadores de
estresses ambientais eacute necessaacuterio identificar as espeacutecies presentes no ecossistema tanto em
associaccedilatildeo com o vegetal como no solo A identificaccedilatildeo dos FMAs eacute normalmente feita com base
na morfologia dos esporos pois as estruturas intrarradiculares de diferentes espeacutecies natildeo podem
ser diferenciadas morfologicamente O uso de teacutecnicas moleculares eacute uma alternativa para
superar essas dificuldades e viabilizar o estudo da ecologia dos FMAs Para a investigaccedilatildeo de
comunidades de FMAs iniciadores especiacuteficos para amplificar fragmentos do gene rRNA eou
espaccedilos intergecircnicos tecircm sido usados (HIJRI et al 2006 SANTOS-GONZAacuteLEZ FINLAY
TEHLER 2007 LEE LEE YOUNG 2008)
Entretanto a amplificaccedilatildeo de fragmentos do gene rRNA 18S de FMAs por PCR (Reaccedilatildeo
em Cadeia da Polimerase) ainda eacute limitada pois os iniciadores existentes natildeo amplificam o DNA
11
de todos os organismos do filo Glomeromycota Essa ineficiecircncia pode ser resultado do baixo
nuacutemero de sequecircncias do gene rRNA 18S disponiacuteveis para o desenho de iniciadores especiacuteficos
Alternativamente se iniciadores mais geneacutericos fossem usados a aplicaccedilatildeo dos meacutetodos de
sequenciamento em larga escala do gene rRNA 18S (rDNA) de amostras ambientais poderia
contornar o problema de especificidade dos iniciadores
Assim os objetivos deste estudo satildeo (1) avaliar meacutetodos de extraccedilatildeo de DNA e
desenvolver meacutetodos de amplificaccedilatildeo por PCR e sequenciamento de clones de fragmento do gene
rRNA 18S para a anaacutelise de comunidades de FMAs (2) investigar a diversidade e a estrutura das
comunidade de FMAs no solo rizosfeacuterico e raiacutezes de cana-de-accediluacutecar utilizando a teacutecnica
desenvolvida neste estudo em condiccedilotildees de campo e (3) determinar os efeitos da queima da
cana-de-accediluacutecar preacutevia agrave colheita na diversidade e estrutura das comunidades de FMAs
12
2 DESENVOLVIMENTO
21 Revisatildeo bibliograacutefica
211 Micorrizas Arbusculares
As micorrizas arbusculares (MAs) satildeo associaccedilotildees entre certos fungos do solo e uma
grande parte das plantas vasculares Esta associaccedilatildeo eacute encontrada em cerca de 70 de espeacutecies
vegetais e estaacute distribuiacuteda em vaacuterios ecossistemas terrestres (SMITH READ 1997) As MAs
tecircm importacircncia para a nutriccedilatildeo vegetal e ocorrem na maioria das espeacutecies cultivadas pelo
homem (BURROWS PFLEGER 2002 OrsquoCONNOR SMITH SMITH 2002)
Os FMAs pertencem ao filo Glomeromycota classe Glomeromycetes a qual possui 4
ordens 10 famiacutelias e 13 gecircneros com aproximadamente 180 espeacutecies descritas (SCHUumlSSLER
2008) Esses fungos colonizam o coacutertex das raiacutezes crescendo inter- e intracelularmente Em certo
momento da simbiose haacute uma intensa divisatildeo dicotocircmica do aacutepice da hifa no interior de ceacutelulas
corticais formando o arbuacutesculo estrutura possivelmente responsaacutevel pela troca de nutrientes
entre os simbiontes (BONFANTE-FASOLO 1984) Em estaacutedios mais tardios da colonizaccedilatildeo haacute
formaccedilatildeo de vesiacuteculas estruturas intrarradiculares com suposta funccedilatildeo de reserva de lipiacutedios e
formaccedilatildeo de esporos no solo ou no interior das raiacutezes
Os FMAs em associaccedilatildeo com o vegetal conectam o solo com as raiacutezes aumentando o
volume de solo explorado e ultrapassando a zona de depleccedilatildeo de alguns nutrientes Assim os
benefiacutecios nutricionais satildeo proporcionados pela maior absorccedilatildeo de elementos minerais
especialmente aqueles pouco moacuteveis no solo como P aleacutem de Zn e Cu (COLOZZI-FILHO
BALOTA 1994 SIQUEIRA 1996) Dessa forma em consequecircncia da melhoria do estado
nutricional da planta a associaccedilatildeo micorriacutezica pode trazer uma seacuterie de benefiacutecios para o
hospedeiro vegetal como a reduccedilatildeo dos estresses de origem bioacutetica e abioacutetica (QUILAMBO et
al 2005 COLLA et al 2008) e aumento da taxa fotossinteacutetica (SHENG et al 2008) Haacute
evidecircncias de que as MAs aumentam tambeacutem a absorccedilatildeo de aacutegua (ALMEIDA 1985 AL-
KARAKI MCMICHAEL ZAK 2004 AUGEacute et al 2004) conferindo agraves plantas maior
toleracircncia ao estresse hiacutedrico O miceacutelio crescendo no solo contribui para o aumento da
agregaccedilatildeo das partiacuteculas do solo por meio do enovelamento das hifas e produccedilatildeo de glomalina
(NOacuteBREGA et al 2001) A intensidade e a qualidade dos efeitos das MAs nas plantas e solo
13
dependem da interaccedilatildeo entre os genomas da planta do fungo e destes com o ambiente Poreacutem
em condiccedilotildees de baixa disponibilidade de nutrientes principalmente P a maior eficiecircncia
simbioacutetica promove uma maior conservaccedilatildeo de nutrientes no agroecossistema Sendo a simbiose
mutualista os FMAs tambeacutem se beneficiam recebendo fotoassimilados que necessitam para
completar seu ciclo de vida Dessa forma a base do mutualismo das MAs eacute a transferecircncia
bidirecional de nutrientes entre os simbiontes (SMITH BARKER 2002)
As MAs satildeo especialmente importantes nos ecossistemas de regiotildees tropicais uma vez
que nos solos dessas regiotildees boa parte do P estaacute fortemente associada a oacutexidos de ferro e
alumiacutenio acarretando uma baixa disponibilidade para as plantas O estudo da ecologia dos FMAs
nos solos apresenta no entanto uma seacuterie de limitaccedilotildees impostos principalmente pela
impossibilidade de se cultivar os FMAs in vitro
212 Estudo de comunidades de fungos micorriacutezicos arbusculares
Os estudos de comunidades de FMAs tem aumentado ao longo dos anos (KOYDE
MOSSE 2004) em face dos efeitos beneacuteficos das MAs para a nutriccedilatildeo das plantas e para a
conservaccedilatildeo de ecossistemas Segundo demonstrado por Heijden et al (1998) o aumento da
riqueza de espeacutecies de FMAs no solo aumenta a diversidade vegetal a entrada de nutrientes e a
produtividade do ecossistema Por outro lado existem indicativos de que a comunidade vegetal
tambeacutem pode influenciar as comunidades de FMAs (JOHNSON et al 2003) Por suas funccedilotildees
nos ecosistemas as comunidades de FMAs podem ser usadas para monitorar alteraccedilotildees na
qualidade do solo em funccedilatildeo de eventos de praacuteticas de manejo agriacutecola (NIELSEN WINDING
2002 LAMBAIS et al 2005 FLIEszligBACH et al 2007)
Alguns dos distuacuterbios impostos ao ambiente podem causar alteraccedilotildees nas comunidades de
FMAs que perduram durante anos dependendo de como ela eacute manejada Moreira et al (2007)
utilizaram atributos ecoloacutegicos com base nas comunidades de FMAs na forma de esporos no
solo para distinguir uma floresta nativa de uma aacuterea reflorestada com Araucaacuteria haacute 18 anos e
tendo pasto sob as aacutervores As duas aacutereas foram discriminadas com base em anaacutelise discrimante
canocircnica sendo que o iacutendice de Diversidade de Shannon de FMAs foi o atributo ecoloacutegico que
mais contribuiu para a distinccedilatildeo da aacuterea de floresta nativa e a aacuterea reflorestada Foram
identificadas 27 espeacutecies de FMAs nas duas aacutereas sendo que a aacuterea natural apresentou maior
14
diversidade e nuacutemero total de esporos do que a aacuterea reflorestada Os autores sugerem que a
ausecircncia de distuacuterbios e a maior diversidade de plantas tenha contribuiacutedo para a maior
diversidade e abundacircncia de FMAs
As praacuteticas agriacutecolas podem influenciar de forma significativa a composiccedilatildeo da
comunidade de FMAs na forma de esporos no solo Mathimaran et al (2007) avaliaram os efeitos
de cinco anos de rotaccedilatildeo de culturas sobre a comunidade de FMAs em um Ferralsol no Kenya
Haviam dois tratamentos de plantio rotaccedilatildeo de milho com crotalaacuteria e plantio contiacutenuo de
milho e dois tratamentos de adubaccedilatildeo com ou sem adubaccedilatildeo fosfatada Os autores acessaram a
comunidade por meio da extraccedilatildeo e identificaccedilatildeo de esporos e por sequenciamento da subunidade
maior do gene rRNA de esporos de cultura armadilha A diversidade de FMAs natildeo foi afetada
pelos manejos de plantio ou pela adubaccedilatildeo de P No entanto a abundacircncia relativa de espeacutecies foi
maior para o tratamento com rotaccedilatildeo de cultura
Em determinadas situaccedilotildees a mudanccedila do manejo da lavoura pode natildeo levar a mudanccedilas
na comunidade de FMAs O efeito do manejo de cultivo convencional e orgacircnico de pomares e
viveiros de citros sobre as comunidades de FMAs foi avaliado por Focchi et al (2004) Em 36
amostras de 6 pomares dois viveiros e uma aacuterea de mata nativa foram recuperadas 26 espeacutecies
de FMAs Os autores natildeo encontraram diferenccedilas nas comunidades de FMAs em funccedilatildeo do
manejo adotado embora praacuteticas conservacionistas como rotaccedilatildeo de culturas possam contribuir
para o aumento da diversidade e riqueza de FMAs no solo (DOUDS JANKE PETERS 1993
ROSALES VALDEacuteZ 1996)
Outro fator que pode causar alteraccedilotildees da estrutura da comunidade de FMAs eacute a queima
da biomassa vegetal Eom et al (1999) estudaram a comunidade fuacutengica em uma pradaria dos
EUA de 9 anos sob diferentes tratamentos regimes de queima corte da cobertura vegetal e
adubaccedilotildees nitrogenadas eou fosfatadas Os autores coletaram esporos para identificaccedilatildeo
morfoloacutegica e raiacutezes para determinaccedilatildeo da colonizaccedilatildeo micorriacutezica e verificaram que a queima
anual diminuiu a diversidade de FMAs mas natildeo a abundacircncia de esporos e a colonizaccedilatildeo
intrarradicular As interaccedilotildees dos tratamentos de queima roccedilagem da cobertura vegetal e
adubaccedilatildeo resultaram em mudanccedilas de diversidade e abundacircncia de FMAs mostrando que essas
praacuteticas influenciam os fatores do solo como teor de N e umidade os quais podem alterar a
comunidade de FMAs (EOM et al 1999)
15
Poucos trabalhos existem na literatura que tenham estudado a interaccedilatildeo de FMAs com
cana-de-accediluacutecar Paula et al (1991) estudaram a interaccedilatildeo de Gluconacetobacter diazotrophicus
com Glomus clarum em trecircs culturas incluindo a cana-de-accediluacutecar Os autores verificaram que a
inoculaccedilatildeo do FMA junto com uma mistura de bacteacuterias diazotroacuteficas resultou em maior
colonizaccedilatildeo micorriacutezica e maior populaccedilatildeo de G diazotrophicus na parte aeacuterea da cana-de-
accediluacutecar o que evidencia um sinergismo entre os dois microrganismos Gosal Gupta e Gosal
(2001) verificaram que a inoculaccedilatildeo com FMAs em cana-de-accediluacutecar micropropagada aumentou a
sobreviecircncia apoacutes transplante das plantas para o solo em relaccedilatildeo agraves placircntulas natildeo micorrizadas
Alguns trabalhos investigaram a influecircncia dos FMAs no desenvolvimento da cana-de-
accediluacutecar em condiccedilotildees de campo Foi observada que a resposta dessa cultura agrave MA aos 83 dias
apoacutes o plantio eacute baixa (KELLY et al 2001 2005) Por outro lado Reddy et al (2004)
verificaram aumento do crescimento da cana-de-accediluacutecar com inoculaccedilatildeo de alguns FMAs aos 40
e 80 dias apoacutes o plantio Em outro estudo foi observado que a produccedilatildeo de cana-de-accediluacutecar eacute
maior com a inoculaccedilatildeo de FMAs somente em tratamentos com adubaccedilatildeo inferior de nitrogecircnio
foacutesforo e potaacutessio comparada agrave cana-de-accediluacutecar sem inoculaccedilatildeo (QUILLOY LANSANG 1992)
Apesar desses trabalhos com cana-de-accediluacutecar nenhum deles avaliaram os efeitos dos
FMAs na produccedilatildeo final e na qualidade do produto como os teores de accediluacutecar Aleacutem do que na
maior parte dos estudos foi aplicada apenas uma variedade de cana-de-accediluacutecar Existe apenas um
artigo (REIS PAULA DOumlBEREINER 1999) e uma dissertaccedilatildeo de mestrado (ANDREOLA
1982) investigando a comunidade de FMAs em cana-de-accediluacutecar em condiccedilotildees de campo Reis
Paula e Doumlbereiner (1999) estudaram 14 variedades de cana-de-accediluacutecar em diversas lavouras no
estado do Rio de Janeiro e em Pernambuco Esses autores encontraram um total de 18 espeacutecies de
FMAs na forma de esporos e indicaccedilotildees de que a praacutetica da queima do canavial antes da colheita
pode reduzir a diversidade de FMAs Andreola (1982) analisou um ensaio de adubaccedilatildeo
nitrogenada e fosfatada e aplicaccedilatildeo de vinhaccedila em cana-de-accediluacutecar sobre um Latossolo no
municiacutepio de Araras SP ao longo de 13 meses O autor verificou maiores nuacutemeros de esporos e
taxa de colonizaccedilatildeo micorriacutezica arbuscular nos meses com maior precipitaccedilatildeo pluviomeacutetrica Jaacute a
aplicaccedilatildeo de vinhaccedila e a adubaccedilatildeo nitrogenada e fosfatada natildeo mudaram o nuacutemero de eporos no
solo e a taxa de colonizaccedilatildeo micorriacutezica arbuscular Assim os resultados de Andreola (1982)
mostram variaccedilatildeo de esporos e taxa de colonizaccedilatildeo micorriacutezica em funccedilatildeo da pluviosidade e
ausecircncia de resposta agrave aplicaccedilatildeo de vinhaccedila ou adubos fosfatados e nitrogenados
16
Portanto considerando os poucos trabalhos no assunto e a importacircncia da cultura para o
Brasil eacute tambeacutem importante o conhecimento sobre a comunidade de FMAs associada agrave cana-de-
accediluacutecar e os efeitos sofridos por essa comunidade em razatildeo de mudanccedilas de manejo ou alteraccedilotildees
do ambiente
213 Taxonomia e identificaccedilatildeo molecular de fungos micorriacutezicos arbusculares
A taxonomia dos FMAs eacute feita com base na morfologia e ontogenia de esporos assexuais
como tamanho cor forma nuacutemero de paredes caracteriacutesticas da hifa de sustentaccedilatildeo etc (Figura
1) Devido agrave semelhanccedila das estruturas fuacutengicas intrarradiculares natildeo eacute possiacutevel a identiicaccedilatildeo de
espeacutecies com base nas mesmas Assim existem vaacuterios limitantes para o estudo da ecologia dos
FMAs em condiccedilotildees de campo A morfologia e a produccedilatildeo dos esporos satildeo dependentes do
estaacutedio fisioloacutegico da planta hospedeira e das condiccedilotildees ambientais A magnitude da esporulaccedilatildeo
no solo pode natildeo refletir o grau de colonizaccedilatildeo das raiacutezes Assim uma espeacutecie de FMA pode
esporular abundantemente no solo mas colonizar uma pequena proporccedilatildeo do sistema radicular da
planta Em contraste uma espeacutecie que colonize uma grande proporccedilatildeo do sistema radicular pode
natildeo produzir um grande nuacutemero de esporos (REDECKER HIJRI WIEMKEN 2003) Essas
informaccedilotildees sugerem que as espeacutecies mais abundantes na forma de esporos no solo podem natildeo
representar as mais abundantes no interior das raiacutezes (CLAPP et al 1995 e ROSENDAHL
STUKENBROCK 2004) As dificuldades nos estudos de ecologia de FMAs tornam-se ainda
maiores devido ao fato dos mesmos serem biotroacuteficos obrigatoacuterios e natildeo serem passiacuteveis de
cultivo in vitro O uso de culturas armadilhas ou raiacutezes transformadas para a multiplicaccedilatildeo de
FMAs seria uma alternativa mas essa abordagem eacute trabalhosa e geralmente demanda longo
tempo aleacutem de existir a possibilidade de seleccedilatildeo de espeacutecies de FMAs pela planta hospedeira
usada (CARRENHO TRUFEM BONONI 2002)
Os esforccedilos para identificar espeacutecies conhecer a diversidade e a dinacircmica de comunidades
de FMAs satildeo cada vez maiores devido aos seus impactos na organizaccedilatildeo e produccedilatildeo de
ecossistemas incluindo agroecossistemas Para contornar tais problemas uma alternativa seria o
uso de teacutecnicas moleculares independentes de cultivo (REDECKER HIJRI WIEMKEN 2003
STUKENBROCK ROSENDAHL 2005 HEMPEL RENKER BUSCOT 2007) Por meio da
anaacutelise de certas regiotildees do DNA de FMAs eacute possiacutevel estabelecer relaccedilotildees filogeneacuteticas entre
17
diferentes filotipos encontrados em amostras de solo eou raiacutezes e definir a dinacircmica populacional
da aacuterea de estudo por exemplo Com o emprego da teacutecnica da PCR eacute possiacutevel produzir
relativamente grandes quantidades de DNA para anaacutelise a partir de amostras com concentraccedilotildees
iacutenfimas de DNA total Assim o uso da PCR revolucionou os estudos de filogenia e diversidade
geneacutetica de FMAs jaacute que os mesmos natildeo podem ser cultivados axenicamente Anaacutelises geneacuteticas
tecircm permitido a identificaccedilatildeo de FMAs em raiacutezes colonizadas bem como a definiccedilatildeo das
relaccedilotildees filogeneacuteticas de isolados de FMAs na forma de esporos (RENKER et al 2003
SHEPHERD et al 2007 CROLL et al 2008)
Figura 1 ndash Caracteriacutesticas morfoloacutegicas utilizadas para a identificaccedilatildeo taxonocircmica de FMAs A esporo de Glomus
etunicatum mostrando a hifa de sustentaccedilatildeo (ldquosubtending hyphardquo) e uma camada da parede do esporo
(ldquoL2rdquo) B esporos de Glomus clavisporum em esporocarpo mostrando a rede de hifas (ldquohyphal plexusrdquo)
C placa (ou escudo) de germinaccedilatildeo presente em esporo de Scutellospora scutata D detalhe de
ornamentaccedilatildeo da parede externa de um esporo de Acaulospora denticulata Fonte INVAM (2008)
Sequecircncias do gene rRNA 18S tecircm sido utilizadas para a identificaccedilatildeo taxonocircmica de
FMAs (HELGASON et al 1998 ROSENDAHL STUKENBROCK 2004) a qual
A Fonte INVAM 2008 B Fonte INVAM 2008
D Fonte INVAM 2008 C Fonte INVAM 2008
18
normalmente coincide com a taxonomia baseada em morfologia dos esporos (MORTON
REDECKER 2001 SCHWARZOTT WALKER SCUumlSSLER 2001 WALKER et al 2004)
Alternativamente os espaccediladores internos transcritos (ITS do inglecircs Internal Transcribed
Spacer) sequecircncias que separam os genes rRNA 18S 58S e 25S28S tambeacutem podem ser
utilizados para estudos filogeneacuteticos Poreacutem as sequecircncias dos ITS de FMAs satildeo altamente
variaacuteveis devido agrave grande variabilidade geneacutetica dos nuacutecleos dos esporos (SANDERS et al
1995 LLOYD-MACGILP et al 1996) o que pode inviabilizar a identificaccedilatildeo de espeacutecies com
base nessas sequecircncias
O uso de PCR para amplificar fragmentos do gene rRNA 18S de FMAs ainda eacute limitado
O iniciador AM1 (HELGASON et al 1998) geralmente utilizado nos estudos de comunidades
de FMAs natildeo amplifica o DNA de todas as espeacutecies de FMAs e pode amplificar o DNA de
alguns fungos que natildeo pertencem ao filo Glomeromycota (REDECKER 2000 DOUHAN et al
2005 LEE LEE YOUNG 2008) Outro iniciador utilizado para estudos de ecologiafilogenia de
FMAs eacute o VANS1 Poreacutem esse iniciador eacute complementar a uma regiatildeo natildeo muito conservada do
gene rRNA 18S de Glomeromycota (SIMON LALONDE BRUNS 1992 SCHUumlSSLER et al
2001) e pode natildeo amplificar o DNA de todas as espeacutecies de Glomeromycota A eficiecircncia dos
iniciadores para PCR depende do nuacutemero de sequecircncias de diferentes espeacutecies usadas para definiacute-
los De acordo com as bases de dados integradas pelo Centro Nacional de Informaccedilatildeo para
Biotecnologia (NCBI httpwwwncbinlmnihgov) no ano de 2006 existiam cerca de 3800
sequecircncias do gene rRNA 18S de fungos Glomeromycota depositadas e aproximadamente
49000 sequecircncias de fungos de outros filos Jaacute em 2008 aproximadamente 6500 sequecircncias do
gene rRNA 18S de Glomeromycota e 86000 sequecircncias de fungos de outros filos estavam
disponiacuteveis
Uma vez que as informaccedilotildees sobre sequecircncias do gene rRNA 18S na base de dados do
NCBI tecircm aumentado constantemente com maior nuacutemero tanto de sequecircncias alvo como natildeo-
alvo o desenho de novos iniciadores especiacuteficos mais eficientes se torna possiacutevel No entanto
como o filo Glomeromycota eacute bastante diverso para os genes rRNA uma alternativa seria o
desenho de iniciadores para grupos especiacuteficos de FMAs com menor diversidade geneacutetica
19
22 Material e meacutetodos
221 Comparaccedilatildeo dos meacutetodos de extraccedilatildeo de DNA das raiacutezes
Para o estudo de comunidades de FMAs colonizando as raiacutezes das plantas eacute necessaacuteria a
extraccedilatildeo do DNA total das raiacutezes colonizadas o qual eacute composto de DNA da planta e DNA de
fungos e outros microrganismos associados agraves raiacutezes Os meacutetodos de extraccedilatildeo de DNA de plantas
utilizam diferentes processos para a lise de membranas para a liberaccedilatildeo e a purificaccedilatildeo desses
aacutecidos nucleacuteicos da amostra Considerando-se a complexidade do DNA total extraiacutedo de raiacutezes
coletadas no campo os diferentes meacutetodos de extraccedilatildeo de DNA podem apresentar eficiecircncias
variaacuteveis Dessa forma foram testados cinco meacutetodos de extraccedilatildeo de DNA de raiacutezes visando a
anaacutelise de FMAs a elas associadas Foi avaliada a concentraccedilatildeo pureza e a viabilidade de
amplificaccedilatildeo do DNA total obtido utilizando-se raiacutezes de Brachiaria sp inoculadas com
diferentes espeacutecies de FMAs
As plantas foram previamente inoculadas com diferentes espeacutecies de FMAs e cultivadas
em vasos contendo solo esterilizado em autoclave Os FMAs utilizados foram
- Acaulospora scrobiculata
- Glomus clarum
- Gigaspora rosea
- Paraglomus brasilianum
- Glomus etunicatum
- Gigaspora rosea e Scutellospora heterogama
Foram utilizados cinco meacutetodos para extraccedilatildeo de DNA das raiacutezes colonizadas por FMAs
(Quadro 1) sendo dois deles com kits comerciais e outros trecircs adaptados de procedimentos
documentados na literatura conforme descrito abaixo
Antes da extraccedilatildeo de DNA as raiacutezes foram lavadas quatro vezes com aacutegua destilada para
remoccedilatildeo de impurezas mais grosseiras homogeneizadas e maceradas em nitrogecircnio liacutequido com
o uso de almofariz e pilatildeo de porcelana Cada amostra foi dividida em 5 aliacutequotas de mesma
massa fresca (200 a 500 mg) e transferidas para tubos de polietileno Assim foi utilizada a
mesma quantidade de material vegetal de cada amostra de raiacutezes para cada um dos 5 meacutetodos de
extraccedilatildeo de DNA
20
Meacutetodos
1 Kit FastDNA Spin (Bio 101 Vista Califoacuternia)
2 Kit UltraClean Soil DNA Isolation (Mo Bio Laboratories Carlsbad CA USA)
3 Meacutetodo adaptado de Edwards et al (1997)
4 Meacutetodo adaptado de Doyle e Doyle (1990)
5 Meacutetodo adaptado de Redecker (2000)
Quadro 1 ndash Meacutetodos utilizados para extraccedilatildeo de DNA de raiacutezes de braquiaacuteria
colonizadas por FMAs
Meacutetodo 1 kit FastDNA Spin (Bio 101 Vista Califoacuternia) O DNA total da amostra de
raiacutezes foi extraiacutedo de acordo com as instruccedilotildees do fabricante No microtubo de lise foram
adicionadas as raiacutezes maceradas e 800 μL de soluccedilatildeo de lise para tecidos vegetais (CLS-VF) mais
100 μL da soluccedilatildeo PPS Cada microtubo de lise continha granada finamente moiacuteda e 2 esferas de
ceracircmica O microtubo foi agitado em um homogeneizador FP120Fast Prep Cell Disruptor (Bio
101 Vista Califoacuternia) por 20 segundos com velocidade de 4ms-1
As amostras foram
centrifugadas por 10 minutos a 13000 g 600 μL da fase superior foram transferidos para novos
microtubos de 15 mL Foram adicionados 600 μL da soluccedilatildeo com matriz de ligaccedilatildeo e
prosseguiu-se com inversatildeo dos tubos por 20 vezes e incubaccedilatildeo a temperatura ambiente com leve
agitaccedilatildeo Em seguida as amostras foram centrifugadas a 13000 g por 1 minuto e o sobrenadante
foi descartado O peacutelete foi ressuspendido em 500 μL da soluccedilatildeo de lavagem SEWS A soluccedilatildeo
foi transferida para o filtro Spin Filter reg o qual foi acoplado a um microtubo Este conjunto foi
centrifugado por duas vezes a 13000 g por 1 minuto O filtrado foi descartado O filtro foi entatildeo
transferido para novo tubo e adicionaram-se 50 μL da soluccedilatildeo DES sobre a matriz de ligaccedilatildeo
contida no tubo A matriz foi ressuspendida cuidadosamente para hidrataccedilatildeo e solubilizaccedilatildeo do
DNA Essa mistura foi incubada por 5 minutos a temperatura ambiente e centrifugou-se a 13000
g por um minuto para recuperar o DNA eluiacutedo com DES O DNA obtido foi armazenado a -20
ordmC
Meacutetodo 2 Kit UltraClean Soil DNA Isolation (Mo Bio Laboratories Carlsbad CA
USA) O DNA foi extraiacutedo de acordo com o manual do fabricante com modificaccedilotildees conforme
descrito a seguir As raiacutezes maceradas foram transferidas para tubo contendo a soluccedilatildeo de lise
21
Bead A mistura foi agitada gentilmente e adicionaram-se 60 L da Soluccedilatildeo 1 Depois de inverter
o tubo por vaacuterias vezes este foi incubado a 70o C por 10 minutos Adicionaram-se 200 L de
Soluccedilatildeo IRS (Soluccedilatildeo de Remoccedilatildeo de Inibidor) e a soluccedilatildeo foi homogeneizada no
homogeneizador FP120Fast Prep Cell Disruptor (Bio 101 Vista Califoacuternia) por 20 segundos
com velocidade de 4 ms-1
O tubo foi centrifugado a 10000 g por 30 segundos e o sobrenadante
transferido para um novo tubo onde foram adicionados 250 L da Soluccedilatildeo 2 A soluccedilatildeo foi
homogeneizada em vortex por 5 segundos e o tubo incubado a 4o C por 5 minutos para depois ser
centrifugado a 10000 g por 1 minuto Todo o sobrenadante foi transferido para um novo tubo
onde se adicionaram 13 mL da Soluccedilatildeo 3 e a soluccedilatildeo foi homogeneizada em vortex por 5
segundos 700 L foram transferidos para o filtro do kit e o conjunto filtro-tubo foi centrifugado
agrave 10000 g por 1 minuto O filtrado foi descartado e adicionaram-se mais 700 L de soluccedilatildeo ao
mesmo filtro Em seguida o tubo foi centrifugado agrave 10000 g por 1 minuto O processo foi
repetido ateacute que todo o sobrenadante fosse filtrado Foram adicionados entatildeo 300 L da Soluccedilatildeo
4 sobre o filtro centrifugou-se a 10000 g por 30 segundos O filtrado foi descartado e
centrifugou-se novamente por 1 minuto Para recuperar o DNA o filtro foi transferido para um
novo tubo e adicionaram-se 50 l da Soluccedilatildeo 5 no centro do filtro O conjunto filtro-tubo foi
centrifugado a 10000 g por 30 segundos e depois o filtro foi descartado A soluccedilatildeo de DNA
obtida foi armazenada a ndash20o C
Meacutetodo 3 Meacutetodo adaptado de Edwards (1997) Agraves raiacutezes maceradas foram
adicionados 800 μL de soluccedilatildeo tampatildeo de Etil Xantana de Potaacutessio (625 mM de Etil Xantana de
Potaacutessio - PEX 100 mM de tris-HCl pH 75 700 mM NaCl 10 mM EDTA pH 80) As
suspensotildees foram homogeneizadas em vortex e incubadas a 65 ordmC por uma hora Depois da
incubaccedilatildeo foram adicionados 500 μL de fenolclorofoacutermioaacutelcool isoamiacutelico (25241 vvv) e a
mistura foi emulsificada em vortex Os microtubos foram centrifugados a 12000 g por 5 minutos
Uma aliacutequota de 650 μL do sobrenadante foi coleta e transferida para um novo tubo A essa
soluccedilatildeo foram adicionados mais 650 μL de fenolclorofoacutermioaacutelcool isoamiacutelico A mistura foi
emulsificada e centrifugada a 12000 g por 2 minutos A fase aquosa sobrenadante foi transferida
para novo tubo e misturada com 650 μL de clorofoacutermioaacutelcool isoamiacutelico (241 vv) As misturas
foram homogeneizadas novamente em vortex e centrifugadas a 12000 g por 5 minutos Um
volume de 500 μL do sobrenadante foi transferido para novo tubo onde foi adicionado 110 do
volume de acetato de soacutedio 3M (pH 52) e igual volume (500 μL) de isopropanol para
22
precipitaccedilatildeo do DNA A precipitaccedilatildeo do DNA foi feita por uma hora a 4 oC Em seguida os
tubos foram centrifugados por 15 minutos a 12000 g e a 4 ordmC O sobrenadante foi descartado e
adicionaram-se 500 μL de etanol 70 ao peacutelete formado Os microtubos foram centrifugados a
12000 g por 5 minutos O DNA precipitado foi seco em cacircmara de fluxo ressuspendido em 100
μL de TE (10 mM Tris HCl 1 mM de EDTA pH 80) e armazenado a -20 ordmC
Meacutetodo 4 Meacutetodo adaptado de Doyle Doyle (1990) Em cada microtubo de 15 mL
contendo as raiacutezes maceradas foram adicionados 650 μL da soluccedilatildeo tampatildeo de extraccedilatildeo (2 de
brometo de cetiltrimetilamocircnio (CTAB) 14 M de NaCl 100 mM deTris-HCl pH 80 20 mM de
EDTA pH 80 1 de polivinilpirrolidona PVP) Os microtubos foram agitados em vortex e
incubados em banho-maria a 55ordm C por 50 minutos Foram adicionados 650 μL de
clorofoacutermioaacutelcool isoamiacutelico (241 vv) e agitou-se em voacutertex ateacute formar uma emulsatildeo
Centrifugaram-se as amostras por 5 minutos a 12000 g para separaccedilatildeo do sobrenadante A fase
aquosa de cada amostra foi transferida para um novo microtubo onde se adicionou o mesmo
volume de isopropanol para precipitaccedilatildeo de DNA Em seguida os tubos foram centrifugados por
5 minutos a 12000 g Os peacuteletes formados foram lavados duas vezes com etanol 70 com
centrifugaccedilatildeo a 12000 g por 2 minutos para remoccedilatildeo de sais O DNA precipitado foi seco em
cacircmara de fluxo ressolubilizado em 50 μL de TE (10 mM Tris HCl 1 mM de EDTA pH 80) e
armazenado a -20 ordmC
Meacutetodo 5 Meacutetodo adaptado de Redecker (2000) A cada aliacutequota de raiacutezes maceradas
foram adicionados 300 μL de NaOH 025M Os microtubos foram incubados a 90 ordmC por 10
minutos Em seguida adicionaram-se 150 μL de Tris-HCl 05 M e 300 μL de HCl 025 M e
procedeu-se a incubaccedilatildeo por 10 minutos a 90 ordmC As amostras foram centrifugadas a 12000 g por
5 minutos e o sobrenadante foi transferido para um novo microtubo O DNA foi precipitado
adicionando-se o mesmo volume de isopropanol Em seguida os tubos foram centrifugados por 5
minutos a 12000 g Os peacuteletes de DNA foram lavados por duas vezes com etanol 70 seguido
de centrifugaccedilatildeo a 12000 g por 2 minutos para remoccedilatildeo de sais O DNA precipitado foi seco em
cacircmara de fluxo ressolubilizado em 50 μL de aacutegua ultrapura e armazenado a -20 ordmC
O DNA extraiacutedo por diferentes meacutetodos foi quantificado em gel por meio de comparaccedilatildeo
com marcador de massa Low DNA Mass Ladder (Invitrogen) apoacutes eletroforese A imagem do gel
de agarose (1) foi analisada com o programa FragmeNT Analysis Application version 11
(Molecular Dynamics GE Healthcare) O DNA tambeacutem foi quantificado por espectrofotometria
23
agrave 260 nm (SAMBROOK FRITSCH MANIATS 1989) O caacutelculo da concentraccedilatildeo de DNA na
amostra foi feito de acordo com a equaccedilatildeo
[DNA] = (50 ngμL-1
x D) x (A260 - A320)
Onde
D = fator de diluiccedilatildeo da amostra
A260 = absorbacircncia a 260 nm
A320 = absorbacircncia a 320 nm
A pureza do DNA foi determinada pela relaccedilatildeo das absorbacircncias a 260 e 280 nm
(SAMBROOK FRITSCH MANIATS 1989)
As amostras de DNA de raiacutezes de braquiaacuteria foram adicionalmente submetidas agrave PCR
com o objetivo de determinar se o DNA era amplificaacutevel Para isso foram utilizados os pares de
iniciadores NS1 e NS8 complementares ao gene rRNA 18S (WHITE et al 1990) e os
iniciadores SSU-Glom1 e LSU-Glom1 complementares agrave regiatildeo ITS (RENKER et al 2003) A
amplificaccedilatildeo do DNA foi feita em soluccedilatildeo contendo 04 M de cada iniciador 200 M de cada
um dos nucleotiacutedeos (dNTPs) 15 mM de MgCl2 (para o par de iniciadores NS1 e NS8) ou 20
mM de MgCl2 (para o par de iniciadores SSU-Glom1 e LSU-Glom1) 15 U de DNA polimerase
Taq e 1x o tampatildeo de reaccedilatildeo totalizando um volume de 30 l Os fragmentos de rDNA 18S
(iniciadores NS1 e NS8) foram amplificados apoacutes a desnaturaccedilatildeo inicial a 94 ordmC por 2 minutos
em 30 ciclos de desnaturaccedilatildeo a 94 ordmC por 30 segundos pareamento do iniciador a 53ordmC por 1
minuto extenccedilatildeo a 72 ordmC por 2 minutos seguidos de um periacuteodo final de extensatildeo de 10 minutos
a 72ordm C A regiatildeo ITS (iniciadores SSU-Glom1 e LSU-Glom1) foi amplificada apoacutes desnaturaccedilatildeo
inicial a 94 ordmC por 10 minutos em 40 ciclos de desnaturaccedilatildeo a 94 ordmC por 40 segundos 54 ordmC por
30 segundos 72 ordmC por 40 segundos seguidos de extensatildeo a 72 ordmC por 10 minutos Para todos os
ensaios empregou-se uma reaccedilatildeo controle negativo sem DNA Os amplicons obtidos foram
analisados por eletroforese em gel de agarose 1 (mv) e visualizados apoacutes coloraccedilatildeo com SYBR
Green
O experimento para comparaccedilatildeo dos meacutetodos de extraccedilatildeo de DNA teve um delineamento
inteiramente aleatorizado Para cada meacutetodo as repeticcedilotildees constituiacuteram-se das 6 amostras de
raiacutezes com diferentes espeacutecies de FMAs inoculadas Os dados de concentraccedilatildeo de DNA e da
24
relaccedilatildeo da absorbacircncia a 260 e 280 nm foram analisados por ANOVA e as meacutedias comparadas
pelo teste de Tukey Os dados foram transformados para x05
para normalizaccedilatildeo
222 Amplificaccedilatildeo do gene rRNA 18S de grupos especiacuteficos de FMAs
Esta etapa do trabalho foi desenvolvida no laboratoacuterio do Professor Ari Jumpponnen
(Division of Biology Kansas State University USA)
Com o objetivo de se desenhar iniciadores para amplificar DNA de FMAs sequecircncias do
gene rRNA 18S foram obtidas da base de dados do NCBI Nessa etapa natildeo foram utilizadas
sequecircncias de origem ambiental pois o desenho dos iniciadores deveria se basear em organismos
identificados Para que os iniciadores fossem discriminatoacuterios contra outros grupos de fungos
tambeacutem se utilizou sequecircncias do gene rRNA 18S de fungos dos filos Basidiomycota
Ascomycota Zygomycota e Chytriodiomycota Essas sequecircncias foram utilizadas como natildeo-alvo
na validaccedilatildeo dos iniciadores A entrada para a busca no NCBI foi ldquo(Glomeromycota AND 18S)
NOT (environmental OR uncultured)rdquo para as sequecircncias de FMAs e ldquo(Grupo de Fungo AND
18S AND AFTOL) NOT (internal)rdquo para cada um dos 4 grupos citados acima como
ldquo(Basidiomycota AND 18S AND AFTOL) NOT (internal)rdquo para Basidiomycota O termo
ldquointernalrdquo foi utilizado para se excluir sequecircncias da regiatildeo ITS no banco de dados Foram
coletadas 100 sequecircncias do gene rRNA 18S de FMAs e 59 sequecircncias de fungos natildeo-
micorriacutezicos arbusculares
Todas as sequecircncias foram importadas para o programa Sequencher 46 para o
alinhamento e formaccedilatildeo de contigs A formaccedilatildeo desses contigs permitiu a separaccedilatildeo em grupos
baseados nas diferenccedilas das sequecircncias dos organismos portanto baseado na filogenia
Inicialmente os paracircmetros de alinhamento foram ajustados da seguinte forma o algoritmo de
agrupamento (Assembly Algorithm) utilizou os dados impuros (Dirty Data) para haver mais rigor
na formaccedilatildeo de agrupamentos e para evitar a inserccedilatildeo de grandes ldquogapsrdquo Foi utilizado o
ReAligner (ANSON MYERS 1997) para otimizar ldquogapsrdquo como pequenos insertos A
percentagem miacutenima de coincidecircncia das sequecircncias (Minimum Match Percentage) foi 100
enquanto a cobertura miacutenima (Minimum Overlap) foi 100 A percentagem miacutenima de
similaridade das sequecircncias foi iniciada com o maior valor para se detectar e se eliminar as
sequecircncias idecircnticas visando a formaccedilatildeo de um banco de dados com sequecircncias uacutenicas apenas
25
Depois do primeiro alinhamento com 100 de similaridade seacuteries de alinhamentos foram feitos
com o paracircmetro de percentagem miacutenima de similaridade diminuindo um ponto percentual a cada
alinhamento O valor da cobertura miacutenima permaneceu a 100 para excluir a possibilidade de
alinhamento de regiotildees incorretas Assim os contigs para os grupos de sequecircncias de
Glomeromycota Acaulosporaceae Gigasporaceae Glomus grupo A e Glomus grupo B foram
usados para o desenho dos iniciadores que amplificassem o seu DNA alvo
Para a obtenccedilatildeo das sequecircncias consenso de cada grupo fez-se o alinhamento no
programa Multalin (CORPET 1988) No desenho dos iniciadores empregaram-se as sequecircncias
consenso dos grupos de FMAs nos programas Beacon Designer 702 (Premier Biosoft
International Palo Alto CA EUA) e Primer3 v040 (ROZEN SKALETSKY 2000) aleacutem da
busca manual dos iniciadores Na busca manual procuraram-se as regiotildees consenso para os
grupos de FMAs e que fossem dissimilares agraves sequecircncias natildeo-alvo
Apoacutes se encontrarem os possiacuteveis iniciadores especiacuteficos eles foram validados quanto agrave
especificidade utilizando o BLAST Nessa etapa a especificidade foi considerada quando a
similaridade e a cobertura para sequecircncias alvo foram de 100 e quando esses valores foram
menores para sequecircncias natildeo-alvo Assim a anaacutelise de similaridade foi feita utilizando-se as
seguintes entradas para busca no BLAST Glomeromycota o grupo de espeacutecies de cada iniciador
e Eucariotos sem Glomeromycota Os iniciadores ainda foram alinhados com as sequecircncias alvo
e natildeo-alvo para confirmar a especificidade a similaridade e a posiccedilatildeo de alinhamento no
programa Multialin Depois avaliou-se a temperatura de desnaturaccedilatildeo (melting temperature) o
tamanho do oligonucleotiacutedeo a formaccedilatildeo de grampos e o autopareamento utilizando-se o
programa Oligo Analyzer (Copyright (C) 2000-2002 Teemu Kuulasmaa) Por fim procedeu-se os
ensaios de amplificaccedilatildeo de DNA alvo por meio de PCR utilizando-se os iniciadores grupo-
especiacuteficos como Forward e um iniciador modificado de Borneman e Hartin (2000) como
Reverse (Tabela 1) Apoacutes a verificaccedilatildeo em alinhamentos com sequecircncias de Glomeromycota o
iniciador nu-SSU-1196 (BORNEMAN HARTIN 2000) foi alterado com degeneraccedilatildeo de uma
base ldquoCrdquo por ldquoC ou Trdquo (Y) Essa degeneraccedilatildeo permitiu obter 100 de similaridade entre as
sequecircncias de FMAs testadas
26
Tabela 1 ndash Iniciadores grupo-especiacuteficos para FMAs
Iniciador Sequecircncia (5rsquo 3rsquo) Especificidade Referecircncia
ACAU220 GGG GTT TCC CAT TGG TGR ATC AT Acaulosporaceae Esse estudo
GLOMB652 TAA GGG GTA TGA ACT GGT GTA G Glomus Grupo B Esse estudo
GLOMB673 GTC AAT TTC TCA CCT TCT GGA G Glomus Grupo B Esse estudo
GIGA202 AAA CCA ATA RCC TTC GGG TTT C Gigasporaceae Esse estudo
GIGA615 TAG TTG AAT TTC GGG GTT CTA C Gigasporaceae Esse estudo
GLOMA189 TTA GAT AAA AAA CCA ATA TCG GG Glomus Grupo A Esse estudo
GLOMA690 CGT AAT GCC ATT AAT TTG GTG T Glomus Grupo A Esse estudo
nu-SSU-1196
modificado TCT GGA CCT GGT GAG TTT YC Fungi
Modificado de
Borneman
Hartin (2000)
Para validaccedilatildeo dos iniciadores utilizaram-se amostras de DNA de FMAs provenientes de
vasos de multiplicaccedilatildeo obtidos de culturas do INVAM (West Virginia University) As espeacutecies
de FMAs utilizadas pertencem aos 4 grupos de FMAs Acaulospora lacunosa e A longula
(Acaulosporacea) Glomus claroideum (Glomus grupo B) Glomus caledonium (Glomus grupo
A) Scutellospora castanea e S calospora (Gigasporaceae) O DNA total foi extraiacutedo a partir do
substrato dos vasos de multiplicaccedilatildeo que continham esporos e raiacutezes colonizadas utilizando-se o
Ultra Clean Soil DNA Kit (MoBio Laboratories Carlsbad CA EUA)
Para otimizar as condiccedilotildees da amplificaccedilatildeo do DNA alvo para cada iniciador desenhado
foram testados os gradientes de concentraccedilatildeo de DNA temperatura de pareamento dos
iniciadores concentraccedilatildeo de MgCl2 concentraccedilatildeo de dNTPs concentraccedilatildeo de iniciadores
concentraccedilatildeo da enzima DNA Polimerase Taq aleacutem da presenccedila ou ausecircncia de BSA (Albumina
de Soro Bovino) As condiccedilotildees da PCR otimizadas foram 50 ng de DNA 15 mM de MgCl2
200 microM de cada dNTP 04 microM de cada iniciador 125 U da DNA polimerase Taq 1x tampatildeo
para a DNA polimerase sem o uso de BSA para um volume final de 25 microL O programa de
amplificaccedilatildeo foi 94 ordmC por 2 minutos para a desnaturaccedilatildeo inicial seguido por 30 ciclos de 94 ordmC
por 1 minuto 61 ordmC por 1minuto e 72 ordmC por 2 minutos e um passo de extensatildeo final a 72 ordmC por
8 minutos
Previamente aos ensaios com amostras ambientais a habilidade dos iniciadores em
amplificar o DNA alvo foi testada em amostras de DNA extraiacutedos de raiacutezes de cana-de-accediluacutecar e
27
Brachiaria sp inoculadas com FMAs e cultivadas em casa-de-vegetaccedilatildeo Amostras de DNA de
raiacutezes de uma pradaria dos Estados Unidos tambeacutem foram utilizadas para verificar a eficiecircncia e a
especificidade dos iniciadores em amostras do campo Essas amostras foram coletadas de um
experimento em pradaria conduzido na Konza Prairie Biological Station (estaccedilatildeo de estudos
bioloacutegicos da Kansas State University em Manhattan KS - httpwwwkonzaksuedukonza)
com comunidade vegetal dominada por espeacutecies nativas como Andropogon gerardii Panicum
virgatum e Sorghastum nutans As amostras satildeo de dois tratamentos sem adubaccedilatildeo nitrogenada e
com aplicaccedilatildeo de 10 g de N por m2
(JUMPPONEN et al 2005) O DNA dessas amostras foi
extraiacutedo com o kit MoBio Ultra Clean Soil DNA Kit
Foi necessaacuterio utilizar a nested PCR para a amplificaccedilatildeo do DNA alvo nas amostras
provenientes da pradaria Na primeira PCR foram utilizados os iniciadores NS1 e NS8 (WHITE
1990) A amplificaccedilatildeo foi feita com desnaturaccedilatildeo inicial a 94 ordmC por 2 minutos 25 ciclos de 94
ordmC por 1 minuto 58 ordmC por 1 minuto e 30 segundos e 72 ordmC por 2 minutos e extensatildeo final a 72
ordmC por 8 minutos Na segunda PCR utilizaram-se os iniciadores grupos especiacuteficos desenhados
nesse trabalho com as mesmas condiccedilotildees descritas acima para o DNA de raiacutezes de vasos de
multiplicaccedilatildeo Os produtos de PCR das amostras ambientais amplificados com o uso dos
iniciadores grupo-especiacuteficos foram ligados em vetor TOPO (Invitrogen) e clonados em
Escherichia coli Para o sequenciamento do DNA alvo os insertos foram amplificados a partir
das colocircnias de E coli e foram selecionados a partir do padratildeo de bandas apoacutes a digestatildeo com as
endonucleases AluI e HinfI Os clones que apresentaram os mesmos padrotildees de bandas foram
considerados iguais Escolheram-se apenas 1 a 3 representantes para o sequenciamento
dependendo do nuacutemero de clones com o mesmo padratildeo As sequecircncias foram obtidas utilizando-
se sequenciador capilar de alta capacidade da High-Throughput Sequencing Solutions empresa
administrada pela Universidade de Washington EUA
223 Estrutura da comunidade de FMAs em raiacutezes e solo rizosfeacuterico de cana-de-accediluacutecar sob
diferentes manejos de colheita
As amostras de solos e raiacutezes de cana-de-accediluacutecar foram coletadas para a extraccedilatildeo de
esporos para a determinaccedilatildeo da colonizaccedilatildeo intrarradicular e para a identificaccedilatildeo de sequecircncias
do gene rRNA 18S de FMAs nas raiacutezes Para tanto utilizou-se uma aacuterea experimental do Centro
28
de Tecnologia Canavieira (CTC) localizada na Usina Satildeo Joseacute da Estiva (21ordm30rsquo45rdquoS e
49ordm13rsquo08rdquoW) no municiacutepio de Novo Horizonte SP O experimento foi instalado em 16042004
sobre um latossolo vermelho-amarelo com dois tratamentos de manejo de colheita SEM
QUEIMA e COM QUEIMA preacutevia e trecircs variedades de cana-de-accediluacutecar (1) SP813250 (2)
SP801842 e (3) RB72454 As variedades foram plantadas com espaccedilamento de 15 m entre
linhas com seis repeticcedilotildees em blocos aleatorizados Anteriormente agrave implantaccedilatildeo do experimento
na aacuterea houve o cultivo de cana-de-accediluacutecar variedade SP711406 com 10 cortes e queima
previamente agrave cada colheita seguido de um cultivo de soja A amostragem foi feita aos 84 dias
apoacutes a primeira colheita da cana-de-accediluacutecar em 15122005 na profundidade de 0-10 cm sob as
trecircs variedades de cana-de-accediluacutecar A produtividade em toneladas de colmos por hectare (TCH)
tambeacutem foi calculada para as trecircs variedades
2231 Anaacutelises quiacutemicas do solo
As amostras de solo coletadas foram secas ao ar para a anaacutelise de pH H+Al Al Ca Mg
K P Carbono orgacircnico (CO) soma de bases (SB) capacidade de troca catiocircnica a pH 70 (CTC)
e saturaccedilatildeo da CTC por bases (Quadro 2)
Atributo Meacutetodo ou extrator Referecircncia
pH Medido em CaCl2 001M Raij et al 2001
H+Al pH em SMP Raij et al 2001
Al trocaacutevel KCl 1M e titulaccedilatildeo com NaOH 0025M Raij et al 2001
Ca Mg trocaacuteveis e P Resina trocadora de iacuteons Raij et al 2001
K trocaacutevel Melich 1 Silva 1999
Carbono orgacircnico (CO) Colorimetria Raij et al 2001
Soma de bases (SB) Somatoacuteria de Ca Mg K -
CTC (pH 70) Somatoacuteria de H+Al Ca Mg K -
Saturaccedilatildeopor bases da
CTC (V)
Saturaccedilatildeo = (Ca Mg K)100CTC -
Quadro 2 ndash Metodologias utilizadas para a anaacutelise quiacutemica do solo
A CTC a pH 70 foi calculada somando-se os teores de H + Al Ca Mg e K Depois
29
foram calculadas as porcentagens da saturaccedilatildeo da CTC por Ca Mg K e por Al (m) da seguinte
forma Saturaccedilatildeo do Elemento () = (teor do ElementoCTC)100
2232 Extraccedilatildeo de esporos de FMAs do solo
Os esporos dos FMAs foram extraiacutedos do solo por peneiramento uacutemido (GERDEMANN
NICOLSON 1963) e centrifugaccedilatildeo por duas vezes em soluccedilatildeo de sacarose 70 a 560 g por 2
minutos Os esporos foram identificados conforme descrito no International Culture Collection
of (Vesicular) Arbuscular Mycorrhiza Fungi (INVAM 2007) Para a anaacutelise estatiacutestica o nuacutemero
de esporos foi transformado para (x + 05)05
O iacutendice de diversidade de Shannon o reciacuteproco do
iacutendice de Simpson as estimativas de riqueza de espeacutecies e a estimativa de cobertura de
amostragem foram realizadas com o uso do programa SPADE (CHAO SHEN 2003) O iacutendice
de equitabilidade de Pielou foi calculada de acordo com Magurran (1988)
Para determinar a influecircncia das variaacuteveis ambientais na variabilidade de ocorrecircncia das
espeacutecies de FMAs sob cana-de-accediluacutecar foi realizada uma anaacutelise de redundacircncia canocircnica (RDA)
utilizando-se o programa ldquoCanoco for windows 45rdquo com transformaccedilatildeo dos dados para log x e
avaliaccedilatildeo da anaacutelise por meio do teste de permutaccedilatildeo de Monte-Carlo Na RDA a ordenaccedilatildeo das
amostras eacute condicionada diretamente pelas variaacuteveis ambientais e assim permite medida direta
da relaccedilatildeo entre as variaacuteveis ambientais e as espeacutecies detectadas Para eliminar a colinearidade de
dados e selecionar as variaacuteveis que melhor explicaram de forma significativa a variabilidade dos
dados utilizou-se Forward selection na RDA Dados de presenccedila e ausecircncia de espeacutecies de
FMAs foram utilizados para os caacutelculos
2233 Colonizaccedilatildeo micorriacutezica intrarradicular
Para a avaliaccedilatildeo da colonizaccedilatildeo intrarradicular pelos FMAs as raiacutezes de cana-de-accediluacutecar
foram lavadas e imersas em KOH 10 por uma noite Depois foram aquecidas a 60ordmC em KOH
10 por 10 minutos para clarificaccedilatildeo Apoacutes a clarificaccedilatildeo as estruturas fuacutengicas foram coradas
por 3 minutos a 90ordmC com tinta de caneta comercial Parkerreg 5 diluiacuteda em soluccedilatildeo de aacutecido
aceacutetico 5 e lactoglicerol 10 A colonizaccedilatildeo das raiacutezes foi analisada sob microscoacutepio
estereoscoacutepio pelo meacutetodo da placa reticulada segundo Giovannetti e Mosse (1980) Os dados
30
foram transformados para arcsen(x + 1)05
para as anaacutelises estatiacutesticas
2234 Anaacutelise do gene rRNA 18S fuacutengico em raiacutezes de cana-de-accediluacutecar
O DNA das amostras de raiacutezes do campo foi extraiacutedo com o objetivo de amplificar e
clonar fragmentos do gene rRNA 18S de FMAs O DNA foi extraiacutedo com kit comercial Fast
DNA (Bio101 Vista) apoacutes a lavagem das raiacutezes com aacutegua desionizada e maceraccedilatildeo em
nitrogecircnio liacutequido A clonagem do gene rRNA 18S de FMAs foi realizada usando trecircs
abordagens A primeira abordagem foi com a utilizaccedilatildeo de iniciadores especiacuteficos para um
segmento do gene rRNA 18S conservado em fungos (NS7 e F1Ra) Assim apoacutes o
sequenciamento de clones poderiacuteamos detectar as populaccedilotildees de fungos em geral incluindo as
populaccedilotildees de FMAs A segunda abordagem teve como objetivo amplificar parte do gene rRNA
18S de fungos do filo Glomeromycota utilizando-se o iniciador AM1 descrito como especiacutefico
para FMAs (HELGASON et al 1998) A terceira abordagem foi desenhar iniciadores especiacuteficos
para amplificar fragmentos do gene rRNA 18S de grupos especiacuteficos de FMAs nas amostras de
raiacutezes de cana-de-accediluacutecar do campo Para o desenho dos iniciadores inicialmente procurou-se
obter sequecircncias de FMAs mantidos em vasos de multiplicaccedilatildeo As abordagens e meacutetodos
utilizados estatildeo descritos em detalhes abaixo
22341 Amplificaccedilatildeo do gene rRNA 18S de fungos gerais e FMAs
O gene rRNA 18S fuacutengico foi amplificado por nested PCR com os iniciadores universais
para eucariotos NS1 e NS8 (WHITE et al 1990) na primeira reaccedilatildeo de amplificaccedilatildeo Os
produtos da primeira PCR foram diluiacutedos 50 vezes e utilizados em uma segunda reaccedilatildeo de
amplificaccedilatildeo com o par de iniciadores NS7 e F1Ra (SOUZA et al 2004) para amplificar DNA
de fungos em geral e os iniciadores NS31 e AM1 para amplificar DNA de Glomeromycota A
primeira reaccedilatildeo de amplificaccedilatildeo foi realizada com DNA total extraiacutedo das raiacutezes em soluccedilatildeo
contendo 04 M de cada um dos iniciadores (NS1 e NS8) 200 M de cada um dos nucleotiacutedeos
(dNTPs) 15 mM de MgCl2 1 U da enzima (DNA polimerase Taq) e 1x o tampatildeo de reaccedilatildeo
totalizando um volume de 30 l Apoacutes desnaturaccedilatildeo inicial a 94 ordmC por 2 minutos os fragmentos
de rDNA 18S foram amplificados em 30 ciclos de desnaturaccedilatildeo a 94 ordmC por 30 segundos
31
pareamento do iniciador a 53ordmC por 1 minuto extenccedilatildeo a 72 ordmC por 2 minutos seguidos de um
periacuteodo final de extensatildeo de 10 minutos a 72ordm C
A segunda reaccedilatildeo de amplificaccedilatildeo foi realizada com o produto de amplificaccedilatildeo da
primeira reaccedilatildeo diluiacutedo em soluccedilatildeo contendo 04 M de cada um dos iniciadores (NS7 e F1Ra ou
NS31 e AM1) 200 M de cada um dos nucleotiacutedeos (dNTPs) 10 mM de MgCl2 2 U da enzima
(DNA polimerase Taq) e 1x o tampatildeo de reaccedilatildeo totalizando um volume de 20 l A
amplificaccedilatildeo com os iniciadores NS7 e F1Ra foi feita apoacutes desnaturaccedilatildeo inicial a 94 ordmC por 2
minutos em 30 ciclos de 94 ordmC por 1 minuto 62ordmC por 28 segundos 72 ordmC por 1 minuto
seguidos de 5 minutos a 72ordm C para extensatildeo final A amplificaccedilatildeo com os iniciadores NS31e
AM1 foi feita apoacutes desnaturaccedilatildeo inicial a 94ordm C por 2 minutos em 35 ciclos de 94ordm C por 30
segundos 60ordm C por 30 segundos 72ordm C por 45 segundos (aumentando 1segundo por ciclo) e
seguido de extensatildeo final a 72ordm C por 5 minutos Os amplicons corados com SYBR Green foram
visualizados em gel de agarose 1 apoacutes eletroforese
22342 Amplificaccedilatildeo do gene rRNA 18S de grupos especiacuteficos de FMAs em cana-de-
accediluacutecar
Os iniciadores desenhados foram utilizados para avaliar a estrutura das comunidades de
FMAs em raiacutezes de cana-de-accediluacutecar sob os manejos SEM QUEIMA e COM QUEIMA preacutevia agrave
colheita O DNA total extraiacutedo das raiacutezes usando o meacutetodo 1 (kit Bio101) foi amplificado com os
iniciadores NS31 e AM1 para comparaccedilatildeo da eficiecircncia dos mesmos As condiccedilotildees para a
amplificaccedilatildeo utilizando os iniciadores aqui desenhados foram as mesmas descritas acima para as
raiacutezes da pradaria A ligaccedilatildeo dos amplicons transformaccedilatildeo de E coli clonagem e extraccedilatildeo de
DNA plasmidial foi feita conforme descrito acima para os inciadores NS7 e F1Ra e para NS31 e
AM1 Para as raiacutezes de cana-de-accediluacutecar 20 clones obtidos com cada iniciador e de cada um dos
tratamentos de colheita foram sequenciados O sequecircnciamento de ampliconsobtidos de raiacutezes de
cana-de-accediluacutecar foi feito em sequenciador automaacutetico ABI 3100 utilizando-se o DYEnamic ET
Terminator Cycle Sequencing Kit (ABI Prism 3100 Applied Biossystems) As sequecircncias foram
analisadas para detecccedilatildeo de quimeras no programa Chimera Check utilizando o mesmo meacutetodo
descrito acima
32
Na anaacutelise de BLAST as sequecircncias obtidas de cada iniciador foram avaliadas
separadamente Tanto as sequecircncias obtidas do NCBI para o desenho de iniciadores como as
sequecircncias de cana-de-accediluacutecar do campo foram alinhadas por meio do ClustalW no programa
MEGA 40 (TAMURA et al 2007) e manualmente ajustadas para a anaacutelise filogeneacutetica As
sequecircncias ambientais obtidas com o emprego do iniciador ACAU220 foram alinhadas em 624
posiccedilotildees sendo 304 parsimocircnia-informativas As sequecircncias do iniciador GIGA202 foram
alinhadas em 586 posiccedilotildees sendo 313 parsimocircnia-informativas Alinharam-se as sequecircncias de
GLOMA690 em 298 posiccedilotildees com 115 parsimocircnia-informativas Por fim as sequecircncias do
iniciador GLOMB673 foram alinhadas em 498 posiccedilotildees sendo 239 parsimocircnia-informativas As
relaccedilotildees filogeneacuteticas entre as sequecircncias fuacutengicas foram inferidas por meio da anaacutelise de
neighbor joining (NJ) (SAITOU NEI 1987) no programa MEGA 40 Sequecircncias do gene rRNA
18S de milho (Zea mays) soja (Glycine max) e Homo sapiens foram utilizadas como outgroup
Na anaacutelise de NJ os ldquoGapsrdquo e ldquomissing datardquo sofreram deleccedilatildeo completa o modelo de
substituiccedilatildeo foi o de Jukes-Cantor com taxas uniformes entre sites A robustez da topologia
inferida foi testada com 1000 replicatas de ldquobootstraprdquo
As sequecircncias obtidas com todos os iniciadores em raiacutezes de cana-de-accediluacutecar foram
alinhadas em 256 posiccedilotildees sendo 124 parsimocircnio-informativas Utilizou-se o programa DOTUR
para o agrupamento de sequecircncias em unidades taxonocircmicas operacionais (UTOs) para a anaacutelise
de diversidade e para a obtenccedilatildeo da curva de rarefaccedilatildeo de sequecircncias As sequecircncias com uma
similaridade gt 99 foram consideradas pertencentes agrave mesma UTO Foi feita comparaccedilatildeo entre
as bibliotecas de sequecircncias por meio do programa webLIBSHUFF (SINGLETON et al 2001)
utilizando-se as matrizes de distacircncias evolutivas calculadas
22343 Purificaccedilatildeo dos amplicons
Os amplicons foram purificados dos geacuteis de agarose com o kit GFX PCR DNA and Gel
Band Purification (GE Healthcare) conforme instruccedilotildees do fabricante
As bandas de DNA foram excisadas do gel de agarose e colocadas em microtubo de 15
mL adicionando-se 1 microL de uma soluccedilatildeo tampatildeo de captura (GE Healthcare) por mg de gel O
microtubo foi agitado vigorosamente em vortex e incubado a 60oC ateacute que a agarose estivesse
completamente dissolvida Apoacutes a dissoluccedilatildeo total da agarose a amostra foi centrifugada por 30
33
segundos a 12000 g e incubada agrave temperatura ambiente durante 10 minutos Uma aliacutequota de
aproximadamente 300 microL da amostra foi transferida para a coluna de purificaccedilatildeo incubada
durante 10 minutos a temperatura ambiente e centrifugada por 30 segundos a 12000 g Este
processo foi entatildeo repetido com o volume restante da amostra O liacutequido que passou pela coluna
durante a centrifugaccedilatildeo foi descartado e adicionou-se agrave coluna 500 microL de tampatildeo de lavagem
(GE Healthcare) seguido de uma incubaccedilatildeo durante 10 minutos a temperatura ambiente e
centrifugaccedilatildeo por 30 segundos a 12000 g A coluna foi entatildeo transferida para um microtubo de
15 mL Para eluiccedilatildeo do DNA adicionou-se 50 microL de TE (pH 80) diretamente na matriz da
coluna incubando-se por 10 minutos e em seguida centrifugou-se por 30 segundos a 8000 g O
DNA recuperado no microtubo foi novamente centrifugado por 90 segundos a 8000 g para
remover a resina remanescente A soluccedilatildeo de DNA foi entatildeo transferida para novo microtubo de
15 mL A qualidade do DNA foi determinada apoacutes eletroforese em gel de agarose 1 (TBE 05
X) e coloraccedilatildeo com SYBR-Green I (Moleculat Probes) O marcador de massa Low DNA Mass
Ladder (Invitrogen) foi utilizado como padratildeo de tamanho e quantidade de DNA
22344 Clonagem dos amplicons do gene rRNA 18S
Os amplicons de parte do gene rRNA 18S foram clonados no vetor pGEM-T Easy
(Promega) segundo as instruccedilotildees do fabricante A reaccedilatildeo de ligaccedilatildeo dos amplicons ao plasmiacutedeo
foi feita utilizando-se tampatildeo de ligaccedilatildeo raacutepida 1X (30 mM Tris-HCl pH 78 10 mM DDT 1
mM ATP 5 polietilenoglicol PEG) e 3 U de DNA ligase T4 A soluccedilatildeo foi incubada a 4 ordmC
durante 16 horas Em seguida ceacutelulas competentes de Ecoli DH5α foram transformadas por
meio de choque teacutermico utilizando-se os produtos da reaccedilatildeo de ligaccedilatildeo As ceacutelulas transformadas
foram plaqueadas em meio Luria Bertani (LB-aacutegar) contendo ampicilina (50 microg mL-1
) e X-Gal
(5-bromo-4-cloro-3-indolil--D-galactosideo 20 microg mL-1
) As bacteacuterias contendo plasmiacutedeos
recombinantes foram selecionadas para cultivo em meio LB liacutequido contendo ampicilina (50 microg
mL-1
) durante 22 horas a 38 ordmC sob agitaccedilatildeo horizontal a 300 rpm
22345 Extraccedilatildeo do DNA plasmidial
Apoacutes o cultivo das bacteacuterias contendo o plasmiacutedeo recombinante em microplacas as
34
suspensotildees celulares foram centrifugadas por 6 minutos a 4000 g a 20 oC O sobrenadante foi
descartado e o peacutelete obtido foi lavado com 240 microL de uma soluccedilatildeo tampatildeo contendo 25 mM
Tris-HCl (pH 80) 10 mM EDTA (pH 80) e 50 mM de glicose centrifugado a 20oC por 6
minutos e 4000 g Apoacutes descarte do sobrenadante foi adicionado 80 microL da soluccedilatildeo tampatildeo e em
seguida as ceacutelulas foram ressuspendidas por agitaccedilatildeo Para uma microplaca de fundo ldquoUrdquo
contendo 1 microL de RNAse em cada cavidade (10 mg mL-1
) foram transferidos 60 microL de cada
suspensatildeo de ceacutelulas Em cada poccedilo da placa foram adicionados 60 microL da soluccedilatildeo de lise (NaOH
02 N e SDS 1) a placa foi selada a suspensatildeo homogeneizada por inversatildeo e incubada a
temperatura ambiente por 10 minutos Em seguida foram adicionados 60 microL de soluccedilatildeo
contendo 3M de acetato de potaacutessio 10 de aacutecido aceacutetico glacial misturando por inversatildeo A
placa foi mantida por 10 minutos agrave temperatura ambiente e entatildeo incubada aberta em estufa a
90oC por 30 minutos Apoacutes esse tempo a placa foi resfriada em gelo por 10 minutos e
centrifugada por 4 minutos (4000 g 20oC) O sobrenadante foi transferido para uma placa de 96
poccedilos Millipore (MAGV N22) fixada sobre uma placa de fundo ldquoVrdquo de 250 microL e o conjunto
centrifugado (sem a tampa) por 4 minutos a 4000 g e 4 oC Ao filtrado adicionou-se 110 microL de
isopropanol gelado e em seguida centrifugou-se por 45 minutos a 4000 g a 4 oC O precipitado
de DNA foi entatildeo lavado com 180 microL de etanol 70 Centrifugou-se novamente a 4000 g por 5
minutos a 4 oC Apoacutes o descarte do sobrenadante inverteu-se a placa sobre papel absorvente e
centrifugou-se por 1 minuto a 900 g e 4 oC Apoacutes secar durante 1 hora a temperatura ambiente o
DNA foi ressolubilizado em 80 microL de aacutegua ultrapura esterilizada durante toda a noite e
armazenado a -20 oC O DNA foi quantificado atraveacutes de espectrofotometria a 260 nm e sua
integridade determinada por eletroforese em gel de agarose 1 (TBE 05 X)
22346 Sequenciamento dos clones do gene rRNA 18S
Para o sequenciamento dos clones de fragmentos do gene rRNA 18S utilizou-se 200-500
ng de DNA plasmidial 10 pmol do iniciador M13f (5rsquo GTA AAA CGA CGG CCA G 3rsquo) 2 microL
de DYEnamic ET Terminator (GE Healthcare) 2 microL de soluccedilatildeo tampatildeo Save Money (200 mM
Tris-HCl pH 90 5 mM MgCl26H2O) e aacutegua ultrapura para um volume final de 10 microL A
amplificaccedilatildeo por PCR foi realizada em um termociclador Mastercycler Gradiente (Eppendorf)
com as seguintes condiccedilotildees 25 ciclos de 20 segundos a 95 oC 15 segundos a 50
oC e 1 minuto a
35
60 o
C Os produtos de PCR foram precipitados com 110 de volume de uma soluccedilatildeo de acetato de
soacutedio 15 M e EDTA 250 mM e 6 volumes de etanol 95 gelado As suspensotildees foram
centrifugadas a 4000 g por 45 minutos e o peacutelete lavado com etanol 70 a temperatura
ambiente O peacutelete foi seco no escuro por no miacutenimo 2 horas ressuspendido em formamida e
desnaturado a 96oC por 5 minutos O sequenciamento foi realizado em um sequenciador capilar
automaacutetico ABI 3100 (Applied Biosystems) de acordo com as recomendaccedilotildees do fabricante
22347 Anaacutelise de sequecircncias do gene rRNA 18S
A similaridade com sequecircncias de DNA existentes no banco de dados do GenBank foi
determinada pelo Basic Local Alignment Search Tool (BLAST) no NCBI (ALTSCHUL et al
1990) A existecircncia de quimeras foi determinada usando o Chimera Check version 27 do
Ribosomal Database Project (RDP) (MAIDAK et al 1999) Foi considerado que as sequecircncias
satildeo potencialmente quimeacutericas se elas tecircm um ponto de quebra de quimera distinto gt20 no
Chimera Check Para se confirmar a indicaccedilatildeo do programa Chimera Check as sequecircncias foram
re-analisadas usando-se o BLAST depois da exclusatildeo dos nucleotiacutedeos anteriores e posteriores ao
ponto de quebra da quimera Se um dos dois seguimentos isto eacute o anterior ou o posterior ao
ponto de quebra foi mais similar a outro organismo do que o organismo mais similar agrave sequecircncia
original completa entatildeo a sequecircncia foi considerada como quimera
Para a anaacutelise filogeneacutetica as sequecircncias foram agrupadas por UPGMA com distacircncia-p
Cada grupo foi formado com valor de corte de 04 de distacircncia entre as sequecircncias Uma
sequecircncia representativa de cada grupo formado foi utilizada para construccedilatildeo da aacutervore
filogeneacutetica por neighbor-joining (NJ) utilizando-se o programa MEGA versatildeo 31(KUMAR
TAMURA NEI 2004) apoacutes alinhamento das sequecircncias no programa ClustalW e ajuste manual
O alinhamento das sequecircncias foi feito com deleccedilatildeo completa dos ldquogapsrdquo e a matriz de distacircncia
foi calculada utilizando-se o paracircmetro Jukes-Cantor como modelo de substituiccedilatildeo assumindo
taxa uniforme de substituiccedilatildeo para siacutetios variaacuteveis A robustez da topologia inferida por NJ foi
testada por 1000 repeticcedilotildees de bootstrap (PEER WACHTER 1994)
Para o agrupamento de sequecircncias em unidades taxonocircmicas operacionais (UTOs)
empregou-se o programa DOTUR (SCHLOSS HANDELSMAN 2005) Para isso foi utilizada
uma matriz de distacircncia evolutiva calculada com o programa DNADIST com algoritmo de
36
Jukes-Cantor apoacutes alinhamento das sequecircncias dos clones das bibliotecas da amostra de raiacutezes de
cana-de-accediluacutecar SEM QUEIMA e da amostra COM QUEIMA preacutevia agrave colheita As sequecircncias
com uma similaridade gt 99 foram consideradas pertencentes agrave mesma UTO A estimativa de
riqueza de UTOs pelos meacutetodos natildeo-parameacutetricos ACE-1 (CHAO LEE 1992) e e Chao1
(CHAO 1984) dos iacutendices de diversidade de Shannon reciacuteproco do iacutendice de Simpson e a
cobertura de amostragem foram realizadas com o programa SPADE (CHAO SHEN 2003) A
comparaccedilatildeo estatiacutestica das bibliotecas de clones foi feita por meio do programa webLIBSHUFF
(SINGLETON et al 2001) utilizando as matrizes de distacircncias evolutivas calculadas
anterormente
23 Resultados e Discussatildeo
231 Comparaccedilatildeo dos meacutetodos de extraccedilatildeo de DNA das raiacutezes
O DNA total extraiacutedo das raiacutezes de braquiaacuteria inoculadas com FMAs apoacutes a eletroforese
pode ser visto na Figura 2 As amostras extraiacutedas com o meacutetodo adaptado de Redecker (2000)
foram as uacutenicas a natildeo apresentar bandas no gel As concentraccedilotildees de DNA obtidas com cada
meacutetodo satildeo apresentadas na Figura 3 Pode-se observar com base no desvio padratildeo que o meacutetodo
que apresenta menor variaccedilatildeo na quantidade de DNA extraiacuteda entre amostras eacute o kit MoBio
seguido pelo kit Bio101 Os meacutetodos adaptados de Edwards et al (1997) de Doyle e Doyle
(1990) e de Redecker (2000) apresentaram maior variabilidade entre as amostras Poreacutem a
concentraccedilatildeo dada pela comparaccedilatildeo com marcador molecular diferiu em ordem e em magnitude
da concentraccedilatildeo determinada com base na absorbacircncia
37
Figura 2 ndash Eletroforese em gel de agarose (2) do DNA total extraiacutedo de raiacutezes de braquiaacuteria colonizadas com
FMAs usando 5 diferentes meacutetodos de extraccedilatildeo A espeacutecie de FMA inoculada nas raiacutezes de braquiaacuteria
estaacute descrita acima do grupo de amostras LM - marcador de massa Low DNA Mass Ladder 1 ndash
extraccedilatildeo de DNA com kit FastDNA Spin (Bio 101 Vista Califoacuternia) 2 ndash extraccedilatildeo de DNA com kit
UltraClean Soil DNA Isolation (Mo Bio Laboratories Carlsbad CA USA) 3 ndash extraccedilatildeo de DNA com
meacutetodo adaptado de Edwards et al (1997) 4 ndash extraccedilatildeo de DNA com meacutetodo adaptado de Doyle amp
Doyle (1990) 5 ndash extraccedilatildeo de DNA com meacutetodo Adaptado de Redecker (2000)
As amostras extraiacutedas pelos meacutetodos do kit Bio101 adaptado de Edwards et al (1997) e
adaptado de Doyle e Doyle (1990) apresentaram DNA de melhor qualidade com base na relaccedilatildeo
A260A280 (Figura 4) Na Figura 4 eacute possiacutevel observar maior variabilidade na relaccedilatildeo A260A280
para as amostras do kit MoBio seguidas do kit Bio101 protocolo adaptado de Edwards (1997)
Doyle e Doyle (1990) e de Redecker (2000) Apesar disso as amostras do kit Bio101 foram as
que apresentaram maior eficiecircncia na amplificaccedilatildeo do gene rRNA 18S por PCR (Tabelas 2 e 3)
A eficiecircncia na amplificaccedilatildeo natildeo seguiu a ordem de concentraccedilatildeo de DNA inicial de qualquer um
dos meios de quantificaccedilatildeo tampouco apresentou maior frequecircncia de amplificaccedilatildeo as amostras
com valores de A260A280 mais proacuteximos a 18 Apesar de menor quantidade de DNA em relaccedilatildeo
ao extraiacutedo pelos meacutetodos adaptados de Edwards et al (1997) e de Doyle e Doyle (1990) a
eficiecircncia de amplificaccedilatildeo foi maior para as amostras obtidas com o Kit Bio101 Utilizando-se o
par de iniciadores NS1 e NS8 natildeo foi possiacutevel amplificar o DNA das amostras extraiacutedas com o
meacutetodo adaptado de Redecker (2000) ou com o adaptado de Edwards et al (1997) (Tabela 2) A
Massa (ng)
100 60 40
20
10
5
Massa (ng)
100 60 40
20
10
5
38
maior frequumlecircncia de amplificaccedilatildeo foi obtida com o DNA extraiacutedo com kit Bio101 (83 )
seguida pelo DNA extraiacutedo com o meacutetodo adaptado de Doyle e Doyle (1990) (67 ) e
finalmente pelo DNA extraiacutedo com o kit MoBio (50 ) A avaliaccedilatildeo do gel de agarose apoacutes
eletroforese do DNA extraiacutedo sugere que esses resultados podem estar relacionados a impurezas
presentes na amostra Apoacutes a eletroforese nota-se um efeito de arraste nas amostras mais
concentradas sendo mais intenso nas amostras de DNA obtidas com os meacutetodos adaptados de
Edwards et al (1997) e de Doyle e Doyle (1990)
Quando se utilizou o par de iniciadores SSU Glom1 e LSU Glom1 o miacutenimo de 3
amostras de DNA de um total de 5 de cada meacutetodo apresentou amplificaccedilatildeo positiva (Tabela 3)
Novamente a maior frequecircncia de amplificaccedilatildeo foi observada com as amostras de DNA extraiacutedo
pelo kit Bio101 (100 ) seguidas do meacutetodo adaptado de Edwards et al (1997) e de Doyle e
Doyle (1990) (83 ) e pelo kit MoBio e o meacutetodo adaptado de Redecker (2000) (67 ) Sendo
assim o meacutetodo usando o kit Bio101 foi o escolhido para as extraccedilotildees de DNA das raiacutezes de
cana-de-accediluacutecar em condiccedilotildees do campo
Figura 3 ndash Concentraccedilatildeo de DNA de raiacutezes de braquiaacuteria extraiacutedo com os 5 meacutetodos A - concentraccedilatildeo determinada
por comparaccedilatildeo com marcador de massa B - concentraccedilatildeo medida a partir da absorbacircncia a 260 nm As
barras verticais indicam o desvio padratildeo Meacutedias seguidas de letras iguais natildeo diferem estatisticamente
pelo Tukey (p lt 005) O DNA extraiacutedo com o meacutetodo adaptado adaptado de Redecker (2000) natildeo foi
visualizado no gel apoacutes a eletroforese
A B
a a
b b
c
a
b bc
c
39
Figura 4 ndash Valores da relaccedilatildeo entre as absorbacircncias a 260 e 280 nm (A260A280) do DNA extraiacutedo de raiacutezes de
Brachiaria sp As barras representam o desvio padratildeo
Pode-se concluir que as quantificaccedilotildees de DNA por comparaccedilatildeo com marcador de massa
e por espectrofotometria nem sempre refletem a quantidade e a viabilidade de amplificaccedilatildeo do
DNA em amostras ambientais com uma comunidade microbiana diversa Sendo assim em
estudos de amostras ambientais natildeo eacute adequado se fazer generalizaccedilotildees sobre a metodologia mais
eficiente para a quantificaccedilatildeo do DNA ou para a avaliaccedilatildeo de sua qualidade O ideal seria um
estudo preacutevio para determinar as melhores condiccedilotildees de extraccedilatildeo e quantificaccedilatildeo para a
investigaccedilatildeo pretendida
A260A
280
40
Tabela 2 - Amplificaccedilatildeo do fragmento do gene rRNA 18S de amostras de DNA extraiacutedo de raiacutezes de braquiaacuteria utilizando
os iniciadores NS1 e NS8
FMA inoculado
Meacutetodo
A
scrobiculata
G
rosea
G
clarum
G
etunicatum
P
brasilianum
G rosea e S
heterogama FA ()
Kit Bio101 + + + + - + 83
Kit MoBio - + + - - + 50
Adaptado de Edwards et al (1997) - - - - - - -
Adaptado de Doyle amp Doyle (1990) + + - + - + 67
Adaptado de Redecker (2000) - - - - - - -
FA ()
40 60 40 40 - 60
FA - Frequecircncia de amplificaccedilatildeo
Tabela 3 - Amplificaccedilatildeo do fragmento do gene rRNA 18S de amostras de DNA extraiacutedo de raiacutezes de braquiaacuteria utilizando os
iniciadores SSU Glom1 e LSU Glom1
FMA inoculado
Meacutetodo
A
scrobiculata
G
rosea
G
clarum
G
etunicatum
P
brasilianum
G rosea e S
heterogama FA ()
Kit Bio101 + + + + + + 100
Kit MoBio - + + - + + 67
Adaptado de Edwards et al (1997) + + + + - + 83
Adaptado de Doyle amp Doyle (1990) - + + + + + 83
Adaptado de Redecker (2000) + - + + - + 67
Freq () 60 80 100 80 60 100
FA - Frequecircncia de amplificaccedilatildeo
41
232 Desenho e validaccedilatildeo de iniciadores especiacuteficos para grupos de FMAs
Para a obtenccedilatildeo de sequecircncias do gene rRNA 18S de FMAs comuns a ecossistemas
brasileiros inicialmente foram utilizadas espeacutecies isoladas da coleccedilatildeo de FMAs do Departamento
de Ciecircncia do Solo da ESALQ mantidas em plantas multiplicadoras em casa-de-vegetaccedilatildeo A
amplificaccedilatildeo com os pares de iniciadores NSF4 e NSR1787 ou NS1 e NS8 do DNA extraiacutedo de
esporos das espeacutecies Gigaspora margarita Gigaspora rosea Scutellospora heterogama Glomus
intraradices Glomus formasanum Acaulospora scrobiculata e Paraglomus brasilianum
apresentou aproximadamente 30 de eficiecircncia No entanto a clonagem desses fragmentos em
E coli natildeo foi possiacutevel Considerando-se que existe um bom nuacutemero de sequecircncias do gene
rRNA 18S de espeacutecies de FMAs comuns em ecossistemas brasileiros depositadas nos bancos de
dados puacuteblicos e que o dispecircndio de recursos e tempo para otimizaccedilatildeo da teacutecnica natildeo eacute
compensador decidiu-se usar tais sequecircncias depositadas para desenho de iniciadores especiacuteficos
para grupos de FMAs Desse modo nesse trabalho foram desenhados iniciadores especiacuteficos
para os grupos de FMAs mais frequentes em amostras ambientais Acaulosporaceae
Gigasporaceae Glomus Grupo A e Glomus Grupo B
As sequecircncias utilizadas para o desenho dos iniciadores satildeo apresentadas na Tabela 4
Essas foram alinhadas e agrupadas em funccedilatildeo de sua similaridade usando-se o programa
Sequencher 46 A famiacutelia Acaulosporaceae formou um agrupamento a 96 de similaridade o
Glomus Grupo B formou um agrupamento a 95 Gigasporaceae a 94 e Glomus Grupo A a
93 de similaridade
A formaccedilatildeo de um agrupamento somente com as sequecircncias de Glomeromycota natildeo foi
possiacutevel porque a diversidade de sequecircncias entre os FMAs eacute alta ao ponto de o agrupamento
apresentar sequecircncias de outros fungos Isto eacute uma das limitaccedilotildees para se desenhar um iniciador
que seja especiacutefico para todos os fungos de Glomeromycota A razatildeo para isso eacute a divergecircncia
dos grupos basais de Archaeosporaceae e Paraglomeraceae A Figura 5 apresenta a anaacutelise
filogeneacutetica das sequecircncias do gene rRNA 18S representativas dos gupos e que foram utilizadas
para o desenho de iniciadores
42
Tabela 4 ndash Sequecircncias de fungos alvo e natildeo-alvo obtidas do banco de dados do NCBI para o desenho de iniciadores
especiacuteficos para amplificarem o gene rRNA 18S de Glomeromycota
(continua)
Organismo Grupo Filo Acesso
Acaulospora laevis Acaulosporaceae Glomeromycota [AJ2508471]
Acaulospora laevis Acaulosporaceae Glomeromycota [Y176332]
Acaulospora longula Acaulosporaceae Glomeromycota [AJ3064391]
Acaulospora scrobiculata Acaulosporaceae Glomeromycota [AJ3064421]
Entrophospora colombiana Acaulosporaceae Glomeromycota [AB2201701]
Gigaspora albida Gigasporaceae Glomeromycota [AJ8526001]
Gigaspora albida Gigasporaceae Glomeromycota [AJ8525991]
Gigaspora decipiens Gigasporaceae Glomeromycota [U961461]
Gigaspora gigantea Gigasporaceae Glomeromycota [AJ8526021]
Gigaspora gigantea Gigasporaceae Glomeromycota [AJ8526011]
Gigaspora gigantea Gigasporaceae Glomeromycota [EF0143621]
Gigaspora margarita Gigasporaceae Glomeromycota [AJ8526051]
Gigaspora margarita Gigasporaceae Glomeromycota [AJ8526041]
Gigaspora margarita Gigasporaceae Glomeromycota [AJ8526031]
Gigaspora margarita Gigasporaceae Glomeromycota [AM1811441]
Gigaspora margarita Gigasporaceae Glomeromycota [AM1811431]
Gigaspora rosea Gigasporaceae Glomeromycota [AJ8526081]
Gigaspora rosea Gigasporaceae Glomeromycota [AJ8526071]
Gigaspora rosea Gigasporaceae Glomeromycota [AJ8526061]
Gigaspora rosea Gigasporaceae Glomeromycota [X587261]
Scutellospora aurigloba Gigasporaceae Glomeromycota [AJ2760932]
Scutellospora aurigloba Gigasporaceae Glomeromycota [AJ2760922]
Scutellospora calospora Gigasporaceae Glomeromycota [AJ3064461]
Scutellospora calospora Gigasporaceae Glomeromycota [AJ3064451]
Scutellospora calospora Gigasporaceae Glomeromycota [AJ3064431]
Scutellospora castanea Gigasporaceae Glomeromycota [AF0385901]
Scutellospora cerradensis Gigasporaceae Glomeromycota [AB0413451]
Scutellospora cerradensis Gigasporaceae Glomeromycota [AB0413441]
Scutellospora fulgida Gigasporaceae Glomeromycota [AJ3064351]
Scutellospora gilmorei Gigasporaceae Glomeromycota [AJ2760942]
Scutellospora gregaria Gigasporaceae Glomeromycota [AJ8712751]
Scutellospora gregaria Gigasporaceae Glomeromycota [AJ8712741]
Scutellospora heterogama Gigasporaceae Glomeromycota [AJ3064341]
Scutellospora heterogama Gigasporaceae Glomeromycota [AY6358321]
Scutellospora heterogama Gigasporaceae Glomeromycota [U365931]
Scutellospora heterogama Gigasporaceae Glomeromycota [AJ8526091]
Scutellospora nodosa Gigasporaceae Glomeromycota [AJ3064371]
Scutellospora projecturata Gigasporaceae Glomeromycota [AJ2427291]
Scutellospora reticulata Gigasporaceae Glomeromycota [AJ8712731]
Scutellospora spinosissima Gigasporaceae Glomeromycota [AJ3064361]
Scutellospora weresubiae Gigasporaceae Glomeromycota [AJ3064441]
Glomus caledonium Glomus grupo A Glomeromycota [Y176532]
Glomus caledonium Glomus grupo A Glomeromycota [Y176353]
Glomus clarum Glomus grupo A Glomeromycota [AJ2760842]
Glomus clarum Glomus grupo A Glomeromycota [AJ8525971]
Glomus coremioides Glomus grupo A Glomeromycota [AJ2497151]
Glomus coronatum Glomus grupo A Glomeromycota [AJ2760862]
Glomus fasciculatum Glomus grupo A Glomeromycota [Y176402]
Glomus fragilistratum Glomus grupo A Glomeromycota [AJ2760852]
Glomus geosporum Glomus grupo A Glomeromycota [AJ2456372]
Glomus intraradices Glomus grupo A Glomeromycota [AJ3018591]
43
Tabela 4 ndash Sequecircncias de fungos alvo e natildeo-alvo obtidas do banco de dados do NCBI para o desenho de iniciadores
especiacuteficos para amplificarem o gene rRNA 18S de Glomeromycota
(continuaccedilatildeo)
Organismo Grupo Filo Acesso
Glomus intraradices Glomus grupo A Glomeromycota [AJ8525261]
Glomus intraradices Glomus grupo A Glomeromycota [AY6358311]
Glomus intraradices Glomus grupo A Glomeromycota [DQ3226301]
Glomus intraradices Glomus grupo A Glomeromycota [X587251]
Glomus manihotis Glomus grupo A Glomeromycota [U365901]
Glomus manihotis Glomus grupo A Glomeromycota [Y176483]
Glomus mosseae Glomus grupo A Glomeromycota [AJ3064381]
Glomus mosseae Glomus grupo A Glomeromycota [AY6358331]
Glomus mosseae Glomus grupo A Glomeromycota [U961431]
Glomus mosseae Glomus grupo A Glomeromycota [U961441]
Glomus mosseae Glomus grupo A Glomeromycota [U961451]
Glomus sinuosum Glomus grupo A Glomeromycota [AJ1337061]
Glomus verruculosum Glomus grupo A Glomeromycota [AJ3018581]
Glomus etunicatum Glomus grupo B Glomeromycota [AJ8525981]
Glomus cf etunicatum Glomus grupo B Glomeromycota [Y176442]
Glomus luteum Glomus grupo B Glomeromycota [U365911]
Glomus claroideum Glomus grupo B Glomeromycota [AF1397321]
Glomus viscosum Glomus grupo B Glomeromycota [Y176522]
Glomus etunicatum Glomus grupo B Glomeromycota [Y176392]
Glomus luteum Glomus grupo B Glomeromycota [AJ2760893]
Glomus lamellosum Glomus grupo B Glomeromycota [AJ2760872]
Glomus claroideum Glomus grupo B Glomeromycota [AJ2760802]
Glomus claroideum Glomus grupo B Glomeromycota [AJ2760792]
Glomus claroideum Glomus grupo B Glomeromycota [AJ2760752]
Glomus lamellosum Glomus grupo B Glomeromycota [AJ2760833]
Archaeospora leptoticha Ambisporaceae Glomeromycota [AB0150521]
Archaeospora leptoticha Ambisporaceae Glomeromycota [AB2201721]
Archaeospora leptoticha Ambisporaceae Glomeromycota [AJ0064661]
Archaeospora leptoticha Ambisporaceae Glomeromycota [AJ3018611]
Acaulospora trappei Archaeosporaceae Glomeromycota [AJ0068001]
Acaulospora trappei Archaeosporaceae Glomeromycota [AJ0068011]
Archaeospora trappei Archaeosporaceae Glomeromycota [AM1142741]
Archaeospora trappei Archaeosporaceae Glomeromycota [Y176343]
Diversispora spurca Diversisporaceae Glomeromycota [AJ2760772]
Diversispora spurca Divesisporaceae Glomeromycota [Y176502]
Glomus versiforme Diversisporaceae Glomeromycota [AJ2760883]
Glomus versiforme Diversisporaceae Glomeromycota [X866873]
Glomus fulvum Glomeraceae Glomeromycota [AM4185431]
Pacispora scintillans Pacisporaceae Glomeromycota [AJ6199551]
Pacispora scintillans Pacisporaceae Glomeromycota [AJ6199541]
Pacispora scintillans Pacisporaceae Glomeromycota [AJ6199531]
Glomus occultum Paraglomeraceae Glomeromycota [AJ0067981]
Glomus occultum Paraglomeraceae Glomeromycota [AJ0067991]
Paraglomus brasilianum Paraglomeraceae Glomeromycota [AJ3018621]
Paraglomus occultum Paraglomeraceae Glomeromycota [AJ2760813]
Paraglomus occultum Paraglomeraceae Glomeromycota [AJ2760822]
Paraglomus occultum Paraglomeraceae Glomeromycota [DQ3226291]
Geosiphon pyriformis natildeo-alvo Glomeromycota [AJ2760742]
Geosiphon pyriformis natildeo-alvo Glomeromycota [AM1839231]
Geosiphon pyriformis natildeo-alvo Glomeromycota [X866862]
Geosiphon pyriformis natildeo-alvo Glomeromycota [Y159043]
44
Tabela 4 ndash Sequecircncias de fungos alvo e natildeo-alvo obtidas do banco de dados do NCBI para o desenho de iniciadores
especiacuteficos para amplificarem o gene rRNA 18S de Glomeromycota
(continuaccedilatildeo)
Organismo Grupo Filo Acesso
Geosiphon pyriformis natildeo-alvo Glomeromycota [Y159053]
Buellia dialyta natildeo-alvo Ascomycota [DQ9730091]
Capnodium coffeae natildeo-alvo Ascomycota [DQ2478081]
Capnodium salicinum natildeo-alvo Ascomycota [DQ6779971]
Capronia munkii natildeo-alvo Ascomycota [EF4136031]
Capronia pilosella natildeo-alvo Ascomycota [DQ8231061]
Cladonia caroliniana natildeo-alvo Ascomycota [AY5846641]
Diaporthe eres natildeo-alvo Ascomycota [DQ4710151]
Geoglossum nigritum natildeo-alvo Ascomycota [AY5446941]
Ophioparma lapponica natildeo-alvo Ascomycota [DQ9730051]
Orbilia auricolor natildeo-alvo Ascomycota [DQ4710011]
Orbilia vinosa natildeo-alvo Ascomycota [DQ4710001]
Peziza proteana f sparassoides natildeo-alvo Ascomycota [AY5447031]
Peltula umbilicata natildeo-alvo Ascomycota [DQ7828871]
Peziza vesiculosa natildeo-alvo Ascomycota [DQ4709951]
Taphrina wiesneri natildeo-alvo Ascomycota [AY5482931]
Xylaria acuta natildeo-alvo Ascomycota [AY5447191]
Xylaria hypoxylon natildeo-alvo Ascomycota [AY5446921]
Amanita brunnescens natildeo-alvo Basidiomycota [AY7070961]
Lactarius lignyotus natildeo-alvo Basidiomycota [DQ4576261]
Pleurotus ostreatus natildeo-alvo Basidiomycota [AY6570151]
Puccinia poarum natildeo-alvo Basidiomycota [DQ8310292]
Rhodotorula glutinis natildeo-alvo Basidiomycota [DQ8321941]
Rhodotorula hordea natildeo-alvo Basidiomycota [AY6570131]
Rhodotorula mucilaginosa natildeo-alvo Basidiomycota [DQ8321991]
Sphenospora kevorkianii natildeo-alvo Basidiomycota [DQ3545201]
Tilletiaria anomala natildeo-alvo Basidiomycota [AY8037521]
Trechispora sp natildeo-alvo Basidiomycota [AY8037531]
Tremella aurantia natildeo-alvo Basidiomycota [DQ8360001]
Udeniomyces puniceus natildeo-alvo Basidiomycota [DQ8360061]
Uromyces appendiculatus natildeo-alvo Basidiomycota [DQ3545101]
Ustilago tritici natildeo-alvo Basidiomycota [DQ8468951]
Chytriomyces hyalinus natildeo-alvo Chytridiomycota [DQ5364871]
Cladochytrium replicatum natildeo-alvo Chytridiomycota [AY5466831]
Cyllamyces aberensis natildeo-alvo Chytridiomycota [DQ5364811]
Gaertneriomyces semiglobiferus natildeo-alvo Chytridiomycota [AF1642472]
Olpidium brassicae natildeo-alvo Chytridiomycota [DQ3226241]
Physoderma maculare natildeo-alvo Chytridiomycota [DQ5364891]
Polychytrium aggregatum natildeo-alvo Chytridiomycota [AY6017111]
Rhizidium endosporangiatum natildeo-alvo Chytridiomycota [DQ5364841]
Rhizophlyctis harderi natildeo-alvo Chytridiomycota [AF1642722]
Rhizophlyctis rosea natildeo-alvo Chytridiomycota [AY6358291]
Rhizophydium elyensis natildeo-alvo Chytridiomycota [DQ5364791]
Rozella allomycis natildeo-alvo Chytridiomycota [AY6358381]
Spizellomyces punctatus natildeo-alvo Chytridiomycota [AY5466841]
Basidiobolus ranarum natildeo-alvo Zygomycota [AY6358411]
Coemansia reversa natildeo-alvo Zygomycota [AY5466851]
Cokeromyces recurvatus natildeo-alvo Zygomycota [AY6358431]
Endogone lactiflua natildeo-alvo Zygomycota [DQ5364711]
Endogone pisiformis natildeo-alvo Zygomycota [DQ3226281]
Entomophthora muscae natildeo-alvo Zygomycota [AY6358201]
45
Tabela 4 ndash Sequecircncias de fungos alvo e natildeo-alvo obtidas do banco de dados do NCBI para o desenho de iniciadores
especiacuteficos para amplificarem o gene rRNA 18S de Glomeromycota
(conclusatildeo)
Organismo Grupo Filo Acesso
Mortierella sp natildeo-alvo Zygomycota [AY6358281]
Orphella haysii natildeo-alvo Zygomycota [DQ3226261]
Phycomyces blakesleeanus natildeo-alvo Zygomycota [AY6358371]
Rhizopus stolonifer natildeo-alvo Zygomycota [DQ5364741]
Rhopalomyces elegans natildeo-alvo Zygomycota [AY6358341]
Umbelopsis ramanniana natildeo-alvo Zygomycota [DQ3226271]
Nessa anaacutelise verifica-se que membros das classes Archaeoporales e Paraglomerales
formam clades mais distantes filogeneticamente dos demais Glomeromycota o que estaacute de
acordo com outros estudos filogeneacuteticos com base no gene rRNA 18S desses fungos
(REDECKER MORTON BRUNS 2000) Aleacutem disso com as sequecircncias desse estudo e
utilizando o programa Sequencher 46 foi observado que esses dois grupos basais de FMAs estatildeo
associados com outros fungos em um agrupamento a 90 de similaridade enquanto as
sequecircncias restantes de FMAs formam um agrupamento distinto Haacute formaccedilatildeo de um
agrupamento com todos as sequecircncias de FMAs a 89 de similaridade mas esse tambeacutem inclui
sequecircncias de vaacuterios outros fungos Ainda assim uma sequecircncia consenso formada somente por
Glomeromycota foi obtida apoacutes alinhamento das sequecircncias com o programa Multalin e utilizada
para o desenho de iniciadores No entanto natildeo haacute uma regiatildeo conservada no gene rRNA 18S de
Glomeromycota que exclua outros fungos Portanto a divergecircncia de sequecircncias do gene rRNA
18S dentro do grupo de Glomeromycota impossibilita o desenho de iniciadores especiacuteficos para
amplificar uma regiatildeo do gene rRNA 18S comum a todos os FMAs
Ao contraacuterio do presente trabalho Lee Lee e Young (2008) desenharam os iniciadores
AML1 e AML2 especiacuteficos para todos os fungos de Glomeromycota inclusive os grupos basais
Archaeosporales e Paraglomerales No entanto verifica-se 100 de similaridade quando alinha-
se o iniciador AML1 com sequecircncias de fungos natildeo-alvo do banco Genbank tais como as
sequecircncias do gene rRNA 18S de Taphrina wiesneri (Ascomycota acesso AY5482931)
Amanita brunnescens (Basidiomycota acesso AY7070961) Rhizidium endosporangiatum
(Chytridiomycota acesso DQ5364841) e Endogone pisiformis (Zygomycota acesso
DQ3226281) (dados natildeo mostrados) O AML2 pode ser usado alternativamente como o segundo
iniciador (reverso) na reaccedilatildeo de amplificaccedilatildeo apesar de ele apresentar as 7 primeiras bases na
extremidade 3rsquo similar a alguns fungos natildeo-alvo (dados natildeo mostrados)
46
Figura 5 ndash Relaccedilotildees filogeneacuteticas entre os diferentes fungos micorriacutezicos arbusculares determinadas por neighbor-
joining com base nas sequecircncias dos genes rRNA 18S Essas satildeo sequecircncias representativas dos grupos
utilizados para o desenho de iniciadores Os nuacutemeros sobre os ramos indicam a percentagem de 1000
repeticcedilotildees da anaacutelise de bootstrap A barra representa duas substituiccedilotildees a cada 100 nucleotiacutedeos Os
nomes dos iniciadores desenhados nesse trabalho estatildeo grafados em itaacutelico e negrito abaixo do nome dos
seus grupos ndash Gigasporaceae Acaulosporaceae Glomus grupo A e Glomus grupo B As linhas
transversais tracejadas indicam famiacutelias ou grupos e as linhas cheias indicam os filos
47
O baixo nuacutemero de sequecircncias e espeacutecies de Diversisporaceae e Pacisporaceae
disponiacuteveis nos bancos de dados puacuteblicos eacute insuficiente para o desenho de iniciadores
especiacuteficos por essa razatildeo esses dois grupos de FMAs natildeo foram considerados para o desenho
dos iniciadores grupo-especiacuteficos
Desenho de iniciadores grupo-especiacuteficos Utilizando os programas Beacon Designer
702 Primer3 e a busca manual foram encontradas por volta de 150 sequecircncias de
oligonucleotiacutedeos com potencial para serem usadas como iniciadores Para os ensaios de PCR
sete desses oligonucleotiacutedeos foram selecionados com base na avaliaccedilatildeo de especificidade
utilizando o BLAST e o alinhamento com sequecircncias alvo e natildeo-alvo e segundo as propriedades
dos iniciadores avaliadas no programa Oligo Analyzer O programa Beacon Designer 702 natildeo
possibilitou o desenho de iniciadores especiacuteficos As sequecircncias dos sete iniciadores selecionados
satildeo apresentadas na Tabela 5 juntamente com suas respectivas temperaturas de desnaturaccedilatildeo
(Tm) calculada com o programa Oligo Analyzer e tamanho esperado dos amplicons quando
utilizados com o iniciador nu-SSU-1196 modificado
Nas Figuras 6 a 11 satildeo mostrados os alinhamentos dos iniciadores com as sequecircncias alvo
e diversas sequecircncias natildeo-alvo representadas pelos grupos filogeneacuteticos Glomeromycota
Ascomycota Basidiomycota Chytridiomycota Zygomycota Faneroacutegamas e Homo sapiens
Tabela 5 ndash Iniciadores selecionados e suas respectivas temperaturas de desnaturaccedilatildeo (Tm) e
tamanho de amplicons esperados quando utilizados com o iniciador nu-SSU-1196
modificado
Iniciador Sequecircncia (5 rarr 3) Especificidade Tm (ordmC)
Tamanho
esperado do
amplicon (pb)
ACAU220 GGG GTT TCC CAT TGG TGR ATC AT Acaulosporaceae 646 995
GLOMB652 TAA GGG GTA TGA ACT GGT GTA G Glomus Grupo B 603 565
GLOMB673 GTC AAT TTC TCA CCT TCT GGA G Glomus Grupo B 603 544
GIGA202 AAA CCA ATA RCC TTC GGG TTT C Gigasporaceae 603 987
GIGA615 TAG TTG AAT TTC GGG GTT CTA C Gigasporaceae 584 574
GLOMA189 TTA GAT AAA AAA CCA ATA TCG GG Glomus Grupo A 557 1018
GLOMA690 CGT AAT GCC ATT AAT TTG GTG T Glomus Grupo A 565 517
48
ACAU220 GGGGTTTCCCATTGGTGRATCAT
Acaulospora longula TTTTGGGGTTTCCCATTGGTGGATCATAATAACTTT
Acaulospora scrobiculata GCAAGGGGTTTCCCATTGGTGAATCATAATAACTTT
Acaulospora laevis GCAAGGGGTTTCCCATTGGTGAATCATAATAACTTT
Entrophospora colombiana GCAAGGGGTTTCCCATTGGTGAATCATAATAACTTT
Scutellospora heterogama -CTTCGGGTTTCAC-TTGGTGATTCATGATAACTTT
Pacispora scintilans TTCG-GGGTTTC-CTTTGGTGATTCATGATAACTTT
Glomus intraradices GCAACCGA-TTC-CCTTGGTGATTCATAATAACTTT
Glomus etunicatum GCAACCAACTAAACCTTGGTGATTCATGATAACTTT
Paraglomus brasilianum TATGCCGG--AA-CTGTGGTGAATCATGATAACTTG
Archaeospora leptoticha TTCGGGCGAGTCCC-TTGGTGATTCATGGTAACTTT
Pleurotus ostreatus -CTCGCCGCTCCC--TTGGTGATTCATAATAACTTC
Rhizidium endosporangiatum -GCAACCGGTTCT--TTGGTGATTCATGGTAACTTT
Chytriomyces hyalinus ---AAACGGTTCT--TTGGTGATTCATAGTAACTTT
Capnodium coffeae -CCCTTCGGGGCTCAATGGTGAATCATAATAACTTA
Ustilago tritici -CTCCTCGGAGTT---TGGCGATTCATAATAACTTC
Rhizopus stolonifer TAAAACCTGTTTC--TTGGTGAATCATAATAATTAA
Endogone pisiformis -AACCACTCATC----TGGTGATTCATAATAACTTT
Cladonia caroliniana -CCCTTCGGGGCTCCTTGGTGATTCATAATAACTTC
Zea mays TCTGCCCGCCGAT--CCGATGATTCATGATAACTTG
Glycine max TCTGCCTGTTGCT--TTGATGATTCATGATAACTCG
Figura 6 ndash Local de ancoramento do iniciador ACAU220 (5rsquorarr 3rsquo) nas sequecircncias do gene rRNA 18S de FMAs e
outros organismos O iniciador e o local de iniciaccedilatildeo nas sequecircncias alvo satildeo mostrados em negrito
Similaridades das sequecircncias dos organismos e do iniciador estatildeo marcadas em cinza
GIGA202 AAACCAATARCCTTCGGGTTTC
Scutellospora heterogama AGAT-AAAAACCAATAACCTTCGGGTTTC-AC----TTGGTG
Scutellospora calospora AGAT-GAAAACCAATAGCCTTCGGGTTTCCAC----TTGGTG
Scutellospora projecturata AGAT-AAAAACCAATAACCTTCGGGTTTCCAC----TTGGTG
Gigaspora gigantea AGAT-AAAAACCAATAACCTTCGGGTTTCC-C----TTGGTG
Gigaspora margarita AGAT-AAAAACCAATAACCTTCGGGTTTCC-C----TTGGTG
Gigaspora rosea AGAT-AAAAACCAATAACCTTCGGGTTTCC-C----TTGGTG
Scutellospora gilmorei AGAT-AAAAACCAATAACCTTCGGGTTTC-AC----TTGGTG
Scutellospora fulgida AGAT-AAAAACCAATAACCTTCGGGTTTC-AC----TTGGTG
Scutellospora spinosissima AGAT-AAAAACCAATAACCTTCGGGTTTC-AC----TTGGTG
Scutellospora gregaria AGAT-AAAAACCAATAACCTTCGGGTTTC-AC----TTGGTG
Scutellospora weresubiae AGAT-AAAAACCAATAACCTTCGGGTTTC-AT----ATGGTG
Scutellospora cerradensis AGAT-AAAAACCAATAACCTTCGGGTTTC-AC----TTGGTG
Gigaspora albida AGAT-AAAAACCAATAACCTTCGGGTTTCC-C----TTGGTG
Scutellospora nodosa AGGT-AAAAACCAATAACCTTCGGGTTTCCAG----TTGGTG
Scutellospora castanea AGAT-AAAAACCAATAACCTTCGGGTTTC-AC----TTGGTG
Scutellospora aurigloba AGAT-AAAAACCAATAGCCTTCGGGTTTCAAC----TTGGTG
Pacispora scintillans AGATAAAAAACCAATAGCCCTTCGGGGTT--TCCT-TTGGTG
Glomus intraradices AGATAAAAAACCAATATCGGGCAACCGAT--TCCC-TTGGTG
Acaulospora longula AGATAAAAAACCAATAACTCCTTTTGGGGTTTCCCATTGGTG
Glomus etunicatum AGATAAAAAACCAACAGTTGGGCAACCAACTAAACCTTGGTG
Paraglomus brasilianum AGATAAAAAGCCAACCCGGCTTATGCCGGAACT---GTGGTG
Archaeospora leptoticha AGATACAAAACCAATCTCGTCTTCGGGCGAGTCCC-TTGGTG
Capnodium coffeae AGATAAAAAACCAATGCCCTTCGGGGCTCAA-----T-GGTG
Cladonia caroliniana AGATAAAAAACCAATGCCCTTCGGGGCTCC------TTGGTG
Pleurotus ostreatus AGATAAAAAACCGACGCGGCTCGCCGCTCCC-----TTGGTG
Endogone pisiformis AGATAAAAAACCAACGTGGGCAACCACTCAT-----CTGGTG
Ustilago tritici AGAT-AAAAACC-ATCCTCCTCGGAGT---------TTGGCG
Chytriomyces hyalinus AGATAAAAAACCAACCCGGAAACGGTT-C-T-----TTGGTG
Rhizidium endosporangiatum AGATAAAAAACCAACCCGGGCAACCGGTTCT-----TTGGTG
Rhizopus stolonifer AGAT--AAAACCAACGCGGGGTAAAACCTGTTTC--TTGGTG
Zea mays AGATAAAAGGCTGACGCGGGCTCTGCCCGCCGAT--CCGATG
Glycine max AGATAAAAGGTCAACACAGGCTCTGCCTG-TTGCT-TTGATG
Homo sapiens AGAT-CAAAACCAACCCGGTCAGCCCCTCTCCGGCCCCGGCC
Figura 7 ndash Local de ancoramento do iniciador GIGA202 (5rsquorarr 3rsquo) nas sequecircncias do gene rRNA 18S de FMAs e
outros organismos O iniciador e o local de iniciaccedilatildeo nas sequecircncias alvo satildeo mostrados em negrito
Similaridades das sequecircncias dos organismos e do iniciador estatildeo marcadas em cinza
49
GIGA615 TAGTTGAATTTCGGGGTTCTAC
Scutellospora heterogama GCTCGTAGTTGAATTTCGGGGTTCCACCGTTG
Scutellospora calospora GCTCGTAGTTGAATTTCGGGGTTCTACCGTTG
Scutellospora projecturata GCTCGTAGTTGAATTTCGGGGTTCTACCATTG
Gigaspora gigantea GCTCGTAGTTGAATTTCGGGGTTCTACCGTTG
Gigaspora margarita GCTCGTAGTTGAATTTCGGGGTTCTACCGTTG
Gigaspora rosea GCTCGTAGTTGAATTTCGGGGTTCTACCGTTG
Scutellospora gilmorei GCTCGTAGTTGAATTTCGGGGTTCTACCGTTG
Scutellospora fulgida GCTCGTAGTTGAATTTCGGGGTTCTACCGTTG
Scutellospora spinosissima GCTCGTAGTTGAATTTCGGGGTTCTACCGTTG
Scutellospora gregaria GCTCGTAGTTGAATTTCGGGGTTCTACCGTTG
Scutellospora weresubiae GCTCGTAGTTGAATTTCGGGGTTCTACCGTTG
Scutellospora cerradensis GCTCGTAGTTGAATTTCGGGGTTCTACCGTTG
Gigaspora albida GCTCGTAGTTGAATTTCGGGGTTCTACCGTTG
Scutellospora nodosa GCTCGTAGTTGAATTTCGGAATTTTACCGTTG
Scutellospora castanea GCTCGTAGTTGAATTTCGGGGTTTTACCGTTG
Scutellospora aurigloba GCTCGTAGTTGAATTTCGGGATTCTACCGTCG
Pacispora scintillans GCTCGTAGTTGAATTTCGAAATTTTTTTATCG
Glomus intraradices GCTCGTAGTTGAATTTCGGGGTTAGTAGGTTG
Acaulospora longula GCTCGTAGTTGAATTTCGGGATTTGTCAGTTG
Glomus etunicatum GCTCGTAGTTGAATTTCGGGATTGACACATCG
Paraglomus brasilianum GCTCGTAGTTGAACTTCAGGCCTGGCTGGACG
Archaeospora leptoticha GCTCGTAGTTGAATTTTGGGTCTGGCCGGGCG
Capnodium coffeae GCTCGTAGTTGAACCTTGGGCCTGGCTGGCCG
Cladonia caroliniana GCTCGTAGTTGAAACTTGGGCCTGGCTGACCG
Pleurotus ostreatus GCTCGTAGTTGAACTTCAGACCTGGCTGGGCG
Endogone pisiformis GCTCGTAGTTGAATTTTAGCTCTGGCTGGGCG
Ustilago tritici GCTCGTAGTTGAAGTTTGGTCTCGGACGCTGG
Chytriomyces hyalinus GCTCGTAGTTGAATTTTGGGCCGGGTTTGAAG
Rhizidium endosporangiatum GCTCGTAGTTGAATTTTGGGCTGGGCTGGGCG
Rhizopus stolonifer GTCCGTAGTCAAACTTTAGTCTT--ACTGGCG
Zea mays GCTCGTAGTTGGACCTTGGGCCGGGCCGGGTG
Glycine max GCTCGTAGTTGGACCTTGGGTTGGGTCGATCG
Homo sapiens GCTCGTAGTTGGATCTTGGGAGCGGGCGGGCG
Figura 8 ndash Local de ancoramento do iniciador GIGA615 (5rsquorarr 3rsquo) nas sequecircncias do gene rRNA 18S de FMAs e
outros organismos O iniciador e o local de iniciaccedilatildeo nas sequecircncias alvo satildeo mostrados em negrito
Similaridades das sequecircncias dos organismos e do iniciador estatildeo marcadas em cinza
GLOMB652 TAAGGGGTATGAACTGGTGTAG
Glomus luteum TGCCTTAAGGGGTATGAACTGGTGTAGTCAATTTCTCACCTTCTGGAG-AACG
Glomus lamellosum TGCCTTAAGGGGTATGAACTGNTGTAGTCAATTTCTCACCTTCTGGAG-AACC
Glomus etunicatum TGCCTTAAGGGGTATGAACTGGTGTAGTCAATTTCTCACCTTCTGGAG-AACC
Glomus viscosum TGCCTTAAGGGGTATGAACTGGTGTAGTGAATTTCTCACCTTCTGGAG-AACC
GLOMB673 GTCAATTTCTCACCTTCTGGAG
Pacispora scintilans AATCAACAGG--TTCGTACTGATTTTAAGAATTTCT-ACCTTCTGGAG-AACC
Glomus intraradices ATGCCTCTGG--TATGTACTGGTCTCACTGATTCCT--CCTTCCTTATGAACC
Acaulospora longula GGCTTAACTG--TCCGTATTGACTTGATGGATTCTT-ACCTTC-TGAGTAACC
Scutellospora heterogama GGG-CTATTG--TCTGTACTGGTGTGTGGAATTTCT-ACCTTCTGGGG-AACT
Paraglomus brasilianum GCCTTCCGGG--TGAGTACTGTCTGTGGTCGGGTCCTACCTTCTGGCG-AAGC
Archaeospora leptoticha ACCT-TCTGG--TGAGCACTGTTCCGACGCCGGGCCTATCCTTCTGGTGAGAC
Pleurotus ostreatus_ CG-CTTAACGG-CGTGTACTGT-CT-GGCTGGGCCTTACCTCTTGGTG-AGCC
Rhizidium endosporangiatum CGCCGCAA-GG-TGAGCACTGCT-C-CGGTCTGG-TCTTTCCTTCTGGGGATC
Chytriomyces hyalinus TGCC--AATGG-CATGTACT--T-TCGGCC-TGG-TCTTTCCTTGTGGGGAAC
Endogone pisiformis TGCCTTTACGG-TGGGTACTACT-TTGGCTGGGGTTCACCTTCTGGTG-AGCT
Rhizopus stolonifer GGTCTTCATTGACC-AAGCTCATTGC-TGCCGGAGACTCCATGTTCATTA-GG
Cladonia caroliniana CGCCTCACCGCGT--GCACTGGC-TCGGCCGGGCCTTTCCTTCTGGGG-AACC
Ustilago tritici TGCTTCATTG--CATGTACTTG-GC-GGTCCGAGACTTCCTTCCTGGTGAACG
Capnodium coffeae CGCCTCACCGCGT--GTACTGGT-CCGGCCGGGCCTTTCCTTCTGGGG-AACC
Zea mays CGCCGTACGGG-CA-GAACCGA--CCGGCTCGA---C--CCTTCTGCCGGCGA
Glycine max CGCC-TCCGGTGT--GCACCGGT-CGGCTCGTCCCTTCTGCCGGCGAT-GCGC
Homo sapiens CGCCGCGAGGCGAGCCACCGCCCGT-CCCCGCCCCTTGCCT-CTCGGCGCCCC
Figura 9 ndash Locais de ancoramento dos iniciadores GLOMB652 e GLOMB673 (5rsquorarr 3rsquo) nas sequecircncias do gene
rRNA 18S de FMAs e outros organismos Os iniciadores e os locais de de iniciaccedilatildeo nas sequecircncias alvo
satildeo grafados em negrito Similaridades das sequecircncias dos organismos e do iniciador GLOMB652 estatildeo
marcadas em cinza e marcadas em preto para o iniciador GLOMB673
50
GLOMA189 TTAGATAAAAAACCAATATCGGG
Glomus manihotis TATTTATTAGATAAAAAACCAATATCGGG-AAACCGA
Glomus clarum TATTTATTAGATAAAAAACCAATATCGGG-AAACCGA
Glomus intraradices TATTTATTAGATAAAAAACCAATATCGGG-CAACCGA
Glomus verruculosum TATTTATTAGATAAAAAACCAATATCGGG-CAACCGA
Glomus caledonium TATTTATTAGATAAAAAACCAATATCGGG-CAACCGA
Glomus fragislistratum TATTTATTAGATAAAAAACCAATATCGGG-CAACCGA
Glomus mosseae TATTTATTAGATAAAAAACCAATATCGGG-CAACCGA
Glomus coronatum TATTTATTAGATAAAAAACCAATATCGGG-CAACCGA
Glomus geosporum TATTTATTAGATAAAAAACCAATATCGGG-CAACCGA
Glomus sinuosum TATTTATTAGATAAAAAACCAATATCGGGGCAACCTG
Glomus coremioides TATTTATTAGATAAAAAACCAATATCGGG-CAACCGA
Acaulospora longula TATTTATTAGATAAAAAACCAATAACTCC-TTTTGGG
Glomus etunicatum TATTTATTAGATAAAAAACCAACAGTTGGGCAACCAA
Paraglomus brasilianum TATTTATTAGATAAAAAGCCAACC-C-GG-CTTA-TG
Archaeospora leptoticha TATTTATTAGATACAAAACCAATCTCGT--CTTCGGG
Scutellospora heterogama TATTTATTAGATAAAAA-CCAATAAC----CTTCGGG
Pacispora scintilans TATTTATTAGATAAAAAACCAATA--GCC-CTTCGGG
Pleurotus ostreatus TATTTATTAGATAAAAAACCGACGC--GG-CT-CGCC
Rhizidium endosporangiatum TATTTATTAGATAAAAAACCAACC-CGGG-CAACCGG
Chytriomyces hyalinus TATTTATTAGATAAAAAACCAACC-CGG---AAACGG
Endogone pisiformis TATTTATTAGATAAAAAACCAACGT-GGGC-AACCAC
Zea mays CATTTATTAGATAAAAGGCTGACG-CGGG-CTCTGCC
Glycine max CATTTATTAGATAAAAGGTCAACA-CAGG-CTCTGCC
Rhizopus stolonifer CACTTATTAGATAAAA--CCAACG-CGGG-GTAAAAC
Cladonia caroliniana TATTTATTAGATAAAAAACCAAT---GCC-CTTCGGG
Ustilago tritici TATTTATTAGATAAAAA-CCA-TC-CTC--CTCGGAG
Capnodium coffeae TATTTATTAGATAAAAAACCAAT---GCC-CTTCGGG
Figura 10 ndash Local de ancoramento do iniciador GLOMA189 (5rsquorarr 3rsquo) nas sequecircncias do gene rRNA 18S de FMAs e
outros organismos O iniciador e o local de iniciaccedilatildeo nas sequecircncias alvo satildeo mostrados em negrito
Similaridades das sequecircncias dos organismos e do iniciador estatildeo marcadas em cinza
51
GLOMA690 CGTAATGCCATTAATTTGGTGT
Glomus manihots GAACCGTAATGCCATTAATTTGGTGTTGCGGGG
Glomus clarum (1) GAACCGTAATGCCATTAATTTGGTGTTGCGGGG
Glomus clarum (2) GAACTGTAATGTCATTAATTTGGTGTTGCGGGG
Glomus intraradices GAACCGTAATGCCATTAATTTGGTGTTGCGGGG
Glomus verruculosum AAACCGTAATGCCATTAATTTGGTGTCACGGGG
Glomus caledonium GAACCGTAATGCCATTAATTTGGTGTCACGGGG
Glomus fragilistratum GAACCGTAATGCCATTAATTTGGTGTCACCGGG
Glomus mosseae GAACCGTAATGCCATTAATTTGGTGTTACGGGG
Glomus coronatum GAACCGTAATGCCATTAATTTGGTGTCACGGGG
Glomus geosporum GAACCGTAATGCCATTAATTTGGTGTCACGGGG
Glomus sinuosum GAGCCGTAATGCCATTAATTTGGTGTTGCGGGG
Glomus coremioides GAGCCGTAATGTCATTAATTTGGTGTTGCGGGG
Acaulospora longula TAACCAGCATGCTATTAAGTTAGTGCGTTGGGG
Pacispora scintilans GAACCTTAATGTCATTTATTTGATGTTTTGGGA
Glomus etunicatum GAACCGCGATGCCCTTAATTGGGTGTCACGGGG
Paraglomus brasilianum GAAGCGTCATGGCCTTAACCGGCCGTGGCGGGG
Archaeospora leptoticha GAGACGGCATGCCCTTCGCTGGGTGTGTCGGGG
Scutellospora heterogama GAACTATCATGTTATTAATTTAGCGTGGTAGGA
Pleurotus ostreatus GAGCCGGCGTGCCCTTTATT-GGTGTGCGTTGG
Rhizidium endosporangiatum GATCTAGCGTGCGCTTCACT--GTGTGCGTTAG
Chytriomyces hyalinus GAACACGTGTGCACTTTACTGTGTGTGCGTGGG
Endogone pisiformis GAGCTGGCATGTTCTTAACTGGATGTGTCAGGG
Ustilago tritici -GAACGGCCG--CCTTCG---GGTGGTCC---G
Capnodium coffeae GAACCG-CATGCCCTTCACTGGGCGTGTGTGGG
Cladonia caroliniana -AACCG-CATGGCCTTCATT-GGTCGTGTTGGG
Rhizopus stolonifer GTTCATTAGGGGAAAATCTCTAGGGGTTTTTTT
Zea mays ATGCGCTCCTGGCCTTAACTGGCCGGGTCGTGC
Glycine max ATGCGCTCCTGTCCTTAACTGGCCGGGTCGTGC
Homo sapiens GCCCCCTCGATGCTCTTAGCTGAGTGTCCCGCG
Figura 11 ndash Local de ancoramento do iniciador GLOMA690 (5rsquorarr 3rsquo) nas sequecircncias do gene rRNA 18S de FMAs e
outros organismos O iniciador e o local de iniciaccedilatildeo nas sequecircncias alvo satildeo mostrados em negrito
Similaridades das sequecircncias dos organismos e do iniciador estatildeo marcadas em cinza
Utilizando-se as amostras de DNA de FMAs provenientes de vasos de multiplicaccedilatildeo em
casa-de-vegetaccedilatildeo verificou-se que a temperatura de 61 ordmC foi adequada para o pareamento dos
iniciadores desenhados e para a eficiente amplificaccedilatildeo do gene rRNA 18S (Figura 12) Quando
testados com amostras de DNA de FMAs natildeo-alvo os iniciadores utilizados natildeo permitem a
amplificaccedilatildeo do DNA (Figura 13) O iniciador ACAU469 mostrou-se inespeciacutefico (Figura 13) e
o iniciador GLOMA348 apresentou pouca repetibilidade nas reaccedilotildees de amplificaccedilatildeo Em razatildeo
disso esses dois iniciadores foram excluiacutedos das anaacutelises posteriores Foram feitas tentativas para
a amplificaccedilatildeo por meio de PCR multiplex onde todos os 4 iniciadores foram usados ao mesmo
tempo Entretanto natildeo foi possiacutevel a amplificaccedilatildeo
Nas amostras de raiacutezes de Brachiaria sp e de cana-de-accediluacutecar inoculadas com FMAs em
casa-de-vegetaccedilatildeo os iniciadores tambeacutem amplificaram especificamente o DNA alvo (Figura
12) No entanto em amostras de raiacutezes ambientais do experimento com gramiacuteneas em pradaria
dos EUA foi necessaacuteria a utilizaccedilatildeo de nested PCR para a amplificaccedilatildeo do gene rRNA 18S
usando os iniciadores grupo-especiacuteficos Sugere-se que esse fato seja decorrente da baixa
52
concentraccedilatildeo do DNA alvo em relaccedilatildeo ao DNA total das amostras Com exceccedilatildeo dos iniciadores
para Gigasporaceae todos os outros iniciadores amplificaram DNA de amostras de raiacutezes da
pradaria No entanto a concentraccedilatildeo de amplicons obtida com o iniciador ACAU220 foi baixa e
natildeo foi possiacutevel sua clonagem e sequenciamento Os produtos de PCR usando DNA das amostras
de raiacutezes de pradaria foram clonados e sequenciados para verificar a especificidade dos
iniciadores e determinar a estrutura da comunidade de FMAs Pela anaacutelise de similaridade e
filogeneacutetica os iniciadores GLOMA189 e GLOMA690 amplificaram especificamente o DNA de
Glomus grupo A em raiacutezes de pradaria (Figuras 14 e 15)
Figura 12 ndash Amplificaccedilatildeo por PCR do DNA de raiacutezes de plantas cultivadas em casa-de-vegetaccedilatildeo e inoculadas com
FMAs 1 Brachiaria sp inoculada com Acaulospora scrobiculata (Acaulosporaceae) 2 Brachiaria sp
inoculada com Gigaspora rosea (Gigasporaceae) 3 Brachiaria sp inoculada com Glomus clarum
(Glomus grupo A) 4 Brachiaria sp inoculada com Glomus etunicatum (Glomus grupo B) 5
Brachiaria sp inoculada com G rosea e Scutellospora heterogama 6 cana-de-accediluacutecar inoculada com
mistura de FMAs (G clarum Glomus intraradices G rosea Paraglomus sp Acaulospora sp) 7
cana-de-accediluacutecar natildeo-inoculada 8 Controle negativo da primeira reaccedilatildeo de PCR 9 Controle negativo da
segunda reaccedilatildeo de PCR 10 DNA de Glomus caledonium (Glomus grupo A) de vaso de multiplicaccedilatildeo
11 DNA de Acaulospora longula (Acaulosporaceae) de vaso de multiplicaccedilatildeo 12 DNA de
Scutellospora calospora (Gigasporaceae) de vaso de multiplicaccedilatildeo 13 DNA de Glomus claroideum
(Glomus grupo B) de vaso de multiplicaccedilatildeo M marcador molecular PCR markers (Promega) pb
tamanho em pares de base dos fragmentos do marcador molecular
Iniciador
Iniciador
Iniciador
Amostra
Amostra
1000 750 500 300 150 50
pb
1000 750 500 300 150 50
pb
53
Figura 13 ndash Amplificaccedilatildeo do gene rRNA 18S por PCR em soluccedilotildees contendo mistura de DNA natildeo-alvo para cada
iniciador Canaletas 1 ndash Iniciador ACAU220 e 2 ndash Iniciador ACAU469 especiacuteficos para
Acaulosporaceae em DNA de Glomus claroideum G caledonium Scutellospora calospora Agaricus
sp Saccharomyces sp Canaletas 3 ndash Iniciador GLOMB652 e 4 ndash Iniciador GLOMB673 especiacuteficos
para Glomus grupo B em DNA de Acaulospora longula G caledonium S calospora Agaricus sp
Saccharomyces sp Canaletas 5 ndash Iniciador GLOMA189 6 ndash Iniciador GLOMA348 e 7 ndash Iniciador
GLOMA690 especiacuteficos para Glomus grupo A em DNA de A longula G claroideum S calospora
Agaricus sp Saccharomyces sp Canaletas 8 ndash Iniciador GIGA202 e 9 - Iniciador GIGA615
especiacuteficos para Gigasporaceae em DNA de A longula G claroideum G caledonium Agaricus sp
Saccharomyces sp M ndash Marcador molecular PCR Markers (Promega) pb tamanho em pares de base
dos fragmentos do marcador molecular
pb
1000 750
500
300 150
50
54
Figura 14 ndash Relaccedilotildees filogeneacuteticas entre as sequecircncias do rDNA 18S obtidas de raiacutezes de raiacutezes de pradaria
utilizando o iniciador GLOMA189 e sequecircncias de FMAs determinadas usando neighbor joining
Nuacutemeros sobre os ramos indicam a porcentagem de 1000 repeticcedilotildees da anaacutelise de bootstrap A barra
representa uma substituiccedilatildeo a cada 100 nucleotiacutedeos As sequecircncias de raiacutezes com adubaccedilatildeo
nitrogenada estatildeo grafadas em preto e negrito e das raiacutezes sem adubaccedilatildeo estatildeo grafadas em vermelho e
negrito
55
Figura 15 ndash Relaccedilotildees filogeneacuteticas entre as sequecircncias do rDNA 18S obtidas de raiacutezes de raiacutezes de pradaria
utilizando o iniciador GLOMA690 e sequecircncias de FMAs determinadas usando neighbor joining
Nuacutemeros sobre os ramos indicam a porcentagem de 1000 repeticcedilotildees da anaacutelise de bootstrap A barra
representa uma substituiccedilatildeo a cada 100 nucleotiacutedeos As sequecircncias de raiacutezes com adubaccedilatildeo
nitrogenada estatildeo grafadas em preto e negrito e das raiacutezes sem adubaccedilatildeo estatildeo grafadas em vermelho e
negrito
Dessa forma confirma-se a especificidade dos iniciadores GLOMA189 e GLOMA690
para amplificaccedilatildeo do grupo alvo Glomus grupo A No entanto os iniciadores GLOMB652
GLOMB673 e AM1 apresentaram vieacutes de especificidade amplificando apenas sequecircncias
relacionadas a Ascomycota segundo as anaacutelises por BLAST (dados natildeo mostrados) Esses
resultados corroboram os resultados obtidos por Jumpponen et al (2005) os quais amplificaram
as mesmas amostras de DNA utilizando os iniciadores NS31 e AM1 Nesse primeiro trabalho
verificou-se que todas as sequecircncias obtidas do referido gene eram relacionadas a Glomus grupo
56
A
Portanto na anaacutelise final apoacutes o sequecircnciamento dos amplicons de raiacutezes da pradaria os
iniciadores GLOMA189 e GLOM1690 foram confirmados como especiacuteficos e funcionais em
amostras ambientais Os iniciadores GLOMB652 GLOMB673 GIGA202 e GIGA615 foram
funcionais com amostras de raiacutezes inoculadas com um uacutenico FMA em condiccedilotildees de casa-de-
vegetaccedilatildeo mas em amostras ambientais os iniciadores GLOMB652 e GLOMB673 foram
inespeciacuteficos e os iniciadores GIGA202 e GIGA615 natildeo amplificaram o DNA Como natildeo foi
possiacutevel a clonagem e sequenciamento do fragmento amplificado com o iniciador ACAU220 natildeo
se pode afirmar se esse iniciador eacute funcional ou natildeo
233 Estrutura da comunidade de FMAs em raiacutezes e solo rizosfeacuterico de cana-de-accediluacutecar sob
diferentes manejos de colheita
2331 Atributos quiacutemicos do solo
Dos atributos quiacutemicos do solo avaliados os valores de pH foram os que apresentaram
diferenccedilas significativas entre os manejos de colheita avaliados enquanto a soma de bases (SB) e
saturaccedilatildeo por Mg foram afetados pela interaccedilatildeo dos fatores manejo e variedade de cana-de-accediluacutecar
(Tabela 6) O solo sob o manejo SEM QUEIMA apresentou valor de pH ligeiramente maior (59
versus 58) (Tabela 7) Com relaccedilatildeo agrave SB o solo sob a variedade RB72454 SEM QUEIMA e sob
a variedade SP801842 COM QUEIMA apresentaram valores 113 e 111 vezes maiores
respectivamente em relaccedilatildeo ao solo sob RB72454 COM QUEIMA (Tabela 8) O solo sob a
variedade SP801842 SEM QUEIMA apresentou valor de Mg 113 vezes maior em relaccedilatildeo ao
solo sob SP813250 SEM QUEIMA
Apesar de maior aporte de material vegetal ao solo os teores de carbono orgacircnico no solo
natildeo diferiram entre os tratamentos sob os dois manejos de colheita Tal resultado pode ser devido
ao pouco tempo decorrido apoacutes a colheita sendo que a palhada ainda estava sobre o solo na
eacutepoca de amostragem Provavelmente parte do carbono natildeo foi incorporado agrave mateacuteria orgacircnica
do solo mesmo 84 dias apoacutes a colheita Nenhuma das 36 amostras apresentou Al trocaacutevel Isso se
deve ao fato de o pH estar proacuteximo de 60 onde todo o Al se precipita e tambeacutem aos altos teores
das bases Ca Mg e K sendo que a saturaccedilatildeo da CTC por esses elementos variou de 68 a 72
57
Tabela 6 - Teste de F na anaacutelise da variacircncia dos atributos quiacutemicos do solo para os
fatores Manejo Variedade e Interaccedilatildeo Manejo x Variedade
Variaacuteveis Manejo Variedade ManejoVariedade
Solo
pH ns ns
H+Al (mmolckg-1
) ns ns ns
Ca (mmolckg-1
) ns ns ns
Mg (mmolckg-1
) ns ns ns
K (mmolckg-1
) ns ns ns
P (mgkg-1
) ns ns ns
C orgacircnico (gkg-1
) ns ns ns
CTC (mmolckg-1
) ns ns ns
Soma de Bases ns ns
Saturaccedilatildeo por bases (V) ns ns ns
Saturaccedilatildeo por Ca () ns ns ns
Saturaccedilatildeo por Mg () ns ns
Saturaccedilatildeo por K () ns ns ns
Saturaccedilatildeo por Na () ns ns ns
ns ndash natildeo significativo - p lt 005 - p lt 001
Tabela 7 - Valores meacutedios das variaacuteveis analisadas sob os manejos SEM
QUEIMA (SQ) e COM QUEIMA (CQ) preacutevia agrave colheita
Variaacuteveis SQ CQ
Solo
pH 59 plusmn 022 A 58 plusmn 021 B
H+Al (mmolckg-1
) 122 plusmn 10 A 128 plusmn 100 A
Ca (mmolckg-1
) 185 plusmn 18 A 183 plusmn 297 A
Mg (mmolckg-1
) 76 plusmn 086 A 75 plusmn 092 A
K (mmolckg-1
) 41 plusmn 086 A 38 plusmn 075 A
P (mgkg-1
) 121 plusmn 456 A 137 plusmn 409 A
C orgacircnico (gkg-1
) 86 plusmn 199 A 91 plusmn 116 A
SB (mmolckg-1
) 302 plusmn 253 A 297 plusmn 389 A
CTC (mmolckg-1
) 424 plusmn 255 A 425 plusmn 388 A
Saturaccedilatildeo por bases (V) 710 plusmn 276 A 694 plusmn 328 A
Saturaccedilatildeo por Ca () 436 plusmn 187 A 428 plusmn 183 A
Saturaccedilatildeo por Mg () 178 plusmn 239 A 176 plusmn 355 A
Saturaccedilatildeo por K () 96 plusmn 158 A 90 plusmn 116 A
Os valores correspondem agrave Meacutedia plusmn Desvio Padratildeo (seis repeticcedilotildees)
Letras iguais dentro da linha natildeo diferem significativamente pelo teste de Tukey-Krumer (Ple005)
SB - Soma das bases Ca+ Mg
+ e K
+
58
Tabela 8 - Valores meacutedios dos atributos quiacutemicos do solo na interaccedilatildeo dos fatores Manejo de Colheita e Variedade
Atributo SQ CQ
SP813250 SP801842 RB72454 SP813258 SP801842 RB72454
pH 59 plusmn 0 23 a 60 plusmn 017 a 60 plusmn 025 a 58 plusmn 015 a 57 plusmn 023 a 58 plusmn 026 a
H+Al (mmolckg-1
) 128 plusmn 117 a 117plusmn 082 a 122 plusmn 075 a 125 plusmn 055 a 130 plusmn 126 a 128 plusmn 117 a
Ca (mmolckg-1
) 182 plusmn 098 a 180plusmn 110 a 193 plusmn 273 a 183 plusmn 314 a 197 plusmn 207 a 168 plusmn 331 a
Mg (mmolckg-1
) 70 plusmn 063 a 78plusmn 041 a 78 plusmn 117 a 77 plusmn 082 a 75 plusmn 055 a 73 plusmn 137 a
K (mmolckg-1
) 40 plusmn 090 a 37plusmn 072 a 45 plusmn 088 a 38 plusmn 084 a 38 plusmn 085 a 38 plusmn 068 a
P (mgkg-1
) 112 plusmn 098 a 117plusmn 668 a 133 plusmn 468 a 133 plusmn 361 a 132 plusmn 376 a 145 plusmn 532 a
C orgacircnico (gkg-1
) 91 plusmn 060 a 74plusmn 240 a 94 plusmn 212 a 83 plusmn 070 a 99 plusmn 100 a 89 plusmn 120 a
SB (mmolckg-1
) 292 plusmn 147ab 297plusmn 121ab 317 plusmn 372 a 300 plusmn 415ab 312 plusmn 232 a 280 plusmn 477 b
CTC (mmolckg-1
) 420 plusmn 141 a 413plusmn 163 a 438 plusmn 366 a 425 plusmn 414 a 442 plusmn 232 a 408 plusmn 471 a
Saturaccedilatildeo por bases (V) 694 plusmn 326 a 715plusmn 127 a 722 plusmn 291 a 700 plusmn 320 a 701 plusmn 323 a 681 plusmn 360 a
Saturaccedilatildeo por Ca () 433 plusmn 185 a 435 plusmn 179 a 440 plusmn 202 a 429 plusmn 183 a 445 plusmn 199 a 410 plusmn 195 a
Saturaccedilatildeo por Mg () 167 plusmn 237 b 189 plusmn 172 a 178 plusmn 325ab 180 plusmn 308ab 170 plusmn 353ab 179 plusmn 368ab
Saturaccedilatildeo por K () 94 plusmn 161 a 89 plusmn 101 a 104 plusmn 131 a 91 plusmn 063 a 87 plusmn 103 a 93 plusmn 153 a
Os valores correspondem agrave Meacutedia plusmn Desvio Padratildeo (seis repeticcedilotildees)
Letras iguais dentro da linha natildeo diferem significativamente pelo teste de Tukey-Krumer (Ple005)
SB - Soma das bases Ca+ Mg
+ e K
+
59
A palhada deixada sobre o solo em manejo de colheita de cana-de-accediluacutecar sem queima
preacutevia pode influenciar os atributos fiacutesicos quiacutemicos e bioloacutegicos do solo No entanto os
trabalhos sobre alteraccedilatildeo dos atributos quiacutemicos em funccedilatildeo apenas da palhada aplicada no solo
satildeo escarccedilos na literatura Por isso essa aacuterea de pesquisa carece de estudos mais aprofundados
para se conhecer os esfeitos da aplicaccedilatildeo de palhada sobre os processos bioquiacutemicos e fiacutesicos no
solo
2332 Produtividade da cana-de-accediluacutecar
O uso ou natildeo da praacutetica da queima previamente agrave colheita da cana-de-accediluacutecar pode mudar
o equiliacutebrio do agrossistema por afetar entre outras coisas a estrutura da comunidade
microbiana afetando alguns processos bioquiacutemicos importantes O depoacutesito de palha sobre o solo
pode tambeacutem interferir na produtividade da cana-de-accediluacutecar (RESENDE et al 2006) No entanto
no presente estudo a produtividade da cana-de-accediluacutecar natildeo diferiu entre os dois manejos de
colheita entre as variedades ou entre as interaccedilotildees dos fatores manejo e variedade (pgt005) No
primeiro corte a cana-de-accediluacutecar colhida com manejo SEM QUEIMA apresentou uma
produtividade de 1274 Mgha-1
enquanto que a colhida COM QUEIMA preacutevia apresentou uma
produtividade de 1386 Mgha-1
(Tabela 9)
Tabela 9 - Produtividade em Mgha-1
das trecircs variedades de cana-de-accediluacutecar sob
os dois manejos de colheita
Variedade Manejo
Meacutedia SEM QUEIMA COM QUEIMA
SP813250 1350 73 1341 142 1346 101
SP801842 1226 95 1435 141 1330 157
RB72454 1247 17 1384 138 1315 115
Meacutedia 1274 83 1386 128 1330 120
Os dados representam meacutedia de trecircs repeticcedilotildees desvio padratildeo da meacutedia
Apesar de maior aporte de material orgacircnico na forma de palhada o qual pode variar de 7
a 15 Mgha-1
ano-1
na colheita mecanizada (CAMPOS 2003) isso natildeo foi suficiente para causar
60
mudanccedilas no sistema de modo a aumentar a produccedilatildeo pelo menos no periacuteodo avaliado Tal
resultado pode ser devido ao pouco tempo com manejo SEM QUEIMA tendo havido apenas
uma colheita apoacutes implantaccedilatildeo do experimento e desse modo havendo pouca influecircncia da
palhada que foi depositada sobre o solo Isso eacute demonstrado pela ausecircncia de diferenccedila no teor de
carbono orgacircnico do solo entre o cultivo COM QUEIMA e o SEM QUEIMA preacutevia da cana-de-
accediluacutecar (Tabela7) Aleacutem do teor de carbono a maioria dos atributos quiacutemicos tambeacutem natildeo
respondeu com os tratamentos de manejo de colheita Mudanccedilas de produtividade tambeacutem natildeo
foram encontradas no primeiro corte da cana-de-accediluacutecar em um ensaio de longa duraccedilatildeo em que
Resende et al (2006) mostram que aumentos na produtividade de cana-de-accediluacutecar COM
QUEIMA em relaccedilatildeo agrave SEM QUEIMA apareceram somente na terceira colheita de um ciclo de
produccedilatildeo de sete cortes e a partir da segunda colheita no segundo ciclo de seis cortes Segundo os
autores as diferenccedilas de produtividade dos dois manejos foram mais fortes no segundo ciclo
indicando que essas diferenccedilas devem-se ao efeito cumulativo do aporte de material orgacircnico no
solo ao longo dos anos a partir do primeiro ciclo
2333 Fungos micorriacutezicos arbusculares no solo
O nuacutemero de esporos no solo rizosfeacuterico nos diferentes tratamentos eacute apresentado na
Figura 16 Natildeo houve diferenccedilas significativas (Tukey p gt 005) na densidade de esporos entre
os dois manejos de colheita entre as variedades de cana-de-accediluacutecar ou na interaccedilatildeo dos fatores
manejo e variedade O nuacutemero meacutedio de esporos por 50 g de solo variou de 23 no tratamento da
variedade RB72454 COM QUEIMA a 34 no tratamento da variedade SP813250 SEM QUEIMA
O nuacutemero meacutedio de esporos estaacute dentro da ampla faixa (19 a 815 esporos50ml-1
) encontrada
por Reis Paula e Doumlbereiner (1999) em um estudo sobre comunidades de FMAs na forma de
esporos no solo sob diversas lavouras de cana-de-accediluacutecar
61
Figura 16 ndash Nuacutemero de esporos de FMAs no solo sob as variedades SP813250 SP801842 e RB72454 de cana-de-
accediluacutecar sob manejo SEM QUEIMA (barras cinzas) e COM QUEIMA (barras pretas) Tratamentos com
mesma letra natildeo diferiram pelo teste de Tukey (p gt 005)
No presente trabalho foram observados 33 morfotipos de FMAs no solo rizosfeacuterico de
cana-de-accediluacutecar sendo 26 no manejo SEM QUEIMA e 24 no manejo COM QUEIMA Destes 18
morfotipos satildeo comuns aos dois tratamentos Dentre os esporos foram recuperadas espeacutecies dos
gecircneros Acaulospora Archaeospora Gigaspora Glomus (inclusive Glomus grupo A ndash Glomus
mosseae e Glomus clarum e Glomus grupo B ndash Glomus lamellosum) Paraglomus e
Scutellospora (Figura 17) Dentre o gecircnero Archaeospora houve apenas esporos de A Trappei
em uma amostra de solo sob a variedade RB72454 no tratamento SEM QUEIMA O tratamento
com a variedade SP813250 SEM QUEIMA foi o uacutenico a natildeo apresentar espeacutecies do gecircnero
Paraglomus Alguns dos esporos satildeo mostrados na Figura 18 Do filo Glomeromycota natildeo foram
encontrados esporos dos gecircneros Ambispora Diversispora Entrophospora Intraspora
Kuklospora e Pacispora
O nuacutemero de 33 espeacutecies encontradas sob cana-de-accediluacutecar estaacute dentro da faixa encontrada
em ecossistemas naturais ou manejados de acordo com os trabalhos levantados por Douds e
Millner (1999) Poreacutem a maior abrangecircncia de espeacutecies vegetais pode resultar em maior nuacutemero
de espeacutecies de FMAs no solo Blaszkowski (1994) recuperou 34 espeacutecies de FMAs em
ecossistema com 20 espeacutecies de plantas hospedeiras Andreola (1982) por outro lado recuperou
7 espeacutecies de FMAs em canaviais no municiacutepio de Araras SP Em outro estudo Reis Paula e
Doumlbereiner (1999) encontraram 18 espeacutecie em 35 amostras coletadas sob 14 variedades de cana-
Esp
oro
s p
or
50
g d
e so
lo
Variedade
Manejo
62
de-accediluacutecar em trecircs diferentes localidades Andreola (1982) recuperou 7 espeacutecies em cana-de-
accediluacutecar de um ensaio com tratamentos de aplicaccedilatildeo de vinhaccedila e adubaccedilatildeo nitrogenada e
fosfatada Portanto as espeacutecies recuperadas no presente trabalho podem indicar uma alta riqueza
de espeacutecies de FMAs no solo sob cana-de-accediluacutecar do experimento avaliado
Figura 17 ndash Nuacutemero de morfotipos de FMAs por gecircnero recuperados de solo sob trecircs variedades de cana-de-accediluacutecar
(SP813250 SP801842 e RB72454) com manejo SEM QUEIMA e COM QUEIMA preacutevia
As espeacutecies de FMAs identificadas na forma de esporos e a frequecircncia relativa de
ocorrecircncia nas amostras de solo satildeo mostradas na Tabela 10 As espeacutecies exclusivas do manejo
SEM QUEIMA satildeo Acaulospora sp 3 Acaulospora sp 6 Glomus clarum Glomus lamellosum
Glomus mosseae Glomus sp 10 Scutellospora sp e S verrucosa Jaacute as espeacutecies que ocorrem
apenas no manejo COM QUEIMA satildeo Acaulospora sp 2 Acaulospora sp 5 Acaulospora sp 7
Glomus coremioides Glomus sp 8 Glomus sp 9 e Paraglomus occultum As espeacutecies com
maior meacutedia de frequecircncia (gt 50 ) nas amostras de solo sob a cana-de-accediluacutecar em ordem
decrescente satildeo S pellucida A morrowiae Glomus sp 1 A scrobiculata G macrocarpum e
Glomus sp 6 Pode-se notar que as espeacutecies com frequecircncias maiores do que 50 nas amostras
de cana-de-accediluacutecar tambeacutem apresentam as maiores meacutedias de densidades de esporos (Tabela 11)
Satildeo elas em ordem decrescente Glomus sp 6 Glomus macrocarpum Glomus sp1 S pellucida
A scrobiculata e A morrowiae Essas 6 espeacutecies dominam a comunidade pois representam 79
Variedade
Nuacutemero de morfotipos
63
dos esporos recuperados do solo sob cana-de-accediluacutecar Assim essas espeacutecies mais abundantes e
frequentes nas amostas indicam que haacute a dominacircncia de poucas espeacutecies na comunidade de
esporos de FMAs no solo
No levantamento de Reis Paula e Doumlbereiner (1999) foram encontradas espeacutecies dos
gecircneros Acaulospora Entrophospora Gigaspora Glomus Paraglomus e Scutellospora sendo
que as espeacutecies predominantes nas trecircs localidades estudadas foram Acaulospora sp 1
(denominaccedilatildeo dos autores) S heterogama Glomus etunicatum Paraglomus occultum e
Gigaspora margarita Provavelmente os diferentes histoacutericos e caracteriacutesticas das aacutereas onde as
35 amostras foram coletadas por Reis Paula e Doumlbereiner (1999) influenciaram na estrutura da
comunidade de FMAs na forma de esporos a qual diferiu daquela reportada no presente trabalho
Eacute provaacutevel que a cana-de-accediluacutecar natildeo promova a seleccedilatildeo de espeacutecies de FMAs no solo jaacute que as
estruturas de comunidades de FMAs nos diferentes solos sob cana-de-accediluacutecar natildeo estatildeo
relacionadas No entanto tanto no presente estudo como no de Reis Paula e Doumlbereiner (1999) e
de Andreola (1982) haacute o predomiacutenio de espeacutecies do gecircnero Glomus dentre os gecircneros de FMAs
econtrados nas amostras
64
Tabela 10 ndash Frequecircncia de ocorrecircncia () de espeacutecies de FMAs em amostras de solo coletadas sob trecircs variedades de
cana-de-accediluacutecar (SP813250 SP801842 e RB72454) com manejo SEM QUEIMA (SQ) e COM QUEIMA
preacutevia (CQ)
SQ CQ
Espeacutecies SP813250 SP801842 RB72454 SP813258 SP801842 RB72454 Meacutedia1
Acaulpospora mellea 25 66 25 40 - 25 302
Acaulospora morrowiae 25 66 50 100 66 100 678
Acaulospora scrobiculata 75 33 50 80 33 75 577
Acaulospora sp 1 25 33 - - 33 25 193
Acaulospora sp 2 - - - - 33 - 55
Acaulospora sp 3 - - 25 - - - 42
Acaulospora sp 4 - 33 25 20 - - 130
Acaulospora sp 5 - - - - 33 - 55
Acaulospora sp 6 - - 25 - - - 42
Acaulospora sp 7 - - - - - 25 42
Archaeospora trappei - - 25 - - - 42
Gigaspora sp 25 33 25 60 33 25 335
Glomus clarum 25 - - - - - 42
Glomus coremioides - - - 20 - - 33
Glomus lamellosum - - 25 - - - 42
Glomus macrocarpum 50 33 50 60 66 75 557
Glomus mosseae - 33 - - - - 55
Glomus sinuosum 25 - - 40 - 25 150
Glomus sp 1 50 100 50 80 66 50 660
Glomus sp 2 - 33 - 40 33 - 177
Glomus sp 3 50 33 - 20 - - 172
Glomus sp 4 50 33 25 20 33 25 310
Glomus sp 5 25 33 25 - 33 - 193
Glomus sp 6 50 66 50 80 33 50 548
Glomus sp 7 - - 50 20 - - 117
Glomus sp 8 - - - - 33 - 55
Glomus sp 9 - - - 20 - - 33
Glomus sp 10 25 - - - - - 42
Paraglomus laccatum - 33 25 - 33 50 235
Paraglomus occultum - - - 20 - - 33
Scutellospora pellucida 75 100 25 100 66 50 693
Scutellospora sp - 33 - - - - 55
Scutellospora verrucosa 25 - - - - - 42
Meacutedia1
1894 2406 1742 2485 1900 1818
1 ndash Meacutedia das frequecircncias de ocorrecircncia de espeacutecies de FMAs
65
Tabela 11 ndash Nuacutemero de esporos de FMAs em solo sob as variedades SP813250 SP801842 e RB72454 com manejo
SEM QUEIMA (SQ) e COM QUEIMA preacutevia (CQ)
SQ CQ
Espeacutecies SP813250 SP801842 RB72454 SP813258 SP801842 RB72454 Meacutedia
Acaulpospora mellea 050 133 050 040 - 475 125
Acaulospora morrowiae 050 233 150 280 367 175 209
Acaulospora scrobiculata 825 133 150 500 067 075 292
Acaulospora sp 1 050 033 - - 167 025 046
Acaulospora sp 2 - - - - 067 - 011
Acaulospora sp 3 - - 050 - - - 008
Acaulospora sp 4 - 067 050 040 - - 026
Acaulospora sp 5 - - - - 033 - 006
Acaulospora sp 6 - - 025 - - - 004
Acaulospora sp 7 - - - - - 025 004
Archaeospora trappei - - 050 - - - 008
Gigaspora sp 025 033 025 060 067 025 039
Glomus clarum 025 - - - - - 004
Glomus coremioides - - - 040 - - 009
Glomus lamellosum - - 025 - - - 004
Glomus macrocarpum 325 067 975 320 767 225 446
Glomus mosseae - 033 - - - - 006
Glomus sinuosum 025 - - 040 - 025 017
Glomus sp 1 275 900 100 840 267 200 430
Glomus sp 2 - 100 - 040 067 - 034
Glomus sp 3 125 033 - 020 - - 030
Glomus sp 4 075 100 100 040 100 025 073
Glomus sp 5 125 133 025 - 067 - 058
Glomus sp 6 925 400 275 360 400 500 477
Glomus sp 7 - - 200 060 - - 043
Glomus sp 8 - - - - 100 - 017
Glomus sp 9 - - - 020 - - 003
Glomus sp 10 025 - - - - - 004
Paraglomus laccatum - 033 050 - 067 050 033
Paraglomus occultum - - - 020 - - 003
Scutellospora pellucida 500 400 050 380 433 475 373
Scutellospora sp - 033 - - - - 006
Scutellospora verrucosa 025 - - - - - 004
Dados representam as meacutedias (seis repeticcedilotildees) do nuacutemero de esporos por 50 g de solo
- Meacutedia do nuacutemero de esporocarpos por 50 g de solo
66
Figura 18 ndash Esporos de FMAs coletados sob cana-de-accediluacutecar (A) Acaulospora scrobiculata (B) Glomus
macrocarpum (C) Scutellospora pellucida (D) Glomus sp 6 (E) Acaulospora morrowiae
A riqueza observada as estimativas de riqueza de espeacutecies determinadas pelos meacutetodos
de ACE (CHAO LEE 1992) e CHAO-1 (CHAO 1984) e os iacutendices de diversidade natildeo
diferiram entre os manejos de colheita entre as variedades de cana-de-accediluacutecar ou na interaccedilatildeo dos
fatores manejo e variedade (Tabela 12) O nuacutemero de espeacutecies dentro de cada tratamento da
interaccedilatildeo manejo e variedade variou de aproximadamente 6 a 8 e a estimativa meacutedia de espeacutecies
por tratamento foi de aproximadamente 12 (ACE) e 10 (CHAO-1) Considerando-se todas as
amostras a cobertura de amostragem foi de aproximadamente 98
Pela anaacutelise de RDA as variaacuteveis CO P H+Al Bases CTC e Mg foram escolhidas
com o uso do Forward Selection do programa ldquoCanoco fo Windows 45rdquo (Figura 19) Essas
variaacuteveis explicam significativamente e se relacionam agrave variabilidade dos dados pelos teste de
permutaccedilatildeo de Monte-Carlo As relaccedilotildees satildeo significativas entre as espeacutecies de FMAs e as
variaacuteveis quiacutemicas do solo no primeiro eixo canocircnico (p = 0038) e em todos os eixos canocircnicos
(p = 0034) Os dois primeiros eixos explicam 169 da variabilidade dos dados sendo 101
no primeiro eixo e 68 no segundo As variaacuteveis quiacutemicas do solo explicam 42 da
variabilidade sendo que 259 desse valor eacute explicado nos dois primeiros eixos Outros autores
encontraram valores de correlaccedilotildees significativos abaixo de 060 entre variaacuteveis do solo e as
C B
A
D
E
67
espeacutecies de FMAs na forma de esporos (CUENCA MENESES 1996 CARRENHO et al
2001) sugerindo que os atributos do solo afetam a distribuiccedilatildeo de espeacutecies de FMAs na forma de
esporos no solo poreacutem em menor magnitude do que outros fatores desconhecidos
A RDA natildeo indicou separaccedilatildeo das amostras de acordo com o manejo de colheita ou com
variedades de cana-de-accediluacutecar Pelas variaacuteveis do solo verifica-se que a maioria das espeacutecies
estatildeo relacionadas positivamente com o teor de carbono orgacircnico (CO) ou com a saturaccedilatildeo da
CTC por bases As espeacutecies relacionadas positivamente com a saturaccedilatildeo por bases tecircm relaccedilatildeo
negativa com o teor de H+Al o que eacute coerente uma vez que quanto maior o teor de bases na
CTC menor a quantidade de H e Al trocaacuteveis A relaccedilatildeo positiva de apenas algumas espeacutecies de
FMAs com o teor de P eacute devido provavelmente pelo fato de que altas concentraccedilotildees desse
elemento inibem a colonizaccedilatildeo micorriacutezica e posteriormente diminuiriam a esporulaccedilatildeo das
outras espeacutecies natildeo relacionadas positivamente com o teor de P Dentre as espeacutecies mais
abundantes e frequentes (Tabelas 10 e 11) Glomus sp 6 Glomus sp 1 e S pellucida satildeo
relacionadas positivamente agrave saturaccedilatildeo de bases G macrocarpum e A morrowiae estatildeo
relacionadas positivamente com o teor de P mas negativamente com a saturaccedilatildeo de bases e teor
de CO e A scrobiculata estaacute relacionada positivamente com o teor de CO Assim a RDA mostra
que haacute relaccedilatildeo da variabilidade das espeacutecies com as variaacuteveis do solo mas natildeo permite a
separaccedilatildeo de amostras de acordo com os tratamentos
68
Tabela 12 ndash Meacutedia da riqueza observada estimativas de nuacutemero de espeacutecies iacutendices de diversidade e cobertura de amostragem
da comunidade de FMAs calculadas a partir dos esporos coletados e identificados sob as variedades SP813250
SP801842 e RB72454 com manejo SEM QUEIMA e COM QUEIMA preacutevia
Iacutendices de diversidade Estimativa de riquezas de UTOs
Comunidade SFMAsa
Shannonb 1D
bc Equitabilidade
d ACE-1
Chao1
ECA
e
SEM QUEIMA
SP813250 625 138 348 080 1108 945 088
SP801842 800 171 452 082 1407 115 088
RB72454 575 139 373 081 653 61 093
COM QUEIMA
SP813258 820 176 494 085 1232 1166 090
SP801842 667 157 445 087 707 69 098
RB72454 600 136 320 081 1893 1225 061
Todos os
tratamentosf 33 248 878 071 562 481 0983
Os valores correspondem agrave Meacutedia plusmn Desvio Padratildeo (seis repeticcedilotildees) a ndash Riqueza de espeacutecies de FMAs na forma de esporos
b ndash Estimador de maacutexima semelhanccedila
c ndash Reciacuteproco do iacutendice de Simpson
d ndash Equitabilidade de
Pielou e -
Estimativa de Cobertura da Amostragem
f ndash Dados representam os valores obtidos de todas as amostras
69
Figura 19 ndash Triplot de espeacutecies de FMAs amostras e variaacuteveis do solo sob cana-de-accediluacutecar da Anaacutelise de
Redundacircncia (RDA) Realizou-se a anaacutelise com Forward Selection selecionando teor de C orgacircnico
no solo (CO) H+Al saturaccedilatildeo de bases P CTC e toer de Mg em amostras sob cana-de-accediluacutecar com
colheita SEM QUEIMA e COM QUEIMA preacutevia (P = 0038 para o primeiro eixo canocircnico P = 0034
para a soma dos eixos segundo o teste de Monte Carlo)
Ao contraacuterio do que foi observado neste trabalho Reis Paula e Doumlbereiner (1999)
verificaram que a aacuterea com manejo SEM QUEIMA da cana-de-accediluacutecar apresentou maior riqueza
de espeacutecies de FMAs no solo No entanto esses autores compararam lavouras SEM QUEIMA e
COM QUEIMA com diferentes histoacutericos o que dificulta a comparaccedilatildeo direta das amostras
Por fim esse eacute um dos primeiros levantamentos de FMAs em solo sob cana-de-accediluacutecar a
campo no Brasil e os dados aqui apresentados serviratildeo como base de comparaccedilatildeo para futuros
estudos sobre a contribuiccedilatildeo das MAs para a cultura Os indicadores de diversidade de FMAs na
forma de esporos densidade de esporos riqueza diversidade e estimativa de nuacutemero de espeacutecies
natildeo apresentam diferenccedilas entre os manejos de colheita entre as variedades ou na interaccedilatildeo dos
fatores manejo e variedade A RDA utilizada para a ordenaccedilatildeo dos dados foi significativa
70
poreacutem natildeo permitiu qualquer discriminaccedilatildeo com base nos tratamentos O pouco tempo decorrido
desde a implantaccedilatildeo da cultura ateacute a avaliaccedilatildeo das amostras de solo (20 meses) pode ter
contribuiacutedo para que essas diferenccedilas na comunidade de FMAs na forma de esporos entre os
tratamentos natildeo fosse observada Como alguns esporos podem ficar em estado de dormecircncia
(TOMMERUP 1983 GEMMA KOSKE 1988) parte das espeacutecies de FMAs na forma de
esporos presentes nas amostras pode ser reflexo dos cultivos anteriores agrave instalaccedilatildeo do
experimento Assim novas amostragens devem ser feitas apoacutes ter passado um periacuteodo de tempo
maior desde a implantaccedilatildeo do experimento pois eacute possiacutevel que efeitos significativos da alteraccedilatildeo
do manejo possam ser observados somente a longo prazo
2334 Colonizaccedilatildeo micorriacutezica intrarradicular
Todas as amostras de raiacutezes de cana-de-accediluacutecar analisadas apresentaram colonizaccedilatildeo
micorriacutezica arbuscular Foi possiacutevel visualizar e identificar vaacuterias estruturas de FMAs incluindo
hifa extrarradicular apressoacuterio nas ceacutelulas da epiderme hifas intercelulares e intracelulares
arbuacutesculos e hifas intracelulares enoveladas (pelototildees) (Figura 20) A presenccedila de arbuacutesculos
tiacutepicos e de pelototildees foram observados simultaneamente na mesma amostra tanto em raiacutezes sob
manejo SEM QUEIMA como COM QUEIMA
A taxa de colonizaccedilatildeo variou de 30 a 52 e natildeo foi significativamente diferente entre
as variedades mas variou significativamente (p lt 005) entre os manejos SEM QUEIMA e COM
QUEIMA preacutevia agrave colheita (Tabela 13) As raiacutezes de plantas sob manejo SEM QUEIMA
apresentaram as maiores taxas de colonizaccedilatildeo A maior colonizaccedilatildeo micorriacutezica pode ser devido
ao maior teor de umidade no solo assegurada pela quantidade de palhada depositada apoacutes a
colheita Como visto em outros trabalhos a umidade estaacute positivamente correlacionada com a
colonizaccedilatildeo intrarradicular (HE MOURATOV STEINBERG 2002 LINGFEI ANNA
ZHIWEI 2005)
71
Figura 20 - Colonizaccedilatildeo micorriacutezica arbuscular em cana-de-accediluacutecar (A a H) ap ndash apressoacuterio hi ndash hifa intercelular
pe ndash ponto de entrada de hifa na raiz ar ndash arbuacutesculo en ndash hifa enovelada ve ndash vesiacutecula
A
hi
hi
ap
ap
he
B ap
F en
G
ve ve
ve
ve
H ar
ar
ar ar
ar
ar
E ar
D
hi
hi
hi
C
pe
hi
hi
72
Tabela 13 - Colonizaccedilatildeo micorriacutezica arbuscular () em raiacutezes de cana-de-
accediluacutecar sob manejo SEM QUEIMA preacutevia e COM QUEIMA
preacutevia agrave colheita
Manejo
Variedade SEM QUEIMA COM QUEIMA
SP813250 5187 1085 aA 3623 1044 aB
SP801842 4520 1511 aA 3010 394 aB
RB72454 4933 643 aA 3124 1088 aB
Os valores correspondem agrave Meacutedia plusmn Desvio Padratildeo (seis repeticcedilotildees)
Meacutedias seguidas de mesma letra maiuacutescula na linha e minuacutescula na coluna natildeo diferem
estatisticamente pelo teste de Tukey (p gt 005)
A colonizaccedilatildeo micorriacutezica eacute pouca estudada em cana-de-accediluacutecar e poucos trabalhos sobre o
assunto foram publicados Kelly et al (2001) verificaram que plantas de cana-de-accediluacutecar
cultivadas em casa-de-vegetaccedilatildeo possuem taxas de ateacute 60 de colonizaccedilatildeo em baixos niacuteveis de
foacutesforo no solo (entre 27 e 82 mg Pkg-1
) No entanto a micorrizaccedilatildeo natildeo trouxe ganhos na
massa seca das plantas Takahashi (2005) e Souza (2006) estudaram a colonizaccedilatildeo micorriacutezica
intrarradicular em mudas micropropagadas de cana-de-accediluacutecar inoculadas e crescidas em casa-de-
vegetaccedilatildeo em condiccedilotildees de baixo teor de P (20 mgKg-1
) e alto teor (200 mgKg-1
) no solo A
taxa de colonizaccedilatildeo intrarradicular variou de 10 a 34 nos tratamentos com alto teor de P e de
40 a 60 nos tratamentos com baixo teor de P sendo que Takahashi (2005) natildeo observou
alteraccedilatildeo da produccedilatildeo de biomassa das plantas inoculadas em relaccedilatildeo agraves natildeo-inoculadas
De acordo com a anaacutelise de correlaccedilatildeo de Pearson e RDA das espeacutecies de esporos no solo
natildeo haacute correlaccedilatildeo da taxa de colonizaccedilatildeo micorriacutezica arbuscular em cana-de-accediluacutecar e a
distribuiccedilatildeo de esporos no solo Poreacutem uma vez que a comunidade de FMAs medida pela
ocorrecircncia densidade e diversidade de esporos no solo natildeo apresentou diferenccedilas entre os
manejos apoacutes 20 meses de implantaccedilatildeo do experimento a colonizaccedilatildeo micorriacutezica arbuscular a
qual foi diferente entre os manejos e variedades pode ser um paracircmetro mais sensiacutevel agraves
alteraccedilotildees que ocorrem no ambiente Assim a colonizaccedilatildeo micorriacutezica arbuscular poderia ser
utilizada como um indicador de mudanccedilas ambientais
73
2335 Anaacutelise do gene rRNA 18S amplificado com os iniciadores NS7e F1Ra em raiacutezes de
cana-de-accediluacutecar
Da biblioteca de clones dos fragmentos do gene rRNA 18S amplificados com o par de
iniciadores NS7 e F1Ra de raiacutezes de cana-de-accediluacutecar sob manejo SEM QUEIMA e COM
QUEIMA preacutevia agrave colheita foram sequenciados 128 clones das amostras Das sequecircncias obtidas
duas do tratamento SEM QUEIMA foram consideradas quimeacutericas e excluiacutedas das demais
anaacutelises A comparaccedilatildeo por BLAST das sequecircncias obtidas com sequecircncias conhecidas (Tabela
14) e anaacutelise filogeneacutetica (Figura 21) possibilitam a afiliaccedilatildeo das mesmas ao reino Fungi Todas
as sequecircncias obtidas de raiacutezes de cana-de-accediluacutecar do tratamento COM QUEIMA e a maioria do
tratamento SEM QUEIMA satildeo representadas por fungos do Filo Ascomycota Em raiacutezes do
tratamento sob manejo SEM QUEIMA 4 sequecircncias (87 ) pertencem ao filo Zygomicota
Nenhum dos 126 clones apresentou similaridade elevada com sequecircncias de FMAs apesar de as
amostras apresentarem colonizaccedilatildeo micorriacutezica intrarradicular consideraacutevel
As sequecircncias relacionadas agrave Phoma sp apresentam dominacircncia tanto na biblioteca de
raiacutezes provenientes de manejo SEM QUEIMA (681 das sequecircncias) como COM QUEIMA
(802 das sequecircncias) Depois dessas sequecircncias as maiores frequecircncias observadas satildeo de
sequecircncias relacionadas agrave Leptosphaeria (106 ) e agrave Pleosporales (43 ) em manejo SEM
QUEIMA e relacionadas agrave Fusarium (79 ) em manejo COM QUEIMA Membros das classes
Eurotiomycetes e Sordariomycetes foram detectados apenas em raiacutezes do tratamento sob manejo
COM QUEIMA (clones B Scane D0408 B Scane E0909 e B Scane B0703) enquanto que os
Zygomycetes (clones UB Scane C1105 e UB Scane G0814) foram detectados somente em raiacutezes
do tratamento sob manejo SEM QUEIMA Dos 13 acessos com maior similaridade agraves sequecircncias
obtidas determinada utilizando-se o BLAST apenas trecircs (N quadriseptata Phoma sp e
Pleosporales sp) foram comuns agraves duas bibliotecas (Tabela 14)
As estimativas de riqueza os iacutendices de diversidade de UTOs e a estimativa de cobertura
de amostragem satildeo apresentados na Tabela 15 O nuacutemero de UTOs detectadas foi de 10 para
cana-de-accediluacutecar do tratamento sob manejo SEM QUEIMA e 11 para a amostra do tratamento sob
manejo COM QUEIMA Natildeo houve diferenccedila significativa entre as estimativas de riqueza e
iacutendices de diversidade de UTOs dos dois sistemas de manejos de colheita A estimativa de
riqueza de UTOs relacionadas agrave raiacutezes foi de 18 e 34 (segundo os iacutendices ACE-1 e Chao1
74
respectivamente) para o manejo SEM QUEIMA e de 23 e 51 para o manejo COM QUEIMA
preacutevia agrave colheita Apesar de natildeo apresentar diferenccedilas de riqueza e de diversidade de UTOs entre
os dois manejos a comparaccedilatildeo de curvas de cobertura homoacuteloga e heteroacuteloga utilizando o
webLIBSHUFF mostrou que as comunidades fuacutengicas das raiacutezes de cana-de-accediluacutecar dos dois
tratamentos satildeo significativamente diferentes (p lt 005) (Figura 22) Para as duas bibliotecas de
clones o tamanho da amostra analisada foi suficiente para cobrir a maioria dos grupos
filogeneacuteticos A taxa de cobertura homoacuteloga foi aproximadamente 82 em Distacircncias
Evolutivas maiores do que 001 que eacute o valor adotado para definir espeacutecie em estudos com
fungos (WALDROP et al 2006 JUMPPONEN JOHNSON 2005 ANDERSON et al 2003)
Tabela 14 ndash Similaridade das sequecircncias dos clones do gene rRNA 18s obtidas por amplificaccedilatildeo do DNA total
de raiacutezes de cana-de-accediluacutecar colonizadas por FMAs e utilizando os iniciadores NS7 e F1Ra em
relaccedilatildeo a sequecircncias de bancos de dados puacuteblicos
Manejo Clone Sequecircncia mais similar [Acesso] Similaridade Freq
(1)
SEM QUEIMA
UB SCane B0103 Candida xylopsoci [AY4881281] 99 21
UB SCane D0707 Cladosporium cladosporioides [DQ6780041] 100 21
UB SCane D0208 Heteromita globosa [AY4960431] 99 21
UB SCane F0911 Leptosphaeria korrae [AF4866261] 100 106
UB SCane G0814 Mucor circinelloides f lusitanicus [AF1134271] 99 64
UB SCane C1105 Mucor circinelloides f lusitanicus [AF1134271] 99 21
UB SCane D0907 Neophaeosphaeria quadriseptata [AF2508261] 99 21
UB SCane H0915 Phoma sp [AB2528691] 99 681
UB SCane E1010 Pleosporales sp [AB1956311] 99 43
COM QUEIMA
B SCane A0101 Debaryomyces mycophilus [AF4400171] 98 13
B SCane D1208 Debaryomyces mycophilus [AF4400171] 98 13
B SCane D0408 Eupenicillium javanicum [U212981] 100 13
B SCane B0703 Fusarium sp [AB2454421] 99 79
B SCane B1204 Galactomyces geotrichum [U009741] 100 13
B SCane C0705 Neophaeosphaeria quadriseptata [AF2508261] 99 13
B SCane A0202 Phoma sp [AB2528691] 98 776
B SCane A1002 Phoma sp [AB2528691] 98 26
B SCane E1010 Pleosporales sp [AB1956311] 99 13
B SCane E0909 Talaromyces flavus [M832621] 99 26
As sequecircncias foram comparadas usando-se o BLAST Cada clone representa um dos grupos formados por
UPGMA A coluna de frequecircncia se refere agrave proporccedilatildeo dos clones do grupo em cada biblioteca (1)
Frequecircncia de sequecircncias representadas pelo clone em cada um dos manejos (2)
Classe ldquoDothideomycetes et Chaetothyriomycetes incertae sedisrdquo
75
Figura 21 ndash Relaccedilotildees filogeneacuteticas entre a sequecircncias do gene rRNA 18S obtidas de raiacutezes de cana-de-accediluacutecar com o
par de iniciadores NS7 e F1Ra e sequecircncias de fungos determinadas usando-se neighbor-joining
Nuacutemeros sobre os ramos indicam a porcentagem de 1000 repeticcedilotildees da anaacutelise de bootstrap Cada clone
representa um dos grupos formados por UPGMA Os valores entre parecircnteses representam a
percentagem do clone em cada biblioteca A barra representa uma substituiccedilatildeo a cada 100 nucleotiacutedeos
Clones grafados em negrito em preto satildeo referentes agraves raiacutezes de cana-de-accediluacutecar colhida SEM QUEIMA
enquanto os grafados em vermelho se referem agraves raiacutezes de cana-de-accediluacutecar COM QUEIMA preacutevia agrave
colheita
- Classe ldquoDothideomycetes et Chaetothyriomycetes incertae sedisrdquo
76
Tabela 15 - Estimativas de UTOs iacutendices de diversidade e cobertura de amostragem determinadas com base no sequenciamento de
clones do gene rRNA 18S de fungos associados a raiacutezes de cana-de-accediluacutecar com ou SEM QUEIMA preacutevia agrave colheita
obtidos utilizando-se o par de iniciadores NS7 e F1Ra
Comunidade NS NU Estimativa de riquezas de UTOs Iacutendices de diversidade ECAc
ACE-1 Chao1
Shannona
1Dab
SEM QUEIMA 50 10 34 (14 165) 18 (11 53) 134 (099 169) 233 (132 909) 0880
COM QUEIMA 76 11 51 (18 246) 23 (13 79) 099 (067 131) 164 (078 1429) 0908
Valores entre parecircnteses representam o intervalo com 95 de confianccedila NS ndash nuacutemero de sequecircncias NU ndash nuacutemero de UTOs a
Estimador de maacutexima
semelhanccedila b
ndash Reciacuteproco do iacutendice de Simpson c ndash Estimativa de Cobertura da Amostragem Distacircncia evolutiva usada para as estimativas foi 001
77
Figura 22 - Anaacutelise de LIBSHUFF de comunidade de fungos associados agraves raiacutezes de cana-de-accediluacutecar sob dois manejos de colheita quando empregado o par de
iniciadores NS7 e F1Ra A manejo SEM QUEIMA (homoacutelogo) x manejo COM QUEIMA B manejo COM QUEIMA (homoacutelogo) x manejo SEM
QUEIMA As comunidades satildeo diferentes significativamente com P lt 005 A distribuiccedilatildeo de (Cy-Cyx)2 como uma funccedilatildeo de D indica a diferenccedila
entre as duas comunidades
00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
0 01 02 03 04 05 06
Distacircncia Evolutiva (D)
Cob
ertu
ra
0000
0005
0010
0015
0020
0025
(Cx-C
xy)2Homoacutelogo
Heteroacutelogo
(Cx-Cxy)2
95XY
00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
00 01 02 03 04 05 06
Distacircncia Evolutiva (D)
Co
ber
tura
0000
0005
0010
0015
0020
0025
(Cy
-Cy
x)2
Homoacutelogo
Heteroacutelogo
(Cy-Cyx)2
95YX
A B
78
2336 Anaacutelise do gene rRNA 18S amplificado com os iniciadores NS31 e AM1 em raiacutezes de
cana-de-accediluacutecar
Das bibliotecas de clones do gene rRNA 18S de raiacutezes de cana-de-accediluacutecar SEM QUEIMA
e COM QUEIMA preacutevia agrave colheita foram sequenciados 47 e 42 clones respectivamente Das
sequecircncias obtidas 9 foram consideradas quimeras com base nas anaacutelises feitas utilizando o
Chimera Check e BLAST Assim para as anaacutelises posteriores foram utilizadas 41 e 39
sequecircncias dos tratamentos SEM QUEIMA e COM QUEIMA respectivamente
Todas as sequecircncias foram mais similares ao Filo Ascomycota e natildeo foi possiacutevel
discriminar espeacutecies a partir dessas sequecircncias de acordo com as comparaccedilotildees feitas utilizando-
se o BLAST (Tabela 16) e a anaacutelise filogeneacutetica (Figura 23) Em uma das clades haacute o
agrupamento de diferentes classes de fungos uma sequecircncia de um clone do manejo COM
QUEIMA (B AM1 D1107) duas sequecircncias de Phoma (Ascomycota Mitospoacuterico) e uma
sequecircncia de Didymella (Dothideomycetes) Esses resultados mostram que a regiatildeo sequenciada
natildeo eacute informativa filogeneticamente Nenhuma sequecircncia apresentou alta similaridade com
sequecircncias de FMAs apesar do iniciador AM1 ser supostamente especiacutefico para essse grupo de
fungos Assim mesmo as riquezas de UTOs e os iacutendices de diversidade foram estimados (Tabela
17) Da mesma forma a comparaccedilatildeo das bibliotecas por meio do programa webLIBSHUFF foi
feita (Figura 24) Assim como no Brasil os amplicons obtidos com o uso dos iniciadores NS31 e
AM1 em amostras de DNA de cana-de-accediluacutecar durante o estaacutegio na Universidade do Estado do
Kansas EUA resultou em sequecircncias relacionadas somente agrave Ascomycota (dados natildeo
mostrados) mesmo fazendo-se a seleccedilatildeo de raiacutezes finas e claras para a extraccedilatildeo de DNA natildeo
houve a amplificaccedilatildeo do DNA de FMAs
Natildeo houve diferenccedilas entre as estimativas de UTOs entre os dois manejos utilizando-se
sequecircncias obtidas com ambos conjuntos de iniciadores No entanto o iacutendice de diversidade de
Shannon foi significativamente maior no manejo SEM QUEIMA usando-se o par de iniciadores
NS31 e AM1 Assim como no uso do conjunto de iniciadores NS7 e F1Ra o emprego do par
NS31 e AM1 resultou em uma taxa de cobertura elevada (Figura 24) De acordo com as anaacutelises
de Libshuff as duas bibliotecas foram significativamente diferentes (P lt 005)
79
Tabela 16 ndash Similaridade das sequecircncias dos clones do gene rRNA 18s obtidas por amplificaccedilatildeo do DNA total
de raiacutezes de cana-de-accediluacutecar colonizadas por FMAs e utilizando os iniciadores NS31 e AM1 em
relaccedilatildeo a sequecircncias de bancos de dados puacuteblicos
Manejo Clone Sequecircncia mais similar [Acesso] Similaridade Freq(1)
SEM QUEIMA
UB AM1 G0414 Fusarium oxysporum [DQ9161501] 99 122
UB AM1 C0406 Fusarium cerealis [AF1419471] 98 24
UB AM1 H0315 Cladosporium cladosporioides [EU3755231] 99 537
UB AM1 B0204 Penicillium glabrum [AF5480901] 99 49
UB AM1 D0107 Phialophora verrucosa [EF4136141] 99 141
UB AM1 B0303 Phialophora verrucosa [EF4136141] 100 122
COM QUEIMA
B AM1 F0812 Fusarium oxysporum [DQ9161501] 99 948
B AM1 H0715 Fusarium oxysporum [DQ9161501] 98 26
B AM1 D1107 Phoma sp [EU8264811] 100 26
As sequecircncias foram comparadas usando-se o BLAST Cada clone representa um dos grupos formados por
UPGMA A coluna de frequecircncia se refere agrave proporccedilatildeo dos clones do grupo em cada biblioteca (1)
Frequecircncia de sequecircncias representadas pelo clone em cada um dos manejos (2)
Classe ldquoDothideomycetes et Chaetothyriomycetes incertae sedisrdquo
80
Figura 23 ndash Relaccedilotildees filogeneacuteticas entre a sequecircncias do gene rRNA 18S obtidas de raiacutezes de cana-de-accediluacutecar com o
par de iniciadores NS31 e AM1 e sequecircncias de fungos determinadas usando-se neighbor-joining
Nuacutemeros sobre os ramos indicam a porcentagem de 1000 repeticcedilotildees da anaacutelise de bootstrap Cada clone
representa um dos grupos formados por UPGMA Os valores entre parecircnteses representam a
percentagem do clone em cada biblioteca A barra representa uma substituiccedilatildeo a cada 100 nucleotiacutedeos
Clones grafados em negrito em preto satildeo referentes agraves raiacutezes de cana-de-accediluacutecar colhida SEM QUEIMA
enquanto os grafados em vermelho se referem agraves raiacutezes de cana-de-accediluacutecar COM QUEIMA preacutevia agrave
colheita
- Classe ldquoDothideomycetes et Chaetothyriomycetes incertae sedisrdquo
81
Tabela 17 - Estimativas de UTOs iacutendices de diversidade e cobertura de amostragem determinadas com base no sequenciamento de
clones do gene rRNA 18S de fungos associados a raiacutezes de cana-de-accediluacutecar com ou SEM QUEIMA preacutevia agrave colheita
obtidos utilizando-se o par de iniciadores NS31 e AM1
Comunidade NS NU Estimativa de riquezas de UTOs Iacutendices de diversidade ECAc
ACE-1 Chao1
Shannona
1Dab
SEM QUEIMA 41 6 64 (60 116) 65 (60 144) 1366 (1103 1630) 292 (209 484) 0976
COM QUEIMA 39 3 40 (31 141) 35 ( 30 114) 0320 (0058 0583) 117 (049-320) 0974
Valores entre parecircnteses representam o intervalo com 95 de confianccedila NS ndash nuacutemero de sequecircncias NU ndash nuacutemero de UTOs a
Estimador de maacutexima
semelhanccedila b ndash Reciacuteproco do iacutendice de Simpson
c ndash Estimativa de Cobertura da Amostragem Distacircncia evolutiva usada para as estimativas foi 001
82
Figura 24 - Anaacutelise de LIBSHUFF de comunidade de fungos associados agraves raiacutezes de cana-de-accediluacutecar sob dois manejos de colheita quando empregado o par de
iniciadores NS31 e AM1 A manejo SEM QUEIMA (homoacutelogo) x manejo COM QUEIMA B manejo COM QUEIMA (homoacutelogo) x manejo SEM
QUEIMA As comunidades satildeo diferentes significativamente com P lt 005 A distribuiccedilatildeo de (Cy-Cyx)2 como uma funccedilatildeo de D indica a diferenccedila
entre as duas comunidades
00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
00 01 02 03 04 05 06
Distacircncia Evolutiva (D)
Co
ber
tura
0000
0100
0200
0300
0400
0500
0600
0700
0800
(Cy
-Cy
x)2
Homoacutelogo
Heteroacutelogo
(Cx-Cxy)2
95XY
00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
0 01 02 03 04 05 06
Distacircncia Evolutiva (D)
Co
bertu
ra
0000
0002
0004
0006
0008
0010
0012
(Cx
-Cx
y)2
Homoacutelogo
Heteroacutelogo
(Cy-Cyx)2
95YX
A B
83
2337 Anaacutelise do gene rRNA 18S amplificado com os iniciadores especiacuteficos para grupos
de FMAs em raiacutezes de cana-de-accediluacutecar
Para determinar a estrutura da comunidade de FMAs por meio do sequenciamento dos
amplicons os iniciadores aqui desenhados e validados foram testados em amostras de raiacutezes de
cana-de-accediluacutecar do campo Apoacutes a amplificaccedilatildeo de fragmentos do gene rRNA 18S com os
iniciadores ACAU220 GIGA202 GLOMA690 e GLOMB673 e o sequenciamento dos
amplicons foram obtidas 161 sequecircncias Dessas 35 foram retiradas das anaacutelises por
consistirem quimeras ou sequecircncias de baixa qualidade Verificou-se que nenhum dos
iniciadores desenhados foi especiacutefico para FMAs de acordo com a comparaccedilatildeo das sequecircncias
obtidas com sequecircncias de bancos de dados por meio de BLAST (Tabelas 18 19 20 e 21) As
sequecircncias de parte do gene do rRNA 18S obtidas foram alinhadas para a anaacutelise filogeneacutetica
(Figuras 25 26 27 e 28) As sequecircncias obtidas natildeo se agruparam com as sequecircncias de fungos
do filo Glomeromycota do banco de dados (GenBank) Os amplicons obtidos com o iniciador
ACAU220 em sua maioria foram mais similares a Cladosporium (Dothideomycetes
Ascomycota) (Tabela 18 e Figura 25) A maioria dos amplicons obtidos com o iniciador
GIGA202 foram mais similares agrave Fusarium (Sordariomycetes Ascomycota) (Tabela 19 e
Figura 26) Quando utilizou-se o iniciador GLOMA690 a maioria dos amplicons foram mais
similares a Monodictys (Sordariomycetes Ascomycota) e a Cryptococcus (Tremellomycetes
Basidiomycota) (Tabela e Figura 27) Jaacute com o uso do iniciador GLOMB673 a maioria dos
amplicons foram mais similares a Phoma (Ascomycota mitospoacuterico) (Tabela 21 e Figura 28)
Com exceccedilatildeo de um amplicon obtido com o iniciador ACAU220 e alguns amplicons obtidos
com o iniciador GLOMB673 os quais foram mais similares agrave Basidiomycota todas os outros
amplicons obtidos com o emprego dos iniciadores desenhados foram mais similares a
Ascomycota Portanto uma vez que nenhuma sequecircncia obtida estaacute relacionada ao filo
Glomeromycota ao qual pertencem os FMAs os iniciadores desenhados foram inespeciacuteficos
para identificaccedilatildeo desses fungos nas raiacutezes de cana-de-accediluacutecar em condiccedilatildeo de campo
Mesmo assim foram estimadas a riqueza de UTOs e os iacutendices de diversidade de
Shannon e reciacuteproco de Simpson com os dados obtidos Pelo programa Spade foram estimadas
um total de 49 UTOs sendo 26 do tratamento SEM QUEIMA e 25 do tratamento COM
QUEIMA (Tabela 22) A estimativa de riqueza de fungos variou de 64 no manejo COM
84
QUEIMA 216 no manejo SEM QUEIMA a 265 espeacutecies de fungos considerando-se as
amostras dos dois tratamentos de colheita Os dois tratamentos tambeacutem natildeo apresentaram
diferenccedilas quanto aos iacutendices de diversidade A estimativa de cobertura da amostragem foi de
683 no tratamento sob manejo COM QUEIMA e 701 no tratamento sob manejo SEM
QUEIMA Verifica-se que a curva de rarefaccedilatildeo natildeo atinge a assiacutentota isto eacute somente uma
porccedilatildeo da riqueza de fungos associados agraves raiacutezes de cana-de-accediluacutecar foi amostrada (Figura 29)
As sequecircncias obtidas natildeo se agrupam com base em suas relaccedilotildees filogeneacuteticas em
funccedilatildeo do tratamento (SEM QUEIMA ou COM QUEIMA) Existem apenas 7 UTOs (56 do
total de UTOs) em comum entre os tratamentos SEM QUEIMA e COM QUEIMA As UTOs
em comum satildeo as identificadas pelos nuacutemeros 1 2 3 4 7 16 e 23 nas Tabelas 18 a 21 Esse
nuacutemero reduzido de UTOs em comum aos dois tratamentos indicaram diferenccedila na comunidade
de fungos associados agraves raiacutezes de cana-de-accediluacutecar A anaacutelise de Libshuff mostrou que as
comunidades de fungos dos dois tratamentos satildeo significativamente diferentes (p lt 005)
(Figura 30)
Muitas sequecircncias do gene rRNA 18S amplificadas de raiacutezes de cana-de-accediluacutecar com o
uso dos iniciadores desenhados podem representar novos taxa Um total de 52 (416 )
sequecircncias apresentam similaridade menor do que 96 agraves sequecircncias disponiacuteveis no banco de
dados do NCBI Essas sequecircncias foram verificadas como natildeo quimeacutericas e satildeo mais similares
a sequecircncias de Ascomycota e Basidiomycota com base na anaacutelise filogeneacutetica Empregando-
se os iniciadores aqui desenhados as seis UTOs mais frequentes representam 568 do total
de sequecircncias enquanto as UTOs contendo um uacutenica sequecircncia (singletons) representam 735
do total de UTOs mostrando a existecircncia de dominacircncia de algumas espeacutecies fuacutengicas na
comunidade associada agraves raiacutezes
As sequecircncias obtidas com os iniciadores grupo-especiacuteficos de FMAs desenhados no
presente trabalho natildeo tem regiatildeo em comum com as sequecircncias de clones das bibliotecas
obtidas utilizando os iniciadores da primeira abordagem (NS7 e F1Ra) No entanto a regiatildeo
amplificada do gene rRNA 18S obtida com uso dos iniciadores da segunda abordagem (NS31 e
AM1) eacute comum agrave parte da regiatildeo amplificada com o uso dos iniciadores grupo-especiacuteficos
Pela anaacutelise filogeneacutetica usando neighbor joining as sequecircncias da segunda abordagem
mostraram-se relacionadas a algumas sequecircncias obtidas com os iniciadores especiacuteficos (dados
natildeo mostrados) Isso mostra a consistecircncia do meacutetodo de PCR e sequenciamento para o
85
levantamento populacional dos fungos associados agraves raiacutezes de cana-de-accediluacutecar em condiccedilotildees de
campo apesar de o nuacutemero de UTOs recuperadas ser menor com o uso do iniciador AM1
Tabela 18 - Anaacutelise do BLAST de sequecircncias obtidas das bibliotecas de raiacutezes de cana-de-accediluacutecar COM
QUEIMA e SEM QUEIMA preacutevia agrave colheita utilizando o iniciador ACAU220
Manejo Clone iniciador UTO(1)
Sequecircncia mais similar [Acesso] Similaridade
(2)
SEM QUEIMA
A01 ACAU220 UTO 1 Cladosporium cladosporioides [EU3755231] 100
G01 ACAU220 UTO 1 Cladosporium cladosporioides [EU3755231] 96
F02 ACAU220 UTO 1 Cladosporium cladosporioides [EU3755231] 95
G02 ACAU220 UTO 1 Cladosporium cladosporioides [EU7234841] 94
B03 ACAU220 UTO 1 Cladosporium cladosporioides [EU3755231] 93
C03 ACAU220 UTO 1 Cladosporium cladosporioides [EU3755231] 93
D03 ACAU220 UTO 1 Cladosporium cladosporioides [EU7234841] 93
E01 ACAU220 UTO 1 Cladosporium cladosporioides [EU3755231] 93
D02 ACAU220 UTO 2 Penicillium brevicompactum [EU2636081] 98
H01 ACAU220 UTO 2 Penicillium freii [AY6409981] 98
A03 ACAU220 UTO 2 Phialocephala fortinii [EU3820701] 96
B02 ACAU220 UTO 3 Monodictys arctica [EU6865191]] 93
C01 ACAU220 UTO 4 Penicillium purpurogenum [DQ3659471] 96
C02 ACAU220 UTO 5 Hypocrea koningii [EU7224041] 92
D01 ACAU220 UTO 6 Pseudocolus fusiformis [AF0266231] 98
E02 ACAU220 UTO 7 Fusarium oxysporum [EU7108211] 98
Com Queima
H03 ACAU220 UTO 1 Cladosporium cladosporioides [EU3755231] 96
H04 ACAU220 UTO 1 Cladosporium cladosporioides [EU3755231] 96
D05 ACAU220 UTO 1 Cladosporium cladosporioides [EU3755231] 95
G04 ACAU220 UTO 1 Cladosporium cladosporioides [EU3755231] 93
B04 ACAU220 UTO 2 Penicillium glabrum [AF5480901] 93
A04 ACAU220 UTO 3 Phoma sp [EU8264811] 97
G03 ACAU220 UTO 3 Monodictys arctica [EU6865191] 97
E05 ACAU220 UTO 3 Phoma sp [EU8264811] 94
D04 ACAU220 UTO 3 Didymella exitialis [EU1675641] 91
B05 ACAU220 UTO 4 Penicillium purpurogenum [DQ3659471] 96
C05 ACAU220 UTO 16 Monodictys arctica [EU6865191] 93
F03 ACAU220 UTO 28 Paraconiothyrium brasiliense [EU2956511] 91
F05 ACAU220 UTO 29 Alternaria sp [EU8264791] 97
G05 ACAU220 UTO 30 Lithothelium septemseptatum [AY5846621] 96
Os E-values de todas as comparaccedilotildees foram iguais a zero (1)
Identidade das Unidades Taxonocircmicas Operacionais determinadas pelo programa DOTUR ao niacutevel de 99 de
similaridade (2)
Similaridade da sequecircncia ambiental com o respectivo acesso do NCBI dada pela anaacutelise de BLAST
86
Tabela 19 - Anaacutelise do BLAST de sequecircncias obtidas das bibliotecas de raiacutezes de cana-de-accediluacutecar COM
QUEIMA e SEM QUEIMA preacutevia agrave colheita utilizando o iniciador GIGA202
Manejo Clone iniciador UTO(1)
Sequecircncia mais similar [Acesso] Similaridade
(2)
SEM QUEIMA
A06 GIGA202 UTO 1 Cladosporium cladosporioides [EU3755231] 96
D07 GIGA202 UTO 3 Monodictys arctica [EU6865191] 95
H06 GIGA202 UTO 4 Penicillium purpurogenum [AF2452571] 97
B08 GIGA202 UTO 4 Penicillium purpurogenum [DQ3659471]] 93
A08 GIGA202 UTO 7 Fusarium oxysporum [EF5903261] 96
A07 GIGA202 UTO 7 Fusarium oxysporum [EF5903261] 95
F07 GIGA202 UTO 7 Fusarium oxysporum [EF5903261] 94
E06 GIGA202 UTO 7 Fusarium oxysporum [EF5903261] 93
F06 GIGA202 UTO 7 Fusarium oxysporum [EF5903261] 93
C07 GIGA202 UTO 7 Fusarium oxysporum [EF5903261] 92
D06 GIGA202 UTO 7 Fusarium oxysporum [EF5903261] 92
B06 GIGA202 UTO 8 Fusarium oxysporum [EF5903261] 90
C06 GIGA202 UTO 9 Fusarium oxysporum [EF5903261] 90
C08 GIGA202 UTO 10 Fusarium oxysporum [EF5903261] 90
E07 GIGA202 UTO 11 Fusarium oxysporum [EF5903261] 91
G06 GIGA202 UTO 12 Monodictys arctica [EU6865191] 87
G07 GIGA202 UTO 13 Fusarium oxysporum [EF5903261] 91
COM QUEIMA
A09 GIGA202 UTO 1 Cladosporium cladosporioides [EU3755231] 97
D09 GIGA202 UTO 3 Monodictys arctica [EU6865191] 99
E10 GIGA202 UTO 3 Phoma sp [EU8264811] 99
F09 GIGA202 UTO 3 Phaeosphaeria nodorum [EU1892131] 99
G09 GIGA202 UTO 3 Phoma sp [EU8264811] 99
B09 GIGA202 UTO 3 Phoma sp [EU8264811] 97
C09 GIGA202 UTO 3 Phoma sp [EU8264811] 96
H08 GIGA202 UTO 3 Phaeosphaeria nodorum [EU1892131] 96
B10 GIGA202 UTO 7 Fusarium oxysporum [EF5903261] 95
G10 GIGA202 UTO 7 Fusarium oxysporum [EF5903261] 94
F08 GIGA202 UTO 7 Fusarium oxysporum [EF5903261] 93
E09 GIGA202 UTO 30 Paraconiothyrium variabile [EU2956531] 95
A10 GIGA202 UTO 31 Monodictys arctica [EU6865191] 89
C10 GIGA202 UTO 32 Penicillium purpurogenum [DQ3659471] 92
E08 GIGA202 UTO 33 Pyrenochaeta nobilis [DQ8982871] 98
F10 GIGA202 UTO 34 Fusarium oxysporum [EF5903261] 94
H09 GIGA202 UTO 35 Monodictys arctica [EU6865191] 95
Os E-values de todas as comparaccedilotildees foram iguais a zero (1)
Unidades Taxonocircmicas Operacionais determinadas pelo programa DOTUR ao niacutevel de 99 de similaridade (2)
Similaridade da sequecircncia ambiental com o respectivo acesso do NCBI dada pela anaacutelise de BLAST
87
Tabela 20 - Anaacutelise do BLAST de sequecircncias obtidas das bibliotecas de raiacutezes de cana-de-accediluacutecar COM
QUEIMA e SEM QUEIMA preacutevia agrave colheita utilizando o iniciador GLOMA690
Manejo Clone iniciador UTO(1)
Sequecircncia mais similar [Acesso] Similaridade
(2) E-value
SEM QUEIMA
A11 GLOMA690 UTO 3 Monodictys arctica [EU6865191] 99 00
B11 GLOMA690 UTO 3 Monodictys arctica [EU6865191] 99 8e-167
B12 GLOMA690 UTO 3 Monodictys arctica [EU6865191] 99 6e-163
D11 GLOMA690 UTO 3 Monodictys arctica [EU6865191] 98 8e-162
F11 GLOMA690 UTO 3 Monodictys arctica [EU6865191] 97 5e-159
A01 GLOMA690 UTO 3 Phoma sp [EU8264811] 97 00
C01 GLOMA690 UTO 3 Phoma sp [EU8264811] 97 00
B01 GLOMA690 UTO 14 Phoma sp [EU8264811] 98 00
A12 GLOMA690 UTO 14 Monodictys arctica [EU6865191] 97 3e-151
E11 GLOMA690 UTO 14 Monodictys arctica [EU6865191] 94 2e-142
C11 GLOMA690 UTO 15 Cryptococcus vishniacii [AB0326571] 99 1e-164
H12 GLOMA690 UTO 16 Monodictys arctica [EU6865191] 98 1e-159
G11 GLOMA690 UTO 16 Monodictys arctica [EU6865191] 97 4e-155
D12 GLOMA690 UTO 16 Monodictys arctica [EU6865191] 96 4e-150
E12 GLOMA690 UTO 17 Cryptococcus aerius [EU8476621] 96 6e-148
F12 GLOMA690 UTO 18 Monodictys arctica [EU6865191] 96 1e-150
G12 GLOMA690 UTO 19 Monodictys arctica [EU6865191] 90 4e-120
H11 GLOMA690 UTO 20 Monodictys arctica [EU6865191] 98 8e-162
D01 GLOMA690 UTO 21 Cryptococcus gastricus [DQ6455131] 97 00
COM QUEIMA
C02 GLOMA690 UTO 3 Phoma medicaginis [EU1675751] 97 00
A03 GLOMA690 UTO 36 Cryptococcus terreus [AB0326491] 97 00
E02 GLOMA690 UTO 36 Cryptococcus terreus [AB0326491] 98 00
B03 GLOMA690 UTO 36 Cryptococcus terreus [AB0326491] 96 00
B02 GLOMA690 UTO 37 Cryptococcus terreus [AB0326491] 93 00
D03 GLOMA690 UTO 38 Dothidotthia aspera [EU6732281] 88 1e-139
E01 GLOMA690 UTO 39 Phoma sp [EU8264811] 93 00
E03 GLOMA690 UTO 40 Phoma sp [EU8264811] 92 00
F01 GLOMA690 UTO 41 Cryptococcus terreus [AB0326491] 93 00
G02 GLOMA690 UTO 42 Phoma sp [EU8264811] 97 00
H02 GLOMA690 UTO 43 Phoma sp [EU8264811] 97 00
(1) Unidades Taxonocircmicas Operacionais determinadas pelo programa DOTUR ao niacutevel de 99 de similaridade
(2) Similaridade da sequecircncia ambiental com o respectivo acesso do NCBI dada pela anaacutelise de BLAST
88
Tabela 21 - Anaacutelise do BLAST de sequecircncias obtidas das bibliotecas de raiacutezes de cana-de-accediluacutecar COM
QUEIMA e SEM QUEIMA preacutevia agrave colheita utilizando o iniciador GLOMB673
Manejo Clone iniciador UTO(1)
Sequecircncia mais similar [Acesso] Similaridade
(2) e-value
SEM QUEIMA
A05 GLOMB673 UTO 3 Monodictys arctica [EU6865191] 99 00
A06 GLOMB673 UTO 3 Phoma sp [EU8264811] 99 00
D06 GLOMB673 UTO 3 Phoma sp [EU8264811] 99 00
B05 GLOMB673 UTO 3 Phoma sp [EU8264811] 98 00
E04 GLOMB673 UTO 3 Monodictys arctica [EU6865191] 98 00
B04 GLOMB673 UTO 3 Phoma sp [EU8264811] 97 00
C06 GLOMB673 UTO 3 Leptosphaeria doliolum [U434571] 97 00
D05 GLOMB673 UTO 3 Monodictys arctica [EU6865191] 96 00
D04 GLOMB673 UTO 16 Phoma sp [EU8264811] 98 00
A04 GLOMB673 UTO 22 Phoma medicaginis [EU1675751] 92 7e-156
C04 GLOMB673 UTO 23 Monodictys arctica [EU6865191] 98 00
F04 GLOMB673 UTO 24 Rhytidhysteron rufulum [AF2014521] 95 00
F05 GLOMB673 UTO 25 Monodictys arctica [EU6865191] 94 00
G05 GLOMB673 UTO 26 Pleosporales [FJ1768441] 99 00
H05 GLOMB673 UTO 27 Phoma sp [EU8264811] 96 00
COM QUEIMA
G08 GLOMB673 UTO 3 Phoma sp [EU8264811] 99 00
C08 GLOMB673 UTO 3 Phoma sp [EU8264811] 97 00
C07 GLOMB673 UTO 16 Monodictys arctica [EU6865191] 98 00
G07 GLOMB673 UTO 16 Monodictys arctica [EU6865191] 96 00
A07 GLOMB673 UTO 23 Monodictys arctica [EU6865191] 99 00
D07 GLOMB673 UTO 23 Phoma sp [EU8264811] 98 00
B07 GLOMB673 UTO 34 Trichocladium asperum [EU2636131] 94 00
E06 GLOMB673 UTO 34 Trichocladium asperum [EU2636131] 94 3e-174
F06 GLOMB673 UTO 35 Phoma sp [EU8264811] 99 00
A08 GLOMB673 UTO 39 Phoma sp [EU8264811] 99 00
E07 GLOMB673 UTO 44 Dothidotthia aspera [EU6732251] 90 1e-162
F07 GLOMB673 UTO 45 Monodictys arctica [EU6865191] 91 2e-180
F08 GLOMB673 UTO 46 Phoma sp [EU8264811] 90 8e-170
G06 GLOMB673 UTO 47 Coniothyrium palmarum [AY6425141] 95 00
H06 GLOMB673 UTO 48 Pleosporales sp [FJ1768441] 92 2e-161
H08 GLOMB673 UTO 49 Phoma sp [EU8264811] 97 00
(1) Unidades Taxonocircmicas Operacionais determinadas pelo programa DOTUR ao niacutevel de 99 de similaridade
(2) Similaridade da sequecircncia ambiental com o respectivo acesso do NCBI dada pela anaacutelise de BLAST
89
Figura 25 ndash Relaccedilotildees filogeneacuteticas entre as sequecircncias do rDNA 18S obtidas de raiacutezes de cana-de-accediluacutecar
utilizando o iniciador ACAU220 e sequecircncias de fungos determinadas usando neighbor joining
Nuacutemeros sobre os ramos indicam a percentagem de 1000 repeticcedilotildees da anaacutelise de bootstrap O
comprimento da barra representa duas substituiccedilotildees a cada 100 nucleotiacutedeos As sequecircncias do
tratamento SEM QUEIMA estatildeo grafadas em preto e negrito e as do tratamento COM QUEIMA
estatildeo em vermelho e negrito
90
Figura 26 ndash Relaccedilotildees filogeneacuteticas entre as sequecircncias do rDNA 18S obtidas de raiacutezes de cana-de-accediluacutecar
utilizando o iniciador GIGA202 e sequecircncias de fungos determinadas usando neighbor joining
Nuacutemeros sobre os ramos indicam a percentagem de 1000 repeticcedilotildees da anaacutelise de bootstrap O
comprimento da barra representa duas substituiccedilotildees a cada 100 nucleotiacutedeos As sequecircncias do
tratamento SEM QUEIMA estatildeo grafadas em preto e negrito e as do tratamento COM QUEIMA
estatildeo em vermelho e negrito
91
Figura 27 ndash Relaccedilotildees filogeneacuteticas entre as sequecircncias do rDNA 18S obtidas de raiacutezes de cana-de-accediluacutecar
utilizando o iniciador GLOMA690 e sequecircncias de fungos determinadas usando neighbor joining
Nuacutemeros sobre os ramos indicam a percentagem de 1000 repeticcedilotildees da anaacutelise de bootstrap O
comprimento da barra representa duas substituiccedilotildees a cada 100 nucleotiacutedeos As sequecircncias do
tratamento SEM QUEIMA estatildeo grafadas em preto e negrito e as do tratamento COM QUEIMA
estatildeo em vermelho e negrito
92
Figura 28 ndash Relaccedilotildees filogeneacuteticas entre as sequecircncias do rDNA 18S obtidas de raiacutezes de cana-de-accediluacutecar
utilizando o iniciador GLOMB673 e sequecircncias de fungos determinadas usando neighbor joining
Nuacutemeros sobre os ramos indicam a percentagem de 1000 repeticcedilotildees da anaacutelise de bootstrap O
comprimento da barra representa duas substituiccedilotildees a cada 100 nucleotiacutedeos As sequecircncias do
tratamento SEM QUEIMA estatildeo grafadas em preto e negrito e as do tratamento COM QUEIMA
estatildeo em vermelho e negrito
93
Figura 29 ndash Curvas de rarefaccedilatildeo para bibliotecas de clones do gene rRNA 18S obtidas usando os iniciadores
FMAs grupo-especiacuteficos em amostras DNA de raiacutezes de cana-de-accediluacutecar sob tratamento SEM
QUEIMA e COM QUEIMA A curva de rarefaccedilatildeo foi gerada com o programa DOTUR (SCHLOSS
HANDELSMAN 2005) utilizando o niacutevel de 99 de similaridade
94
Tabela 22 - Estimativas de UTOs iacutendices de diversidade e cobertura de amostragem calculadas a partir de bibliotecas de rDNA 18S
de fungos associados a raiacutezes de cana-de-accediluacutecar com ou SEM QUEIMA preacutevia agrave colheita utilizando os iniciadores
ACAU220 GIGA202 GLOMA690 e GLOMB673
Valores entre parecircnteses representam o intervalo com 95 de confianccedila NS ndash nuacutemero de sequecircncias NU ndash nuacutemero de UTOs a
Estimador de maacutexima
semelhanccedila b ndash Reciacuteproco do iacutendice de Simpson
c ndash Estimativa de Cobertura da Amostragem Distacircncia evolutiva usada para as estimativas foi 001
Comunidade NS NU Estimativa de riquezas de UTOs Iacutendices de diversidade
ECAc
ACE-1 Chao1
Shannona
1Da b
SEM QUEIMA 67 26 1777 (621 6645)
2160 (1066 4738)d
2544 (2242 2845) 679 (447 1412) 0701
COM QUEIMA 58 28 1080 (511 3057) 641( 391 1457) 2808 (2520 3096) 904 (631 1953) 0683
Todas as sequecircncias 125 49 2130(1077 5072)
2650(1145 7616) 3134 (2898 3370) 1083 (715 2232) 0712
95
Figura 30 - Anaacutelise de LIBSHUFF de comunidade de fungos associado agraves raiacutezes de cana-de-accediluacutecar sob dois manejos de colheita utilizando o conjunto de
iniciadores desenhados ACAU220 GIGA202 GLOMA690 e GLOMB673 A manejo SEM QUEIMA (homoacutelogo) x manejo COM QUEIMA B
manejo COM QUEIMA (homoacutelogo) x manejo SEM QUEIMA As comunidades satildeo diferentes significativamente com P lt 005 A distribuiccedilatildeo de
(Cy-Cyx)2 como uma funccedilatildeo de D indica a diferenccedila entre as duas comunidades
B A
96
Os estudos de comunidades de FMAs satildeo importantes devido aos efeitos das MAs para as
plantas e para os ecossistemas terrestres (HEIJDEN et al 1998) Poreacutem a principal dificuldade
nas investigaccedilotildees do ciclo de vida da filogenia organizaccedilatildeo geneacutetica dinacircmica e estrutura das
comunidades dos FMAs eacute o seu biotrofismo obrigatoacuterio As abordagens moleculares
principalmente a caracterizaccedilatildeo de genes do rRNA tecircm contribuido para a elucidaccedilatildeo da
ecologia dos FMAs Esses genes satildeo muito utilizados por suas caracteriacutesticas evolutivas as quais
permitem a investigaccedilatildeo em diferentes niacuteveis de resoluccedilatildeo filogeneacutetica (HILLIS DIXON 1991)
Aleacutem disso eacute um gene que ocorre em muacuteltiplas coacutepias no genoma sendo a sua detecccedilatildeo mais
faacutecil em relaccedilatildeo a outros genes Segundo Oumlpik et al (2006) de 26 trabalhos 23 investigaram
comunidade de FMAs utilizando o gene rRNA 18S 7 investigaram regiotildees ITS e 4 avaliaram o
gene rRNA 28S sendo que alguns dos trabalhos utilizaram mais de um locus gecircnico
O desenho de novos iniciadores para a amplificaccedilatildeo de DNA dos organismos pertencentes
ao filo Glomeromycota eacute importante para evitar o vieacutes causado pelo uso do tradicional iniciador
AM1 (HELGASON 1998) Esse iniciador tem sido usado em inuacutemeros estudos de comunidades
de FMAs em campo (OumlPIK et al 2006) no entanto ele natildeo amplifica o DNA dos grupos basais
de Glomeromycota como Archaeosporales (REDECKER 2000 SANTOS FINLAY TEHLER
2006 SANTOS-GONZAacuteLEZ et al 2007) Aleacutem disso o iniciador AM1 pode amplificar
sequecircncias de fungos natildeo-micorriacutezicos arbusculares (DOUHAN et al 2005) Jaacute o emprego de
iniciadores especiacuteficos para fungos em geral pode natildeo cobrir toda a comunidade fuacutengica e dessa
forma natildeo refletir a comunidade de FMAs da amostra ou natildeo identificar sequer uma sequecircncia
de fungo do filo Glomeromycota (Tabela 14 e Figura 21) Por essa razatildeo o desenho de
iniciadores especiacuteficos para os principais grupos de Glomeromycota eacute de suma importacircncia
Mesmo com a colonizaccedilatildeo micorriacutezica variando de 30 a 52 natildeo foi possiacutevel a
detecccedilatildeo de FMAs nas raiacutezes utilizando-se as trecircs abordagens (1) aplicaccedilatildeo do iniciador AM1
(2) iniciador F1Ra especiacutefico para fungos em geral e (3) uso dos iniciadores aqui desenhados A
ausecircncia de sequecircncias clonadas que fossem mais similares agraves sequecircncias de Glomeromycota
mesmo utilizando iniciadores especiacuteficos e funcionais em amostras de casa-de-vegetaccedilatildeo e em
amostras de campo (raiacutezes da pradaria Konza) pode indicar um ambiente com uma comunidade
fuacutengica diversa e complexa nas raiacutezes de cana-de-accediluacutecar do campo Com os iniciadores
desenhados neste estudo houve um maior nuacutemero de UTOs detectadas em relaccedilatildeo aos
iniciadores AM1 ou F1Ra O nuacutemero de 49 UTOs sequenciadas e 265 UTOs estimadas somente
97
nas raiacutezes da cana-de-accediluacutecar (Tabela 22) indicam alta diversidade fuacutengica em relaccedilatildeo agrave outros
ambientes Waldrop et al (2006) avaliaram a diversidade de fungos do solo empregando-se o
par de iniciadores ITS1F e ITS4 e o sequenciamento dos clones provenientes de amostras de
aacutereas com diferentes nuacutemeros de espeacutecies vegetais no estado de Minnesota EUA Esses autores
obtiveram um total de 149 UTOs de fungos do solo em 7 diferentes tratamentos com um nuacutemero
maacuteximo de 40 UTOs quando se sequenciaram 72 clones de um tratamento Mas esses resultados
foram obtidos de amostras de DNA extraiacutedo do solo o qual geralmente apresenta maior
diversidade fuacutengica do que aquela associada agraves raiacutezes Neubert et al (2006) avaliaram a estrutura
da comunidade de fungos nos diferentes oacutergatildeos de caniccedilo e verificaram que as raiacutezes satildeo os
oacutergatildeos com maior diversidade A alta diversidade poderia ser a causa do vieacutes na amplificaccedilatildeo nos
experimentos deste trabalho no entanto Vandenkoornhuyse et al (2002) estudaram a
diversidade de fungos em raiacutezes da Poaceae Arrhenatherum elatius com o uso de iniciadores
especiacuteficos para fungos em geral e encontraram 49 filotipos sendo 3 relacionados agrave
Glomeromycota Husband et al (2002) amplificaram o DNA de FMAs de raiacutezes de floresta
tropical do Panamaacute empregando os iniciadores NS31 e AM1 e mostram que a
ldquohiperdiversidaderdquo pode natildeo ser a explicaccedilatildeo para o problema
Por outro lado considerando que quanto maior a diversidade vegetal maior o nuacutemero de
nichos e portanto maior a diversidade de fungos (LODGE 1997) a diversidade em raiacutezes de
uma lavoura de cana-de-accediluacutecar natildeo seria alta ao ponto de mascarar a presenccedila de FMAs Em
aacutereas de monocultura como as de cana-de-accediluacutecar haveria uma dominacircncia de um pequeno grupo
de fungos resultando em amostras de DNA com prevalecircncia desses organismos os quais se
sobrepujariam em relaccedilatildeo aos FMAs nas amostras de DNA total Como foi mostrado pelo
sequenciamento de clones do gene rRNA 18S e anaacutelise pelo DOTUR aproximadamente 60
das sequecircncias pertencem a apenas seis UTOs de um total de 49 UTOs Desse modo pode haver
uma razatildeo DNA alvo DNA natildeo-alvo desfavoraacutevel agrave amplificaccedilatildeo especiacutefica
Considerando que os iniciadores desenhados obtiveram resultados positivos nos testes in
silico e em amostras controle de casa-de-vegetaccedilatildeo eacute possiacutevel que o problema resida nas
condiccedilotildees suboacutetimas de PCR Assim paracircmetros como temperatura de pareamento dos
iniciadores concentraccedilotildees de cloreto de magneacutesio e diluiccedilatildeo da primeira PCR podem estar em
niacuteveis natildeo ideais Os testes para esses e outros paracircmetros tais como presenccedila ou ausecircncia de
BSA ou DMSO (Dimetil Sulfoacutexido) foram feitos nas amostras controle provindas de casa-de-
98
vegetaccedilatildeo e natildeo nas raiacutezes de cana-de-accediluacutecar do campo Eacute possiacutevel que as amplificaccedilotildees
inespeciacuteficas com o emprego dos iniciadores desenhados usando DNA de raiacutezes de cana-de-
accediluacutecar poderiam ser evitadas com a otimizaccedilatildeo das condiccedilotildees de PCR O BSA eacute um adjuvante
que pode aumentar a eficiecircncia da amplificaccedilatildeo O DMSO eacute um agente desnaturante que inibe
formaccedilatildeo de estruturas secundaacuterias e eacute utilizado para melhorar a eficiecircncia e a especificidade de
amplificaccedilatildeo (KITADE et al 2003) Entretanto o problema pode ter mais de uma origem em
razatildeo de o emprego dos iniciadores Glomus grupo A (GLOMA189 e GLOMA690) em raiacutezes da
pradaria Konza resultar em amplicons especiacuteficos e em ausecircncia de sequecircncias natildeo-alvo (Figuras
14 e 15) Esses resultados nos mostra que haacute um problema especiacutefico com as amostras de raiacutezes
de cana-de-accediluacutecar onde pode haver um inibidor natildeo universal uma vez que a siacutentese de
amplicons apesar de serem inespeciacuteficos ocorre Um possiacutevel fator para a natildeo detecccedilatildeo de
FMAs nas raiacutezes eacute a incapacidade do meacutetodo de extraccedilatildeo de homogeneizar completamente o
tecido vegetal o que deixaria as hifas dos FMAs protegidas ou ligadas aos tecidos da cana-de-
accediluacutecar Essa proteccedilatildeo diminuiria a eficiecircncia da extraccedilatildeo do DNA de FMAs nas amostras de
raiacutezes de cana-de-accediluacutecar
Esses problemas podem contribuir para a amplificaccedilatildeo do DNA de determinados fungos
em funccedilatildeo do ambiente Esse vieacutes jaacute foi constatado em outros trabalhos (ANDERSON et al
2003 JUMPPONEN 2007) e pode ser decorrecircncia do fato de os iniciadores terem sido
desenhados com base em sequecircncias de espeacutecimes mantidas em coleccedilotildees de culturas e em
laboratoacuterios e natildeo em sequecircncias de organismos que ocorrem naturalmente no campo Uma vez
que os FMAs satildeo simbiotroacuteficos obrigatoacuterios a obtenccedilatildeo desse tipo de sequecircncia eacute dificultada
Assim a inespecificidade dos iniciadores pode ter origem na baixa relaccedilatildeo DNA alvo
DNA natildeo-alvo nas condiccedilotildees suboacutetimas de PCR ou em problemas inerentes agraves amostras ou ao
meacutetodo de extraccedilatildeo de DNA de raiacutezes de cana-de-accediluacutecar A soluccedilatildeo para a validaccedilatildeo dos
iniciadores especiacuteficos e para o acesso agrave comunidade de Glomeromycota nas raiacutezes de cana-de-
accediluacutecar pode ser alcanccedilada por meio de experimentos para se testar esses paracircmentros Outro
ponto a ser observado eacute que eacute preciso ser cauteloso para conclusotildees tiradas sobre comunidades de
FMAs quando se emprega o par de iniciadores NS31 e AM1 sem o uso do sequenciamento como
nas anaacutelises de T-RFLP e DGGE Os resultados podem natildeo refletir a real da comunidade de
FMAs nas amostras
99
Apesar de a detecccedilatildeo de FMAs natildeo ser possiacutevel as sequecircncias obtidas satildeo informativas
quanto ao que ocorre com a estrutura da comunidade fuacutengica nas raiacutezes A alta frequecircncia de
sequecircncias de Ascomycota nas bibliotecas obtidas com os iniciadores F1Ra (especiacutefico para
fungos) AM1 (especiacutefico para FMAs) e os especiacuteficos para grupos de FMAs ACAU220
GIGA202 GLOMA690 e GLOMB673 indicam uma dominacircncia de fungos desse filo nas raiacutezes
de cana-de-accediluacutecar
Com o emprego do iniciador F1Ra foi estimada uma riqueza de ateacute 51 UTOs (Tabela 15)
e do AM1 uma riqueza de ateacute 65 UTOs (Tabela 17) em duas amostras de cana-de-accediluacutecar sob
manejo SEM QUEIMA e COM QUEIMA A razatildeo para a diferenccedila eacute que o iniciador F1Ra eacute
universal para Fungi enquanto o segundo eacute especiacutefico para um grupo de fungos No entanto com
o uso dos iniciadores grupo-especiacuteficos aqui desenhados foi estimada uma riqueza de ateacute 265
UTOs nas 36 amostras de raiacutezes de cana-de-accediluacutecar Com relaccedilatildeo agrave estrutura da comunidade
fuacutengica o uso dos iniciadores F1Ra ou AM1 e dos iniciadores especiacuteficos aqui desenhados
indicam diferenccedilas entre as comunidades fuacutengicas nos tratamento SEM QUEIMA e COM
QUEIMA pela anaacutelise de Libshuff Esses resultados podem indicar que o uso de apenas um par
de iniciadores mesmo universal para fungos e poucas repeticcedilotildees de amostras pode resultar em
baixa cobertura de amostragem da comunidade fuacutengica
Os iacutendices estimados de riqueza e de diversidade de UTOs com o uso dos iniciadores
especiacuteficos para fungos FMAs e FMAs grupo-especiacutefico natildeo foram diferentes entre os dois
manejos de colheita sugerindo que a comunidade fuacutengica natildeo eacute afetada em nuacutemero e diversidade
de organismos pelo sistema de colheita adotado pelo menos na eacutepoca avaliada Isso pode ser
explicado pelo pouco tempo de manejo SEM QUEIMA em que o teor de C no solo ainda natildeo foi
alterado (Tabela 7) indicando que a deposiccedilatildeo de palha sobre o solo ainda natildeo afeta
significativamente as propriedades quiacutemicas e bioloacutegicas do solo
100
3 CONCLUSOtildeES
A abundacircncia riqueza e diversidade de FMAs determinadas com base na presenccedila de
esporos assexuais no solo natildeo diferiu entre os tratamentos SEM QUEIMA e COM QUEIMA
preacutevia agrave colheita nem entre as variedades de cana-de-accediluacutecar e na interaccedilatildeo dos fatores Manejo de
Colheita e Variedades de cana-de-accediluacutecar
O manejo de colheita SEM QUEIMA preacutevia estimulou a colonizaccedilatildeo micorriacutezica
arbuscular em cana-de-accediluacutecar em relaccedilatildeo ao manejo com colheita COM QUEIMA preacutevia logo
apoacutes a primeira colheita
O uso de iniciadores especiacuteficos para fungos em geral (Reino Fungi) do iniciador AM1 e
dos iniciadores especiacuteficos para grupos de FMAs natildeo permitiu a detecccedilatildeo de FMAs nas raiacutezes de
cana-de-accediluacutecar
Os iacutendices de riqueza e diversidade e a estrutura da comunidade fuacutengica associados agraves
raiacutezes de cana-de-accediluacutecar determinados por meio dos dados de sequenciamento do gene rRNA
18S natildeo diferiram entre os manejos de colheita SEM QUEIMA e COM QUEIMA preacutevia
O manejo da cana-de-accediluacutecar e colheita COM QUEIMA preacutevia agrave colheita alterou a
estrutura da comunidade fuacutengica associada agraves raiacutezes logo apoacutes a primeira colheita
101
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