Comunidades fúngicas na filosfera de espécies lenhosas do Cerrado : efeitos da adição de nutrientes ao solo
Autor(a)
Costa, Alexandra Martins
Orientador(a) Coorientador(a)
Bustamante, Mercedes Maria da Cunha||Espindola, Laila Salmen
Data de aceite
2024-12-10
Data de disponibilizacao
2024-12-10
Data de publicacao
2024-12-10
Data de defesa submissao
2024-02-02
Citacao
COSTA, Alexandra Martins. Comunidades fúngicas na filosfera de espécies lenhosas do Cerrado: efeitos da adição de nutrientes ao solo. 2024. 175 f., il. Tese (Doutorado em Ecologia) — Universidade de Brasília, Brasília, 2024.
Tese (doutorado) — Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Ecologia, 2024.
Resumo Portugues
Os fungos presentes na filosfera são importantes na produção de metabólitos, na aquisição de
nutrientes e na proteção de seus hospedeiros contra patógenos. Compreender como a produção
de metabólitos de uma espécie é modificada em função das alterações edáficas e também em
função da comunidade microbiana associada, é importante para esclarecer como as interações
ocorrem em sistemas naturais e quais as possíveis consequências que mudanças antrópicas
(como maior deposição de nutrientes ao solo) podem trazer para a interação microrganismoplanta. Assim, o objetivo da tese é compreender como a adição de nutrientes no solo interfere
na comunidade filosférica e suas consequências na produção de metabólitos produzidos por
plantas típicas do Cerrado e efeitos em potenciais extratos de uso antifúngico. O trabalho foi
realizado em uma área de cerrado sensu stricto, onde é conduzido um experimento de
fertilização do solo desde 1998 na Reserva Ecológica do IBGE. Os tratamentos experimentais
incluem adição de nitrogênio (N), fósforo (P), nitrogênio + fósforo (NP) e calagem (Ca). Duas
espécies lenhosas comuns do Cerrado foram avaliadas Styrax ferrugineus e Ouratea
hexasperma. No capítulo 1 foi feita a descrição da comunidade fúngica para todos os
tratamentos de ambas as espécies através do sequenciamento do eDNA da filosfera. No capítulo
2 foi realizada uma análise metabolômica das folhas de S. ferrugineus e realizada uma
correlação entre os íons encontrados e os fungos que habitam a filosfera. Finalmente, no
capítulo 3, os extratos das folhas de S. ferrugineus foram testados em ensaios biológicos contra
4 gêneros de fungos fitopatogênicos (Botrytis, Colletotrichum, Corynespora e Fusarium) de
importância econômica para agricultura. Os resultados revelam a predominância do filo
Ascomycota na filosfera de ambas as espécies, independente do tratamento, e uma maior
abundância das classes Dothideomycetes, Eurotiomycetes e Sordariomycetes. As análises de
beta diversidade de S. ferrugineus indicam uma mudança significativa na comunidade
filosférica. Tais mudanças não foram relacionadas com o conteúdo elementar das folhas e
parecem estar mais relacionadas com as alterações anatômicas que os tratamentos de adição de
nutrientes promoveram. A metabolômica foliar de S. ferrugineus não foi fortemente afetada
pelos tratamentos, com apenas 3,8% dos íons detectados variando significativamente. Há uma
relação entre os íons detectados e as diferentes ordens de fungos filosféricos, com correlações
significativas em relação às classes de fungos mais diversas. Esses resultados são um primeiro
indicativo de que as interações das espécies que permanecem no sistema após a eutrofização do
solo também são afetadas e podem ter um impacto significativo na dinâmica entre as espécies.
Os extratos das folhas de S. ferrugineus apresentaram uma potencial ação antifúngica contra
Botrytis, com uma inibição > 40% nos extratos dos tratamentos fertilizados. Portanto a adição de nutrientes nos solos do Cerrado impactam não só as espécies que permanecem no sistema,
mas também as interações que estas estabelecem, podendo ter consequências a longo prazo na
comunidade local e suas funções ecossistêmicas.
Resumo Ingles
Fungi found in the phyllosphere play a crucial role in producing metabolites, acquiring nutrients,
and protecting their hosts against pathogens. Understanding how soil changes and associated
microbial communities modify the production of metabolites in a species is crucial for clarifying
natural system interactions and the potential consequences of anthropogenic changes, such as
increased nutrient deposition, on microorganism-plant interactions. Thus, the objective of this
work is to understand how the addition of nutrients to the soil interferes with the phyllosphere
community and its consequences on the production of metabolites produced by typical Cerrado
plants and effects on potential antifungal extracts. This work was carried out in an area of cerrado
sensu stricto, where a soil fertilization experiment has been carried out since 1998 at the IBGE
Ecological Reserve. Experimental treatments include addition of nitrogen (N), phosphorus (P),
nitrogen + phosphorus (NP) and liming (Ca). Two common woody species from the Cerrado
were evaluated: Styrax ferrugineus and Ouratea hexasperma. In chapter 1, the fungal community
was described for all treatments of both species through phyllosphere eDNA sequencing. In
chapter 2, a metabolomic analysis of the leaves of S. ferrugineus was carried out and a correlation
was made between the ions found and the fungi that inhabit the phyllosphere. Finally, in chapter
3, extracts from S. ferrugineus leaves were tested in biological assays against 4 genera of
phytopathogenic fungi (Botrytis, Colletotrichum, Corynespora and Fusarium) of economic
importance for agriculture. The results reveal the predominance of the phylum Ascomycota in
the phyllosphere of both species, regardless of treatments, and a greater abundance of the classes
Dothideomycetes, Eurotiomycetes and Sordariomycetes. Beta diversity analyses of S.
ferrugineus indicate a significant change in the phyllosphere communities. Such changes were
not related to the elemental content of the leaves and seem to be more related to the anatomical
changes that the nutrient addition treatments promoted. Metabolomics leaves of S. ferrugineus
were not strongly affected by treatments, with only 3.8% of detected ions varying significantly.
There is a relationship between the detected ions and the different orders of phyllosphere fungi,
with significant correlations in relation to the most diverse classes of fungi. These results are a
first indication that the interactions of species that remain in the system after soil eutrophication
are also affected and can have a significant impact on the dynamics between species. Extracts
from S. ferrugineus leaves showed potential antifungal action on Botrytis, with an inhibition of
> 40% in the extracts from fertilised treatments. Therefore, the addition of nutrients to Cerrado
soils impacts not only the species that remain in the system, but also the interactions they
establish, which can have long-term consequences for the local community and its ecosystem
functions.
Unidade academica
Instituto de Ciências Biológicas (IB)
Programa de Pos-Graduacao
Programa de Pós-Graduação em Ecologia
Agencia financiadora
Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) e Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)
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por
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Tese
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