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Influência de colônias reprodutivas de aves marinhas sobre populações vegetais nas ilhas Shetlands do Sul, Antártica, sob uma abordagem molecular

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Autor Pereira, Clarissa Kappel;
Lattes do autor http://lattes.cnpq.br/8871797261705411;
Orientador Petry, Maria Virginia;
Lattes do orientador http://lattes.cnpq.br/0128404227626176;
Co-orientador Victoria, Filipe de Carvalho;
Lattes do co-orientador http://lattes.cnpq.br/4895231407900749;
Instituição Universidade do Vale do Rio dos Sinos;
Sigla da instituição Unisinos;
País da instituição Brasil;
Instituto/Departamento Escola Politécnica;
Idioma pt_BR;
Título Influência de colônias reprodutivas de aves marinhas sobre populações vegetais nas ilhas Shetlands do Sul, Antártica, sob uma abordagem molecular;
Resumo A Antártica é o continente mais ao sul do globo, e também o mais gelado, onde 96% de seu território permanecem congelados durante o ano todo. Apesar de possuir as mais baixas temperaturas, altas altitudes e os mais fortes ventos, ele abriga uma grande biodiversidade. A avifauna marinha antártica é expressiva e ocupa grande parte da costa durante o período reprodutivo, compreendido no verão austral, entre os meses de outubro e março, período em que ocorre o degelo antártico. Entre pingüins, skuas, gaivotas, o Macronectes giganteus, popularmente conhecido como Petrel-gigante-do-sul, é uma das espécies que ocupa as áreas de degelo para a reprodução. As breeding áreas de aves marinhas, frequentemente, encontram-se associadas à comunidades e populações vegetais, dentre elas algas, liquens, musgos e plantas com flores. Os musgos Sanionia uncinata (Hedw.) Loeske e Andreaea regularis C. Muell., comuns na Antartica, junto a outras espécies compõem vastas formações verdes junto as duas únicas espécies nativas de angiospermas na região Deschampsia antarctica Desv. e o Colobanthus quitensis (Kunth) Bartl. A D. antarctica é uma gramínea muito comum no ambiente antártico, formando grandes gramados em diversas áreas sem ou com influência direta de colônias de aves marinhas. Essa influência ocasiona grandes depósitos de guano, porque ano após anos estas aves formam grandes colônias com dezenas, centenas ou até milhares de indivíduos. Em decorrência disso, o solo torna-se um depósito de minerais, principalmente de nitrogênio, disponível em forma de amônio e nitrato. Entretanto, nem toda a vegetação suporta essas elevadas quantidades dessas substâncias, por isso diferentes espécies de plantas evidenciam evolução nos mecanismos de tolerância ao stress por amônio, o que vêm sendo comprovado a nível molecular. Referente a isso, nos últinos anos, reguladores genéticos sensíveis à NH4+ foram identificados em Arabidopsis thaliana e, genes que estavam relacionados a sensibilidade à amônia, todos apresentavam respostas a nível de raiz, referenciando a absorção e concentração de amônia pelo sistema radicular das plantas. O objetivo desse trabalho foi verificar e analisar a influência das colônias reprodutivas de aves marinhas sobre as populações vegetais, nas Ilhas Shetlands do Sul, Antártica, sob uma perspectiva molecular. A partir das análises das amostras coletadas, utilizando a abordagem RNAseq e qRT-PCR foi possível identificar um único gene diferencial e significativamente expresso em D. antarctica. O gene LOC_Os06g16380, dentre os tratamentos amostrados (controle, 1m e 10m), apresentou maior expressão próximos 1m das áreas reprodutivas de M. giganteus. O gene diferencial e significativamente expresso encontrado nesse trabalho, foi relacionado ao Heading date gene I (Hd1) encontrado no arroz, pois estes estão localizados na mesma região do transcriptoma. Nossos resultados sugerem que o gene LOC_Os06g16380 esteja relacionado com a capacidade da planta de tolerar altas quantidades de amônio já que, análises do solo demonstraram uma maior concentração de nitrogênio mineral disponível na forma de amônio, nas amostras mais proximas (1m) das colônias reprodutivas de aves.;
Abstract Antarctica is the southernmost continent of the globe, and is also the coldest one, whith 96% of its territory permanently ice-covered. Despite the lowest temperatures, high altitudes and the strongest winds, it is home to a large biodiversity. Antarctic seabirds are abundant and takes up much of the coast during the breeding season, which occurs in the austral summer period, from October to March, ice-free period in the maritime Antarctic. Macronectes giganteus, popularly known as South Giant Petrel, is one of the species that occupy these ice-free areas for reproduction, in addition to penguins, skuas, gulls and petrels. The breeding areas of seabirds are often associated with plant communities and populations, among them algae, lichens, mosses and flowering plants. The mosses Sanionia uncinata (Hedw.) Loeske and Andreaea regularis C. Muell., are present as vast green formations, joined by other species as the only two native species of flowering plant in the region - Deschampsia antarctica Desv. and Colobanthus quitensis (Kunth) Bartl. The D. antarctica is a very common hairgrass in the Antarctic environment, and is associated with breeding colonies of seabirds. These sites are large deposits of guano, because seabirds return systematically each year, forming large breeding colonies with tens, hundreds or even thousands of individuals. Due to this large supply of guano, the soil becomes a deposit of minerals, mainly of nitrogen, increasing tremendously the soil contents of ammonium and nitrate. The problem is that not all vegetation support such high quantities of these substances, so different plant species show trends in the mechanisms of tolerance to stress by ammonium, which have been proven at the molecular level. In recent years, genetic regulators sensitive to NH4+ were identified in Arabidopsis thaliana and genes that were associated with sensitiveness to ammonia all showed responses at the root level, referencing the absorption and ammonia concentration by the root system of the plants. The aim of this study was to investigate and to analyze the influence of breeding colonies of seabirds on plant populations in the South Shetland Islands, Antarctica, from a molecular perspective. From the analysis of the collected samples using the RNA-seq and qRT-PCR approach, it was possible to identify a single differential gene, which was significantly expressed in D. antarctica. The LOC_Os06g16380 gene among the sampled treatments (control, 1m and 10m), showed higher expression coming 1m near breeding areas of M. giganteus. The gene differentially expressed in this work has been described in literature and was related to Heading date I gene (Hd1) found in rice, since they are located in the same region of the transcriptome. Our results suggest that LOC_Os06g16380 gene is associated with the plants ability to tolerate high amounts of ammonium, as soil analysis demonstrated larger contents of ammonium in the nearest sampling sites (1m) of breeding areas of seabirds.;
Palavras-chave Antártica; Aves marinhas; Macronectes giganteus; Deschampsia antarctica; Sanionia uncinata; Guano; Nitrogênio; Amônio; Gene; Antarctica; Seabirds; Nitrogen; Ammonium;
Área(s) do conhecimento ACCNPQ::Ciências Biológicas::Biologia Geral;
Tipo Dissertação;
Data de defesa 2016-03-03;
Agência de fomento CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior;
Direitos de acesso openAccess;
URI http://www.repositorio.jesuita.org.br/handle/UNISINOS/10148;
Programa Programa de Pós-Graduação em Biologia;


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