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Registro Completo |
Biblioteca(s): |
Embrapa Agricultura Digital. |
Data corrente: |
24/01/2023 |
Data da última atualização: |
14/03/2023 |
Tipo da produção científica: |
Artigo em Periódico Indexado |
Autoria: |
CAMARGO, A. P.; SOUZA, R. S. C. de; JOSE, J.; GERHARDT, I. R.; DANTE, R. A.; MUKHERJEE, S.; HUNTEMANN, M.; KYRPIDES, N. C.; CARAZZOLLE, M. F.; ARRUDA, P. |
Afiliação: |
ANTONIO P. CAMARGO, UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS; RAFAEL S. C. DE SOUZA, UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS, SYMBIOMICS MICROBIOME SOLUTIONS; JULIANA JOSE, UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS; ISABEL RODRIGUES GERHARDT, CNPTIA; RICARDO AUGUSTO DANTE, CNPTIA; SUPRATIM MUKHERJEE, DEPARTMENT OF ENERGY JOINT GENOME INSTITUTE; MARCEL HUNTEMANN, DEPARTMENT OF ENERGY JOINT GENOME INSTITUTE; NIKOS C. KYRPIDES, DEPARTMENT OF ENERGY JOINT GENOME INSTITUTE; MARCELO F. CARAZZOLLE, UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS; PAULO ARRUDA, UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS. |
Título: |
Plant microbiomes harbor potential to promote nutrient turnover in impoverished substrates of a Brazilian biodiversity hotspot. |
Ano de publicação: |
2023 |
Fonte/Imprenta: |
The ISME Journal, v. 17, n. 3, p. 354-370, Mar. 2023. |
DOI: |
https://doi.org/10.1038/s41396-022-01345-1 |
Idioma: |
Inglês |
Conteúdo: |
The substrates of the Brazilian campos rupestres, a grassland ecosystem, have extremely low concentrations of phosphorus and nitrogen, imposing restrictions to plant growth. Despite that, this ecosystem harbors almost 15% of the Brazilian plant diversity, raising the question of how plants acquire nutrients in such a harsh environment. Here, we set out to uncover the taxonomic profile, the compositional and functional differences and similarities, and the nutrient turnover potential of microbial communities associated with two plant species of the campos rupestres-dominant family Velloziaceae that grow over distinct substrates (soil and rock). Using amplicon sequencing data, we show that, despite the pronounced composition differentiation, the plant-associated soil and rock communities share a core of highly efficient colonizers that tend to be highly abundant and is enriched in 21 bacterial families. Functional investigation of metagenomes and 522 metagenome-assembled genomes revealed that the microorganisms found associated to plant roots are enriched in genes involved in organic compound intake, and phosphorus and nitrogen turnover. We show that potential for phosphorus transport, mineralization, and solubilization are mostly found within bacterial families of the shared microbiome, such as Xanthobacteraceae and Bryobacteraceae. We also detected the full repertoire of nitrogen cycle-related genes and discovered a lineage of Isosphaeraceae that acquired nitrogen-fixing potential via horizontal gene transfer and might be also involved in nitrification via a metabolic handoff association with Binataceae. We highlight that plant-associated microbial populations in the campos rupestres harbor a genetic repertoire with potential to increase nutrient availability and that the microbiomes of biodiversity hotspots can reveal novel mechanisms of nutrient turnover. MenosThe substrates of the Brazilian campos rupestres, a grassland ecosystem, have extremely low concentrations of phosphorus and nitrogen, imposing restrictions to plant growth. Despite that, this ecosystem harbors almost 15% of the Brazilian plant diversity, raising the question of how plants acquire nutrients in such a harsh environment. Here, we set out to uncover the taxonomic profile, the compositional and functional differences and similarities, and the nutrient turnover potential of microbial communities associated with two plant species of the campos rupestres-dominant family Velloziaceae that grow over distinct substrates (soil and rock). Using amplicon sequencing data, we show that, despite the pronounced composition differentiation, the plant-associated soil and rock communities share a core of highly efficient colonizers that tend to be highly abundant and is enriched in 21 bacterial families. Functional investigation of metagenomes and 522 metagenome-assembled genomes revealed that the microorganisms found associated to plant roots are enriched in genes involved in organic compound intake, and phosphorus and nitrogen turnover. We show that potential for phosphorus transport, mineralization, and solubilization are mostly found within bacterial families of the shared microbiome, such as Xanthobacteraceae and Bryobacteraceae. We also detected the full repertoire of nitrogen cycle-related genes and discovered a lineage of Isosphaeraceae that acquired nitrogen-fixing pot... Mostrar Tudo |
Palavras-Chave: |
Campos rupestres; Data sequencing; Ecossistema de pastagens; Microbioma vegetal; Plant microbiomes; Sequenciamento de dados; Soil microbes. |
Thesagro: |
Bactéria; Genoma; Nitrogênio. |
Thesaurus Nal: |
Genome; Nitrogen; Velloziaceae. |
Categoria do assunto: |
-- |
URL: |
https://ainfo.cnptia.embrapa.br/digital/bitstream/doc/1151181/1/AP-Plant-microbiomes-2022.pdf
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Marc: |
LEADER 03054naa a2200397 a 4500 001 2151181 005 2023-03-14 008 2023 bl uuuu u00u1 u #d 024 7 $ahttps://doi.org/10.1038/s41396-022-01345-1$2DOI 100 1 $aCAMARGO, A. P. 245 $aPlant microbiomes harbor potential to promote nutrient turnover in impoverished substrates of a Brazilian biodiversity hotspot.$h[electronic resource] 260 $c2023 520 $aThe substrates of the Brazilian campos rupestres, a grassland ecosystem, have extremely low concentrations of phosphorus and nitrogen, imposing restrictions to plant growth. Despite that, this ecosystem harbors almost 15% of the Brazilian plant diversity, raising the question of how plants acquire nutrients in such a harsh environment. Here, we set out to uncover the taxonomic profile, the compositional and functional differences and similarities, and the nutrient turnover potential of microbial communities associated with two plant species of the campos rupestres-dominant family Velloziaceae that grow over distinct substrates (soil and rock). Using amplicon sequencing data, we show that, despite the pronounced composition differentiation, the plant-associated soil and rock communities share a core of highly efficient colonizers that tend to be highly abundant and is enriched in 21 bacterial families. Functional investigation of metagenomes and 522 metagenome-assembled genomes revealed that the microorganisms found associated to plant roots are enriched in genes involved in organic compound intake, and phosphorus and nitrogen turnover. We show that potential for phosphorus transport, mineralization, and solubilization are mostly found within bacterial families of the shared microbiome, such as Xanthobacteraceae and Bryobacteraceae. We also detected the full repertoire of nitrogen cycle-related genes and discovered a lineage of Isosphaeraceae that acquired nitrogen-fixing potential via horizontal gene transfer and might be also involved in nitrification via a metabolic handoff association with Binataceae. We highlight that plant-associated microbial populations in the campos rupestres harbor a genetic repertoire with potential to increase nutrient availability and that the microbiomes of biodiversity hotspots can reveal novel mechanisms of nutrient turnover. 650 $aGenome 650 $aNitrogen 650 $aVelloziaceae 650 $aBactéria 650 $aGenoma 650 $aNitrogênio 653 $aCampos rupestres 653 $aData sequencing 653 $aEcossistema de pastagens 653 $aMicrobioma vegetal 653 $aPlant microbiomes 653 $aSequenciamento de dados 653 $aSoil microbes 700 1 $aSOUZA, R. S. C. de 700 1 $aJOSE, J. 700 1 $aGERHARDT, I. R. 700 1 $aDANTE, R. A. 700 1 $aMUKHERJEE, S. 700 1 $aHUNTEMANN, M. 700 1 $aKYRPIDES, N. C. 700 1 $aCARAZZOLLE, M. F. 700 1 $aARRUDA, P. 773 $tThe ISME Journal$gv. 17, n. 3, p. 354-370, Mar. 2023.
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Registro original: |
Embrapa Agricultura Digital (CNPTIA) |
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Registros recuperados : 29 | |
5. | | SILVA, M. B.; DANTE, R. A.; MERCANTE, F. M. Indução dos genes da nodulação de Rhizobium tropici pela presença de exsudatos de sementes de leguminosas. In: REUNIÃO BRASILEIRA DE FERTILIDADE DO SOLO E NUTRIÇÃO DE PLANTAS, 30.; REUNIÃO BRASILEIRA SOBRE MICORRIZAS, 14.; SIMPÓSIO BRASILEIRO DE MICROBIOLOGIA DO SOLO, 12.; REUNIÃO BRASILEIRA DE BIOLOGIA DO SOLO, 9.; SIMPÓSIO SOBRE SELÊNIO NO BRASIL, 1., 2012, Maceió. A responsabilidade socioambiental da pesquisa agrícola: anais. Viçosa: SBCS, 2012. Fertbio. Organizado por Leila Cruz da Silva, Gilson Moura Filho, Adriano Barboza Moura, Abel Washington de Albuquerque.Tipo: Artigo em Anais de Congresso |
Biblioteca(s): Embrapa Agropecuária Oeste. |
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7. | | GERHARDT, I. R.; OKURA, V. K.; DANTE, R. A.; ARRUDA, P. A gene expression atlas of Vellozia nivea, a desiccation-tolerant species from the Brazilian campos rupestres. In: INTERNATIONAL PLANT & ANIMAL GENOME, 28., 2020, San Diego. Abstracts... Livingston, NJ: Scherago International, 2020. PE1028.Tipo: Resumo em Anais de Congresso |
Biblioteca(s): Embrapa Agricultura Digital. |
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9. | | GERHARDT, I. R.; DANTE, R. A.; RIAÑO PACHÓN, D. M.; CANESIN, L. E. C.; OLIVEIRA, R. S.; ARRUDA, P. Sequencing of Vellozia Spp. genomes to understand drought tolerance and phosphorus acquisition in angiosperms. In: PLANT AND ANIMAL GENOME CONFERENCE, 27., 2019, San Diego. Abstracts... [S.l.: s.n.], 2019. PE1164. PAG 2019.Tipo: Resumo em Anais de Congresso |
Biblioteca(s): Embrapa Agricultura Digital. |
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10. | | PEREIRA, H. D.; RODRIGUES, T. de S.; DANTE, R. A.; GERHARDT, I. R.; YASSITEPE, J. E. de C. T. Searching natural variation for water stress response in maize. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE MELHORAMENTO DE PLANTAS, 12., 2023, Caxambu, MG. Anais [...]. Piracicaba: Sociedade Brasileira de Melhoramento de Plantas, 2023. Na publicação: Juliana Erika Yassitepe.Tipo: Resumo em Anais de Congresso |
Biblioteca(s): Embrapa Agricultura Digital. |
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12. | | HERNANDES-LOPES, J.; YASSITEPE, J. E. de C. T.; KOLTUN, A.; PAUWELS, L.; SILVA, V. C. H. da; DANTE, R. A.; GERHARDT, I. R.; ARRUDA, P. Genome editing in maize: toward improving complex traits in a global crop. Genetics and Molecular Biology, v. 46, n. 1, e20220217, 2023. Suplemento 1.Tipo: Artigo em Periódico Indexado | Circulação/Nível: A - 3 |
Biblioteca(s): Embrapa Agricultura Digital. |
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14. | | LOPES FILHO, J. H.; SILVA, V. C. H. da; SANTOS, J. C. dos; DANTE, R. A.; GERHARDT, I. R.; YASSITEPE, J. E. de C. T.; FERNANDES, F. R. Introdução à edição genômica em plantas: desafios da agricultura moderna para o presente e o futuro. In: MOLINARI, H. B. C.; VIEIRA, L. R.; SILVA, N. V. e; PRADO, G. S.; LOPES FILHO, J. H. (Ed.). Tecnologia CRISPR na edição genômica de plantas: biotecnologia aplicada à agricultura. Brasília, DF: Embrapa, 2020. cap. 1, p. 11-48.Tipo: Capítulo em Livro Técnico-Científico |
Biblioteca(s): Embrapa Agricultura Digital. |
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15. | | LOPES FILHO, J. H.; SILVA, V. C. H. da; SANTOS, J. C. dos; DANTE, R. A.; GERHARDT, I. R.; YASSITEPE, J. E. de C. T.; FERNANDES, F. R. Introduction to genome editing in plants. In: MOLINARI, H. B. C.; VIEIRA, L. R.; SILVA, N. V. e; PRADO, G. S.; LOPES FILHO, J. F. (Ed.). CRISPR technology in plant genome editing: biotechnology applied to agriculture. Brasília, DF : Embrapa, 2021. chap. 1, p. 11-46.Tipo: Capítulo em Livro Técnico-Científico |
Biblioteca(s): Embrapa Agricultura Digital. |
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16. | | NEPOMUCENO, A. L.; GERHARDT, I. R.; CAMARGO, L. S. A.; DANTE, R. A.; RECH, E. R.; MOLINARI, H. B. C.; BRASILEIRO, A. C. M.; ANDRADE, E. C. Novas tecnologias de melhoramento genético. Informativo ABRATES, Londrina, v. 27, n.2, ago. 2017. Número especial. Edição dos Resumos do XX Congresso Brasileiro de Sementes, Foz do Iguaçu, 2017. p. 27.Tipo: Resumo em Anais de Congresso |
Biblioteca(s): Embrapa Soja. |
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17. | | CAMARGO, A. P.; SOUZA, R. S. C. de; JOSE, J.; GERHARDT, I. R.; DANTE, R. A.; MUKHERJEE, S.; HUNTEMANN, M.; KYRPIDES, N. C.; CARAZZOLLE, M. F.; ARRUDA, P. Plant microbiomes harbor potential to promote nutrient turnover in impoverished substrates of a Brazilian biodiversity hotspot. The ISME Journal, v. 17, n. 3, p. 354-370, Mar. 2023.Tipo: Artigo em Periódico Indexado | Circulação/Nível: A - 1 |
Biblioteca(s): Embrapa Agricultura Digital. |
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18. | | YASSITEPE, J. E. de C. T.; DANTE, R. A.; GERHARDT, I. R.; FERNANDES, F. R.; SOUZA, R. S. C. de; SILVA, V. C. H. da; RIBEIRO, A. P.; SILVA, M. J. da; ARRUDA, P. Centro de pesquisa em genômica aplicada a mudanças climáticas. In: SOTTA, E. D.; SAMPAIO, F. G.; MARZALL, K.; SILVA, W. G. da (org.). Estratégias de adaptação às mudanças do clima dos sistemas agropecuários brasileiros. Brasília, DF: MAPA, 2021. p. 62-63.Biblioteca(s): Embrapa Agricultura Digital. |
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19. | | HELEODORO, T.; SILVA, I. de C. de O.; DANTE, R. A.; GERHARDT, I. R.; YASSITEPE, J. E. de C. T.; BARIANI, J. M.; DE-LUCCA, P. C.; ARRUDA, P.; CANÇADO, G. M. de A. Transformação genética de cana-de-açúcar por Agrobacterium tumefaciens. In: CONGRESSO INTERINSTITUCIONAL DE INICIAÇÃO CIENTÍFICA, 12., 2018, Campinas. Anais... [S.l: s.n], 2018. p. 1-8. CIIC 2018. Nº 17606. Na publicação: Juliana Erika Teixeira Yassitepe.Tipo: Artigo em Anais de Congresso |
Biblioteca(s): Embrapa Agricultura Digital. |
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20. | | CAMILO, N. G.; RIBEIRO, A. P.; SILVA, V. C. H.; DANTE, R. A.; GERHARDT, I. R.; YASSITEPE, J. E. de C. T.; FERNANDES, F. R.; ARRUDA, P.; DE LUCA, P. C.; CANÇADO, G. M. de A. Transformação genética de milho por Agrobacterium tumefaciens. In: CONGRESSO INTERINSTITUCIONAL DE INICIAÇÃO CIENTÍFICA, 13., 2019, Campinas. Anais... [S.l: s.n], 2019. p. 1-8. CIIC 2019. Nº 19608. Na publicação: Juliana E. T. Yassitepe.Tipo: Artigo em Anais de Congresso |
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