Corpo Discente - Egressos
Dayane Juliate Barros
| Título | "Metano em Areas lnundáveis Amazônicas com Aguas Negra, Clara e Branca: Potencial de Produção Pela Microbiota e Modelagem Matemática" | ||||||||||||||||||||||||
| Data da Defesa | 30/08/2021 | ||||||||||||||||||||||||
| Download | Visualizar a Tese(6.36MB) | ||||||||||||||||||||||||
Banca
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| Palavras-Chaves | Emissão de metano; Solos amazônicos; Metanogênese; Modelagem matemática. | ||||||||||||||||||||||||
| Resumo | Este trabalho de tese avaliou o efeito da inundação sobre a resposta metabólica na microbiota do solo em planícies aluviais amazônicas com águas negra, clara e branca, e assumiu o acréscimo de temperatura estimado pelo Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas para a região amazônica, em vista de avaliar o potencial metanogênico e compreender a resposta metabólica microbiana em condições de elevada produção de CH4 nesses ambientes. Para tanto, três diferentes estudos foram desenvolvidos em sítios florestais e agrícolas de planícies aluviais com águas negra (rio Negro), clara (rio Tocantins) e branca (rio Solimões) na Amazônia brasileira, os quais são descritos após a parte introdutória, Capítulo 1. O Capítulo 2 avaliou a capacidade metabólica de micro-organismos do solo com base nos padrões de consumo de carbono e índices derivados obtidos a partir da tecnologia BIOLOGTM EcoPlate. Os resultados desse estudo mostraram diferença na riqueza metabólica de comunidades microbianas presentes em solo de planície aluvial de rio de água branca em comparação com aquelas reveladas para solos de planícies aluviais de rios de águas negra e clara, cuja variação dos dados foi explicada principalmente pela coloração da água. Por sua vez, o Capítulo 3 reportou o potencial de produção de CH4 pela microbiota presente nos mesmos solos avaliados no primeiro estudo desta tese. Substratos metanogênicos precursores das vias acetoclástica, hidrogenotrófica e metilotrófica foram adicionados ao solo em reatores biológicos e incubados em laboratório utilizando a temperatura de coleta do solo em campo, acrescida de 2 ºC previsto para a região Amazônica como efeito das mudanças climáticas. A técnica de microarranjo de DNA (Geochip v. 5.0S) foi utilizada para avaliar genes funcionais microbianos associados com a degradação e fixação de carbono e metanogênese. As hibridizações foram feitas a partir de DNA genômico isolado dos solos com as maiores produções de CH4 nas incubações, resultantes da conversão dos substratos metanogênicos (acetato de sódio, formiato de sódio, glicose e metanol) em CH4 . Os resultados deste estudo revelaram que as maiores produções de CH4 obtidas em reatores biológicos não estiveram associadas às maiores porcentagens de hibridizações de genes associados com a degradação e fixação de carbono e metanogênese. Por fim, o Capítulo 4 foi desenvolvido utilizando conjunto de metadados composto por fatores físicos e químicos do solo, dados moleculares quantitativos de abundância de grupos taxonômicos metanogênicos e metanotróficos das planícies aluviais amazônicas e métricas da paisagem para obtenção de modelos de predição do fluxo de CH4 em planícies aluviais de rios de águas negra, clara e branca. Este estudo representa o primeiro esforço em prol de realizar estimativas dos fluxos de CH4 utilizando variáveis microbiológicas de solos de áreas inundáveis da Amazônia | ||||||||||||||||||||||||
| Abstract | This thesis evaluated the effect of flooding on the metabolic response of soil microbiota in Amazonian floodplains with black, clear and white waters, and assumed the temperature increase estimated by the Intergovernmental Panel on Climate Change for the Amazon region, in order to evaluate the methanogenic potential and understand the microbial metabolic response under conditions of high CH4 production in these environments. For this purpose, three different studies were designed and developed in forest and agricultural sites of floodplains with black (Negro River), clear (Tocantins River) and white (Solimões River) waters in the Brazilian Amazon, which are presented after the introductory part, Chapter 1. The Chapter 2 evaluated the metabolic capacity of soil microorganisms based on carbon consumption patterns and derived indices obtained from the BIOLOGTM EcoPlate technology. The results of this study showed a difference in the metabolic richness of microbial communities present in white water river floodplain soils compared with those revealed for black and clear water river floodplain soils, whose data variation was explained mainly by water coloration. In turn, Chapter 3 reported the potential for CH4 production by the microbiota present in the same soils evaluated in the first study of the thesis. Methanogenic precursor substrates of the acetoclastic, hydrogenotrophic, and methylotrophic pathways were added to the soil in biological reactors and incubated in the laboratory using the field soil collection temperature plus 2 °C predicted for the Amazon region as an effect of climate change. DNA microarray technique (Geochip v. 5.0S) was used to evaluate microbial functional genes associated with carbon degradation and fixation and methanogenesis. Hybridizations were performed from genomic DNA isolated from the soils with the highest CH4 productions in the incubations, resulting from the conversion of methanogenic substrates (sodium acetate, sodium formate, glucose and methanol) into CH4 . The results of this study revealed that the higher CH4 productions obtained in biological reactors were not associated with higher percentages of hybridizations of genes associated with carbon degradation and fixation and methanogenesis. Finally, Chapter 4 was developed using metadata set composed of soil physical and chemical factors, quantitative molecular abundance data of methanogenic and methanotrophic taxonomic groups from Amazonian floodplains, and landscape metrics to obtain models for predicting CH4 in floodplains of black, clear, and white water rivers. This study represents the first effort to estimate CH4 fluxes using microbiological variables from Amazonian floodplain soils. | ||||||||||||||||||||||||
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