Caracterização da microbiota rizosférica do porta-enxerto citrumelo ‘Swingle’ em campo sob condições de estresse hídrico
| dc.contributor.advisor-co1 | Lima, Helena Santiago | |
| dc.contributor.advisor-co1Lattes | http://lattes.cnpq.br/8307191971212434 | por |
| dc.contributor.advisor1 | Della Coletta Filho, Helvécio | |
| dc.contributor.advisor1Lattes | http://lattes.cnpq.br/8783964270386788 | por |
| dc.contributor.author | Peruchi, Giovana Betin | |
| dc.contributor.authorlattes | https://lattes.cnpq.br/2210285446432311 | por |
| dc.contributor.authororcid | https://orcid.org/0009-0005-7962-5402 | por |
| dc.date.accessioned | 2025-07-31T14:03:07Z | eng |
| dc.date.issued | 0012-05-25 | |
| dc.description.abstract | Despite Brazil is the world's largest orange producer, climate change, such as rising temperatures and drought, has caused significant losses for citrus production. Citrus cultivation is predominantly carried out through grafting, with the rootstock playing a fundamental role in water retention capacity and resistance to biotic and abiotic stresses such as other characteristics. Citrumelo 'Swingle' is the most widely used rootstock for citrus plants in Brazil, but its drought resistance is only moderate, and in recent years, it has struggled under adverse growth condition such as drought as consequence of clime change. During observations in commercial orchards, our research group identified sweet orange ("Valencia") trees grafted onto Citrumelo 'Swingle' that, despite being under the same environmental conditions and free from apparent diseases, exhibited contrasting drought stress symptoms. Based on this observation, we hypothesized that the composition of the rhizosphere bacterial community differs between plants with varying responses to water deficit and that the moderate stress phenotype may be associated with the presence of plant growth-promoting bacteria (PGPB). This study aimed to compare rhizobacterial populations in sweet orange plants subjected to different levels of drought stress and to select, through sequencing and physiological characterization, bacterial isolates with potential plant-beneficial traits. To test the hypothesis, root and rhizosphere soil samples were collected from plants with contrasting drought stress symptoms growing in the northwest of São Paulo State. The bacterial isolates were identified by sequencing the 16S rRNA gene and classified at the genus level through bioinformatics analyses. For the metataxonomic analysis, total rhizosphere DNA was sequenced, allowing the characterization of microbial diversity associated with each drought stress phenotype. The metataxonomic analysis revealed significant differences in the overall composition of bacterial communities, including variations in the relative abundance of different phyla and genera. Additionally, beta diversity indicated that rhizosphere communities differ between drought stress phenotypes, suggesting that microbiota may be linked to plant drought responses. Some isolates were characterized in vitro for their ability to solubilize phosphorus, produce siderophores and auxins, and mitigate drought stress through ACC deaminase production, biofilm formation, and in medium growth under water-restricted conditions. Isolates from samples with the moderate stress phenotype stood out in these tests, reinforcing the hypothesis that lower susceptibility to water deficit may be associated with microorganisms possessing plant growth-promoting traits. Furthermore, germination and greenhouse inoculation tests showed that isolates associated with the moderate stress phenotype also performed better. The most promising isolates were selected to form a synthetic community, which is currently being tested in vivo to evaluate its effect on drought stress mitigation. The results of this study demonstrate that the rhizosphere community indeed differs between plants experiencing different levels of drought stress and that this difference may be related to the presence of PGPB, with potential applications in crops under drought conditions. | eng |
| dc.description.resumo | Apesar de o Brasil ser o maior produtor mundial de laranja, as mudanças climáticas, como o aumento da temperatura e da seca, têm causado grandes perdas para a citricultura. O cultivo de citros é majoritariamente realizado por enxertia, sendo o porta-enxerto fundamental na capacidade de retenção hídrica e na resistência a estresses bióticos e abióticos, entre outras características aportadas à copa. O citrumelo 'Swingle' é o porta-enxerto mais utilizado na citricultura brasileira, porém apenas com moderada resistência à seca, que tem, nos últimos anos, impactado a produção de laranjeiras enxertadas neste genótipo. Durante observações em cultivos comerciais, nosso grupo de pesquisa identificou plantas de laranja-doce da variedade Valência enxertadas em citrumelo 'Swingle' que, apesar de estarem sob as mesmas condições ambientais e livres de doenças aparentes, apresentavam sintomas contrastantes de deficiência hídrica. A partir dessa observação, levantou-se a hipótese de que a composição da comunidade bacteriana da rizosfera varia entre plantas com diferentes respostas ao déficit hídrico e que o fenótipo de estresse moderado estaria associado à presença de bactérias promotoras de crescimento em plantas (BPCPs). Portanto, o objetivo deste trabalho foi comparar as populações de rizobactérias em plantas de laranja-doce submetidas a diferentes níveis de deficiência hídrica e selecionar, por meio de sequenciamento e caracterização fisiológica, os isolados com potencial benéfico às plantas. Para isso, foram coletadas amostras de raízes de plantas e solo rizosférico contrastantes para os sintomas de deficiência hídrica em um pomar na região noroeste do Estado de São Paulo. Os isolados bacterianos foram identificados pelo sequenciamento do gene 16S rRNA e classificados ao nível de gênero por meio de análises de bioinformática. Para a análise metataxonômica, o DNA total da rizosfera foi sequenciado, permitindo a caracterização da diversidade microbiana associada a cada fenótipo de deficiência hídrica. A análise metataxonômica revelou diferenças significativas na composição geral das comunidades bacterianas, incluindo variações na abundância relativa de diferentes filos e gêneros. Além disso, a diversidade beta indicou que as comunidades rizosféricas diferem entre os fenótipos de deficiência hídrica, sugerindo que a microbiota pode estar associada à resposta das plantas ao déficit hídrico. Uma fração dos isolados foi caracterizada in vitro quanto à capacidade de solubilização de fósforo, produção de sideróforos e auxinas, além de mecanismos de mitigação de deficiência hídrica, como produção de ACC deaminase, formação de biofilme e crescimento em condições de restrição de disponibilidade de água em meio de cultura. Os isolados provenientes das amostras coletadas em plantas com fenótipo de estresse moderado se destacaram nesses testes, reforçando a hipótese de que a menor susceptibilidade à deficiência hídrica pode estar associada a microrganismos com características promotoras de crescimento. Além disso, testes de germinação e inoculação em casa de vegetação mostraram que os isolados associados ao fenótipo moderado também tiveram um desempenho superior. Os resultados deste estudo demonstraram que a comunidade de rizobactéria difere entre plantas com distintos níveis de deficiência hídrica e que essa diferença pode estar relacionada à presença de BPCPs, com potencial aplicação em plantas sob cenários de escassez hídrica. | por |
| dc.description.sponsorship | Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) | por |
| dc.description.sponsorshipId | 2023/13314-5 | por |
| dc.identifier.citation | PERUCHI, Giovana Betin. Caracterização da microbiota rizosférica do porta-enxerto citrumelo ‘Swingle’ em campo sob condições de estresse hídrico. 0012. Dissertação (Mestrado em Produção Vegetal e Bioprocessos Associados) – Universidade Federal de São Carlos, Araras, 0012. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/22471. | por |
| dc.identifier.uri | https://hdl.handle.net/20.500.14289/22471 | por |
| dc.language.iso | por | por |
| dc.publisher | Universidade Federal de São Carlos | por |
| dc.publisher.address | Campus Araras | por |
| dc.publisher.initials | UFSCar | por |
| dc.publisher.program | Programa de Pós-Graduação em Produção Vegetal e Bioprocessos Associados - PPGPVBA-Ar | por |
| dc.relation.uri | https://www.nature.com/articles/s41597-024-04141-y | eng |
| dc.rights | Attribution-NoDerivs 3.0 Brazil | eng |
| dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/br/ | eng |
| dc.subject | Laranja-doce | por |
| dc.subject | Rizosfera | porpor |
| dc.subject | Microbioma | por |
| dc.subject | Deficiência hídrica | por |
| dc.subject | Sweet orange | eng |
| dc.subject | Rhizosphere | eng |
| dc.subject | Microbiome | eng |
| dc.subject | Drought stress | eng |
| dc.subject.cnpq | CIENCIAS BIOLOGICAS::MICROBIOLOGIA | por |
| dc.title | Caracterização da microbiota rizosférica do porta-enxerto citrumelo ‘Swingle’ em campo sob condições de estresse hídrico | por |
| dc.title.alternative | Characterization of the rhizospheric microbiota of citrumelo ‘Swingle’ rootstock in the field under water stress conditions | eng |
| dc.type | Dissertação | por |
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