[3,5] 1. Discuta a importância das culturas-tipo em taxonomia, ecologia e usos práticos da microbiologia do solo.

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1 1. [3,5] 1. Discuta a importância das culturas-tipo em taxonomia, ecologia e usos práticos da microbiologia do solo. A importância de culturas-tipo em taxonomia, ecologia e usos práticos da microbiologia do solo se dá pelos seguintes fatores: Comparar características morfológicas entre uma bactéria já descrita e identidade com uma bactéria recém-isolada; Comparar a eficiência de uma bactéria, por exemplo, fixadora de nitrogênio vendida no mercado com uma nova estirpe das mesmas bactérias; Verificar a resistência de genótipos de uma planta sendo atacada por bactéria de referência; Identificar, através de estudos filogenéticos, semelhanças e/ou diferenças entre estirpes de uma bactéria identificando, por exemplo, quais fatores tornam uma estirpe mais resistente ou com melhor capacidade de fixar nitrogênio. Resposta muito superficial para doutorado, mas fala de alguns dos aspectos principais 2. [1,5] 2. Cite alguns dos principais centros de pesquisa em microbiologia do solo no Brasil, e qual a principal especialidade deles. Escola de Ensino Superior de Agricultura Luiz de Queiroz (ESALQ) Departamento de ciências do solo. Área de pesquisa: Microbiologia. Especialidade: Indicadores microbiológicos e bioquímicos de qualidade do solo, ecologia de fungos micorrízicos, estratégias microbiológicas de recuperação de áreas degradadas. Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (Embrapa Agrobiologia- CNPAB) Especialidade: Fixação Biológica de Nitrogênio (FBN) em leguminosas e em não leguminosas, Biologia Molecular (genoma e proteoma), Recuperação de Áreas Degradadas, Agricultura Orgânica, Ciclagem de Nutrientes, Diversidade de Microorganismos e Fauna do Solo e Biossegurança. Instituto agronômico de campinas (IAC) Especialidades: Fixação biológica do nitrogênio, Rizobactérias promotoras de crescimento de plantas, Micorrizas e atividade e diversidade da microbiota edáfica. Instituto Agronômico de Pernambuco (IPA) Especialidade: Microbiologia (fixação biológica de nitrogênio). Universidade Federal de Viçosa (UFV) Especialidades: Associações biológicas: Ecologia, fisiologia, genética, regulação de expressão gênica nas interações planta/microrganismo. Temas ligados às associações micorrízicas e à genética de fungos fitopatogênicos são abordados. Universidade Federal de Lavras (UFLA) Especialidades: Simbioses mutualístas entre plantas, bactérias (Fixação Biológica de N2) e fungos (micorrízas). Universidade Federal Rural de Pernambuco (UFRPE) Especialidade: Fixação biológica de nitrogênio. Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS) Especialidades: Fixação biológica de nitrogênio, Diversidade microbiana no solo e Avaliação da atividade dos microrganismos do solo e seus efeitos nos ciclos biogeoquímicos; transformações microbianas de resíduos orgânicos dispostos no solo. Estudo das interações entre plantas e microrganismos fixadores de nitrogênio. Baseado muito de perto no livro, com o acréscimo de IPA e UFRPE. Mantem o IAC que já não tem mais peso na microbiologia do solo, e não inclui EMBRAPAs Soja e Cerrado, nem a UEL, todas com bastante peso hoje em dia. 3. [1,75] 3. Considerando as principais funções ecológicas da biologia do solo, discuta a participação de cada uma das principais classes de organismos em cada função. Bactérias: Desempenham um papel muito importante no equilíbrio do ecossistema do Planeta como decompositoras nas cadeias e teias alimentares. Destacam-se, neste caso as bactérias decompositoras ou saprófilas, que, juntamente com certos fungos, atuam na natureza

2 consumindo a matéria orgânica morta e transformando-a em matéria inorgânica simples, que pode ser reaproveitada por outros seres, especialmente as plantas. Protozoários: igualmente as bactérias e fungos, os protozoários auxiliam na decomposição de matéria orgânica. Fungos: desempenham o papel de decompositores na natureza, sendo fundamentais na manutenção do equilíbrio natural dos ecossistemas, decompondo os cadáveres e os resíduos de seres vivos (como fezes e urina), absorvendo somente uma parte para a sua nutrição. O restante dos sais minerais resultantes da decomposição fica no ambiente. Além do papel de decompositores, colaboram na reciclagem de materiais no solo e na água e exercem um papel essencial nas cadeias e teias alimentares. Alguns fungos vivem associados à algas ou à cianobactérias. Essa associação, o mutualismo, é vantajosa para ambos e recebe o nome de líquen. Na agricultura os fungos possuem um importantíssimo papel que é a formação de Micorrizas, que podem aumentar a produtividade agrícola. Líquens: produzem ácidos que degradam rochas e ajudam na formação do solo, tornandose organismos pioneiros em diversos ambientes. Esses ácidos também possuem ação citotóxica e antibiótica. Quando a associação é com uma cianobactéria, os liquens são fixadores de nitrogênio, sendo importantes fontes de nitrogênio para o solo. Não incluiu Archaea, mas o ponto de lembrar dos líquens caiu bem. Também não incluiu a fauna, que tem funções muito importantes, em particular na decomposição e estrutura do solo. 4. [1,5] 4. Discuta papeis dos organismos autotróficos em alguns ambientes do solo. Existem diversas funções dos organismos autotróficos no solo. Dentre os diversos papeis desses organismos a decomposição de rochas e matéria orgânica merece destaque, graças a associação mutualística dos liquens que povoam inicialmente as superfícies das rochas decompondo-as através da secreção de ácidos orgânicos. Com isso ocorre uma adição de biomassa e com o passar do tempo cria-se um ambiente adequado para a fixação de outros organismos autotróficos e heterotróficos. Esses outros organismos também apresentam um papel fundamental na ecologia do solo, sendo esses organismos dependentes de fontes de carbono orgânico como por exemplo bactérias fixadoras de nitrogênio de vida livre. As plantas (autotróficos) são responsáveis pela enorme produção de biomassa que servirá como fonte de energia para os demais níveis trópicos subsequentes. Além dessa alta produção de biomassa esses organismos criam ambientes no solo mais adequados aos microrganismos devido ao aumento da matéria orgânica, que por sua vez, propicia maior retenção de umidade no solo além de adicionar fontes de carbono que os organismos heterotróficos possam utilizar. Alguns organismos como os quimiolitotróficos, utilizam energia disponível da oxidação de compostos inorgânicos e são responsáveis pelo ciclo do nitrogênio, metanogênese, metabolismo do Enxofre entre outros. De uma maneira geral os organismos autotróficos são responsáveis pela criação e manutenção de um ambiente favorável a colonização de organismos não autotróficos no solo Qual a função da primeira frase mesmo? Tenho dúvidas quanto à expressão decomposição de rocha, já que usualmente decomposição é um processo orgânico. Estes pontos não se referem diretamente ao conteúdo da resposta, mas sim à necessidade de manter a especificidade da linguagem científica como um hábito a ser cultivado sempre. De resto, resposta razoavelmente ok, mas ainda superficial. Em particular, nem todos os autotróficos são plantas, como sua frase As plantas (autotróficos)... dá a entender. 5. [1.500] (IP: :04:19 21:26:12 21: ) Discuta relógios moleculares do ponto de vista de conceito, razão de ser e aplicação. Inclua a discussão sobre adequação de relógios moleculares para diferentes "níveis" de avaliação da diversidade. A variabilidade evolutiva das espécies atuais ocorreu principalmente através de mutações em seu DNA. Pois, se o DNA se autoduplicasse sem nunca se modificar, todos os organismos com o mesmo DNA seriam exatamente iguais. Algumas mutações podem ocorrer em uma taxa fixa ao longo do tempo, ou seja, um gene pode sofrer uma determinada quantidade de mudanças de base a cada período definido. Para relacionar esse tempo de alterações de bases entre duas espécies com o número de diferentes moléculas entre as sequências de DNA ou proteínas, são usados os

3 relógios moleculares, moléculas altamente conservadas, universais e que não são afetadas por mudanças climáticas. Com o uso do relógio molecular, pode-se estimar a data futura de eventos de separação de linhagens. Essa técnica também tem sido usada para investigar a origem do ser humano moderno e a data da divergência humano-chimpanzé, entre outros. Ela também pode auxiliar na possível identificação de divergência evolutiva de micro-organismos (ex. filos bacterianos), e, do ponto de vista futuro, quando uma espécie pode vir a perder uma determinada característica de interesse (diversidade funcional) ou quando novas espécies (ou linhagens) vão surgir (diversidade filogenética). na realidade não é uma taxa fixa, mas aproximadamente constante, e sempre PÓS estimada, não pré estimada como você implica. Assim, conhecendo dois organismos e uma taxa MÉDIA de ocorrência de mutações para um determinado gene, temos uma estimativa de há quanto tempo eles se diferenciaram. Um ponto importante é que existem diferentes relógios para diferentes níveis de proximidade. 6. [1.500] (IP: :26:31 21:52:30 25: ) Discuta alguns dos principais grupos filogenéticos procarióticos do ponto de vista de função agronômica e/ou econômica. O domínio Archaea possui representantes ligados ao ciclo do enxofre, que removem enxofre orgânico e inorgânico de carvão e óleo. Possui um filo de bactérias metanogênicas (Euryarchaeota), ou seja, produzem grande quantidade de metano (cerca de 74% do metano atmosférico), responsável por intensificar o efeito estufa. No entanto, estas também podem degradar resíduos ou dejetos ricos em matéria orgânica para CO2. Dentro desse filo existe um gênero redutor de sulfato (pode ser utilizado no tratamento de águas, também na biolixiviação). Existem bactérias halofilicas, só se desenvolvem na presença de sal, podem ser utilizadas na recuperação de áreas salinas e na produção de sal. Além de alguns grupos poderem ser usados na degradação de xenobióticos. O domínio Bacteria possui representantes decompositores de matéria orgânica, fixadores de nitrogênio atmosférico (que após fixa-lo o disponibilizam para a planta em formas assimiláveis), produtores de fitohormônios, solubilizadores de nutrientes. Algumas bactérias também são utilizadas na produção de antibióticos e enzimas. Podem ser versáteis nutricionalmente e degradar herbicidas, pesticidas, celulose, entre outras. As cianobactérias também fixam o nitrogênio, tem potencialidade na dieta humana e animal, purificam água, sintetizam carotenóides, polissacarídeos, antioxidantes, entre outros. Neste domínio também estão presentes transformações bioquímicas específicas: como nitrificação/desnitrificação e oxidação/redução de S. Além de ação antagônica a patógenos. Do ponto de vista agronômico e econômico, os procariotos são grupos extremamente importantes. Exemplos são bactérias fixadoras de nitrogênio que além de aumentarem a produção vegetal diminuem consideravelmente os custos. Algumas decompõem a matéria orgânica, melhorando as características físico-químicas do solo. Grupos como Streptomycetaceae são utilizada na indústria farmacêutica (o antibiótico estreptomicina). Além de bactérias metanogênicas, que aumentam as emissões de metano e bactérias desnitrificadoras que geram óxido nitroso (N2O), um importante gás do efeito estufa. Obtendo também grande importância ambiental. ok, mas um ponto importante é que Archaea não é procarioto, pela própria definição 7. [2.000] (IP: :36:17 21:33:46 57: ) Porque podemos afirmar que a microbiologia do solo é uma das principais bases da agricultura mundial? Hoje já se sabe que o solo e a planta interagem diretamente com uma microbiota amplamente diversa. Esta microbiota é responsável por diversos processos essenciais ao desenvolvimento da planta e consequentemente da agricultura. Os micro-organismos desempenham diversas funções, entre elas estão: a fixação do nitrogênio atmosférico, a solubilização de fosfato e a produção de fitohormônios de crescimento vegetal; eles também participam de diversos ciclos biogeoquímicos (ex. do carbono), decompõem a matéria orgânica, melhoram as características físico-químicas do solo e facilitam a absorção de água e nutrientes pela planta (ex. fungos micorrízicos). Como os micro-organismos, a fauna do solo também

4 desempenha diversos papéis na decomposição da matéria orgânica, a transporta vertical e horizontalmente para outras camadas do solo e melhora as sua propriedades físicas, entre outros. Assim, a microbiologia do solo é base para produção vegetal, pois além dos benefícios comentados, ela equilibra a fotossíntese através da ciclagem de nutrientes (ex. nitrificação/desnitrificação no ciclo do nitrogênio) e da modificação da estrutura do solo, gerando maior aeração e aumento no armazenamento de água. ok, mas muito superficial 8. [3.000] (IP: :04:04 21:53:12 49: ) Discuta a importância das culturas-tipo em taxonomia, ecologia e usos práticos da microbiologia do solo. Culturas-tipo ou de referência, são culturas bacterianas isoladas e depositadas em acervos de coleção. São empregadas em trabalhos taxonômicos ou estão relacionadas com avaliação de patogenicidade, aplicação no controle de pragas e doenças, testes com substâncias diversas, melhoria das condições do solo, etc. Na taxonomia elas são utilizadas com a finalidade de comparação das características morfológicas de uma bactéria recentemente isolada e outra já descrita e depositada no acervo. Proporcionando a identificação bacteriana em questão. Pode-se também utilizá-las para confrontar características de interesse, ex. comparar a solubilização de fosfato por uma nova linhagem, com uma bactéria já existente e eficiente naquela expressão. Essa comparação também pode se dar, por exemplo, em nível de patogenicidade bacteriana em plantas, dentre outras. ok, mas superficial demais para alunos de doutorado 9. [1.750] (IP: :27:39 16:05:00 37: ) Cite alguns dos principais centros de pesquisa em microbiologia do solo no Brasil, e qual a principal especialidade deles. 1) Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (EMBRAPA) 1.1 EMBRAPA AGROBIOLOGIA, estabelecida pelo Dr. Álvaro Barcelos Fagundes na década de 50, tornou-se um centro de referência mundial em Microbiologia do Solo. As pesquisas nesse centro são direcionadas para a Fixação Biológica de Nitrogênio e sua aplicação em sistemas produtivos. Atualmente os pesquisadores dessas unidade se organizam em nove linhas temáticas: Agroecologia e produção orgânica; aproveitamento de resíduos orgânicos; diversificação de sistemas de produção; insumos biológicos; sistemas de produção de grãos; cultura energéticas, pastagens; recuperação de áreas degradadas; indicadores de sustentabilidade. 1.2 EMBRAPA SOJA principal linha de pesquisa em Microbiologia do Solo é em Fixação Biológica do Nitrogênio. Através de pesquisas básicas e aplicadas relacionadas tanto com o microssimbionte como a planta hospedeira. 1.3 EMBRAPA CERRADO as principais linhas de pesquisas nessa instituição na área de Microbiologia do Solo são: Fixação Biológica de Nitrogênio, Micorrizas e Bioindicadores de Qualidade do Solo. 1.4 EMBRAPA ARROZ e FEIJÃO: pesquisas em fixação biológica de nitrogênio, principalmente na linha de pesquisa de Sistemas Agrícolas Sustentáveis. 2) Escola Superior Superior de Agricultura Luiz de Queiroz (ESALQ) Através do Departamento de Ciência do Solo na linha de Microbiologia do Solo tem desenvolvido pesquisas em ecologia de fungos micorrízicos, indicadores microbiológicos e bioquímicos de qualidade do solo, estratégias microbiológicas de recuperação de áreas degradadas, rizobiologia, uso de resíduos agro-industriais como fertilizantes, diversidade microbiana em ecossistemas naturais e agrícolas. 3) Instituto Agronômico de Campinas (IAC) Um dos locais pioneiros no Brasil em

5 pesquisas na área de Microbiologia do Solo, nesse instituto foi criado o primeiro Laboratório de Microbiologia Agrícola no Brasil. Principais pesquisas desenvolvidas na área de microbiologia são ligadas a: Fixação biológica de nitrogênio, fungos micorrízicos, bactérias promotoras de crescimento. 4. Instituto Agronômico de Pernambuco (IPA) principal linha em Microbiologia do Solo é Fixação Biológica de Nitrogênio. 5. Universidade Federal de Lavras (UFLA) - Através do Departamento de Ciência do Solo na área de concentração de Biologia, Microbiologia simbióticas e Processos Biológicos do Solo, vem realizando pesquisas sobre associações planta-microrganismos: micorrizas e fixação biológica de nitrogênio; microbiologia do solo e processos bioquímicos. 6. Universidade Federal Rural de Pernambuco (UFRPE) Principais pesquisas em Microbiologia do Solo estão ligadas a Fixação Biológica de Nitrogênio, e Produção de Biofertilizantes de Rochas Fosfatadas e Potássicas inoculadas com bactérias do gênero Acidithiobacillus. 7. Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS) Através do programa de Pós Graduação em Microbiologia Agrícola e do Ambiente tem desenvolvidos pesquisas na linha de Microbiologia do Solo e Fixação biológica do Nitrogênio: com estudos da diversidade microbiana no solo e avaliação da atividade dos microrganismos do solo e seus efeitos nos ciclos biogeoquímicos; transformações microbianas de resíduos orgânicos dispostos no solo. Estudo das interações entre plantas e microrganismos fixadores de nitrogênio. 9. Universidade Federal de Viçosa (UFV) Os principais estudos dessa instituição na área de microbiologia do solo estão ligados a: genética, fisiologia e ecologia de microrganismos; processos e produtos microbiológicos. bastante bom, mas ainda incluiu o IAC que atualmente está praticamente parado em microbiologia do solo, mas não incluiu a UEL que tem sido bastante atuante. 10. [2.000] (IP: :27:55 16:06:34 38: ) Relacione os conceitos r e k com os organismos do solo, em particular considerando a diferença entre rizosfera e solo "bulk". Você esperaria que um destes grupos dominasse em um dos dois ambientes? Justifique. Os conceitos de seleção r e k, utilizados em ecologia geral, também podem ser usados para os organismos do solo, sendo essa conceituação de seleção dos organismos relacionada à disponibilidade de substrato. A seleção r ocorre em habitats com abundância de substrato; desse modo, os organismos selecionados nesses ambientes apresentam crescimento rápido, são menos eficientes no uso de substratos complexos e utilizam substratos simples e facilmente disponíveis. Enquanto, a seleção k é relacionada com locais com pouco substrato; desse modo; os organismos nesses ambientes têm geralmente taxa moderada de crescimento, e se mostram mais eficientes na utilização de substratos de maiores complexidade e diversidade. Tendo em vista, que de uma maneira geral a rizosfera é um ambiente com maior quantidade de substrato em relação ao solo, assim é de se esperar que os organismos do tipo k dominem no solo bulk, enquanto os organismos do tipo r tendem a predominar na rizosfera, por se ela um ambiente mais rico em substrato, devido principalmente a exudação de ácidos orgânicos pelas raízes e a própria atividade da microbiota. ok 11. [3.500] (IP: :32:39 16:07:42 35: ) Discuta a importância das culturas-tipo em taxonomia, ecologia e usos práticos da microbiologia do solo.

6 A importância das culturas-tipo em taxonomia, ecologia deve-se ao fato de servirem como modelos de estudos para essas áreas. No âmbito da taxonomia podem ser utilizadas para fins comparativos entre características de uma bactéria isolada e uma bactéria previamente descrita e catalogada, possibilitando assim a identificação do microrganismo em estudo. Com um acervo de culturas-tipo podem ser realizados estudos em filogenia, através da identificação de diferenças e similaridades entre linhagens de uma mesma bactéria, possibilitando por exemplo a identificação de linhagens com maior potencial de realizar a fixação biológica de nitrogênio, ou maior capacidade de promover patogenicidade. As culturas tipo e de referência também vem sendo bastante utilizadas em estudos relacionados com epidemiologia e testes como substâncias diversas. relativamente superficial 12. [2.000] (IP: :28:13 16:09:08 40: ) Discuta relógios moleculares do ponto de vista de conceito, razão de ser e aplicação. Inclua a discussão sobre adequação de relógios moleculares para diferentes "níveis" de avaliação da diversidade. Relógios ou cronômetros moleculares, consistem em moléculas universais (que ocorrem em todos os seres vivos), altamente conservadas, ou seja que apresentaram baixa taxa de mutação no decorrer do processo evolutivo, e não são afetadas por mudanças ambientais. Para Moreira e Siqueira (2006), as moléculas de RNA ribossômico, consistem nos mais úteis cronômetros moleculares, pois são grandes, de tamanhos diferenciados e apresentam uma considerável informação genética. Esses relógios moleculares tem grande importância por permitir o estabelecimento de uma relação entre o tempo de divergência entre duas espécies com o número de diferenças moleculares medidas entre as sequências de DNA e proteína. Seu conceito se fundamenta na idéia de que mutações espontâneas se acumulam a uma velocidade constante ao longo do tempo, desse modo utiliza-se o número de mutações entre duas espécies para se obter quando essas espécies divergiram. O que a torna uma importante ferramenta para estimar as datas de separação de linhagens. Tendo em vista que essas moléculas apresentam um considerável conteúdo de informação genética, elas podem ser utilizadas na identificação em diferentes níveis taxonômicos como o de gênero, e possivelmente o de espécie. Como também podem ser usados a avaliação de relações filogenéticas entre organismos em diferentes distâncias filogenéticas. Apesar de largamente utilizados, o uso relógios moleculares tem recebido críticas, em decorrência da baixa probabilidade das taxas de mutação serem constantes para linhagens tão diferentes e até mesmo para espécies próximas. muito bom