Microbiologia do Ambiente - SRF Solo, rizosfera e …webpages.fc.ul.pt/~maloucao/Aula 8.pdf · Aula 8 Cristina Cruz Microbiologia do Ambiente - SRF Solo, rizosfera e filosfera •Rizosfera

Aula 8 Cristina Cruz

Microbiologia do Ambiente - SRF

Solo, rizosfera e filosfera

• Rizosfera– Aplicações em ecologia da restauração e

bioremediação ambiental.– As culturas monoaxénicas e o seu potencial de

estudo.• Filosfera

– Interacões entre microrganismos epifíticos ecuticulas foliares.



Estudo do efeito das micorrizas

• A heterogeneidade do solo e darizosfera dificultam o estudo doefeito ÚNICO da micorriza




• Tendo em consideração a heterogeneidade do solo e darizosfera é extremamente difícil estudar o efeito isoladoda micorriza

Relevantepara testarhipóteses

Semsignificadoecológico

Poucorelevante

para testarhipóteses

Elevadosignificadoecológico



Estudo do efeito das micorrizas• Como preparar uma experiência ?

• Duração da experiência

Estudo do efeito das micorrizas•Inoculum • solo natural• usando plantas armadilha•Qualidade do inoculo• difere entre taxa de AMF• adição ou remoção de nutrientes•Quantidade de inoculo• adição ou remoção de nutrientes• difere entre taxa de AMF • idade•Controlo• esterilização• solo natural




• Que parâmetros analisar ?




Estudo do efeito das micorrizasEstudo do efeito das micorrizasCaracterização: Que métodos usar ?



Modelo para a transferência de N em AMF



Measuring 15N uptake (Expt. 1)A. rhizogenes-transformed carrot roots+ Glomus intraradices

5 mM (15NH4)2SO4

82% 15N enrichment

Sequential harvests (myceliumby tweezers)

Hours

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180

15

N a

bu

nd

an

ce

(%)

0

5

10

15

20

25

30

35

Roots

Mycelium



Modelo para a transferência de N em AMF

NH4+

Enzyme activities weremeasured in responseto:

• Three NH4+ levels

• Inhibition of argininesynthetase

• Inhibition of urease

Arginine synthetase

Glutamine synthetase

Arginase

Urease



Arginine synthetaseµmol N mg-1 protein h-1

100 µM (NH100 µM (NH44))22SOSO440 µM (NH0 µM (NH44))22SOSO44

0

1

2

3

0 24 48 72 96Time (h) after starting the treatment

Arg

inin

e sy

nthe

tase

AM Root

0

1

2

3

0 24 48 72 96Time (h) after starting the treatment

Arg

inin

e sy

nthe

tase

Hyphae

5000 µM (NH5000 µM (NH44))22SOSO44

(NH(NH44))22SOSO4 4 supply:supply:0 µM100 µM5000 µM



Effect of inhibitors on enzyme activities

Enzyme Activity Treatment AM Root Hyphae!mol N mg protein

-1 h

-1

Urease Extract 4,91 0,82

Ext + 500 !M PPDA 0,73 0,41

Ext + 20 mM L-Norvalin 4,81 0,87

GS Extract 27,8 27,4

Ext + 500 !M PPDA 23,6 31,2

Ext + 20 mM L- Norvalin 27,2 25,6

Arg Synthetase Extract 0,51 2,94

Ext + 500 !M PPDA 0,43 2,98


Arginase Extract 2,44 0,60

Ext + 500 !M PPDA 1,99 0,50


Urea CO2 + NH3UreaseOrnithine ArginineAS Arginase

PPDA phenyl phosphorodiamidate L-Norvaline

Inhibitors were added to the extraction mediaand incubated for 30 min. Enzyme activity was

then determined.



Arginine synthetase - inhibitor effectsµmol N mg-1 protein h-1

Time (h) after starting the treatment

AM Root

1

2

3

Time (h) after starting the treatment

Arg

inin

e sy

nthe

tase

Hyphae

5000 µM (NH5000 µM (NH44))22SOSO44

0

1

2

3

0 24

Arg

inin

e sy

nthe

tase

72 96

+ + 500 µM500 µM PPDA PPDA

4824072 9648

+ + 20 mM L-20 mM L-norvalinenorvaline

(NH(NH44))22SOSO4 4 supply:supply: 5000 µM



Transferência de N em AMF

N def

NH4+

Glu

NH4+

Urea

GS

ASS

Urease

CO2

NH4+

NH4+

Glu

Arg

NH4+

Urea

GS

ASS

Urease

CO2

"

-

"

-

"

-

Pi

Poly PArg

PoolERM C

Argininosuccinate

Poly PArg

Arginase

Argininosuccinate

Arginase

"+

NH4+

Arg

PoolIRM C

IRM ERMAM root

"

-

2 nmol N mg -1 FW h-1



Técnicas usadas no estudo da rizosfera

•Perfil metabolómico da rizosfera

•Expressão génica (planta e Micro)

•Análise de imagem

•“crosstalk” entre planta e micro

•Modelação

•Análise bio- informática



A diversidade rizosférica



A filosfera

As populaçõesmicrobianas dafilosferamudam notempo (min) eno espaço(mm).



A filosfera

As populaçõesmicrobianas dafilosferamudam notempo (min) eno espaço(mm).



A filosfera

Esquema da filosfera comohabitat para microrganismosevidenciando os parâmetrosclimáticos e vegetaisdeterminantes dascondições biológicas dasuperfície foliar



A filosfera



A filosfera

Interacção entrePseudomonasfluorescens adesenvolver-senas cuticulas defolhas deespécies distintase permeabilidadehidrica

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