Auxílio à pesquisa 15/10827-5 - Leucoagaricus gongylophorus, Mutualismo - BV FAPESP
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Leaf-Cutter Ant Fungus Gardens Are Biphasic Mixed Microbial Bioreactors That Convert Plant Biomass to Polyols with Biotechnological Applications

Processo: 15/10827-5
Modalidade de apoio:Auxílio à Pesquisa - Publicações científicas - Artigo
Área do conhecimento:Ciências Biológicas - Microbiologia - Microbiologia Aplicada
Pesquisador responsável:Mauricio Bacci Junior
Beneficiário:Mauricio Bacci Junior
Instituição Sede: Instituto de Biociências (IB). Universidade Estadual Paulista (UNESP). Campus de Rio Claro. Rio Claro , SP, Brasil
Assunto(s):Leucoagaricus gongylophorus  Mutualismo  Polióis  Attini  Formigas cortadeiras 
Palavra(s)-Chave do Pesquisador:Attini | formiga cortadeira | Leucoagaricus gongylophorus | mutualismo | poliol | Polissacaridase | Fisiologia e Bioquímica Microbiana

Resumo

As formigas cortadeiras utilizam a matéria vegetal das plantas para cultivar o fungo mutualista obrigatório Leucoagaricus gongylophorus. Este fungo medeia a nutrição das formigas a partir de componentes das plantas. Além disso, outros micro-organismos vivendo nos jardins de fungo podem também contribuir para a digestão da biomassa vegetal. O jardim de fungo é formado por um setor novo, contendo fragmentos de folhas recentemente adicionados pelas formigas, e por um setor antigo, contendo matéria vegetal já parcialmente digerida. No presente trabalho, nós demonstramos que os setores do jardim de fungo da formiga Atta bisphaerica, cortadeira de gramíneas, operam tal como um fermentador de estado sólido de cultura mista. Uma digestão inicial ocorre no setor novo, localizado na periferia do jardim de fungo, predominantemente através da degradação de hemicelulose e amido em arabinose, manose, xilose e glicose. Estes produtos proporcionam um crescimento microbiano rápido, mas são predominantemente convertidos em quatro diferentes poliois. Três destes poliois, manitol, arabitol e inositol, são secretados por L. gongylophorus, enquanto um quarto poliol, sorbitol, é provavelmente secretado por outro micro-organismo ainda não identificado. Uma segunda fase de digestão da biomassa vegetal ocorre no setor antigo, localizado no interior dos jardins de fungo, que contém estoques de biomassa microbiana crescendo lentamente a partir de monossacarídeos e poliois. A operação bifásica dos jardins de fungo é muito eficiente para mediar a nutrição dos simbiontes a partir da matéria vegetal: micro-organismos que correspondem a 4% da biomassa dos jardins de fungo convertem a biomassa vegetal em monossacarídeos e poliois que são, a seguir, consumidos pelas formigas e micro-organismos simbiontes. No entanto, quando este consumo é inibido por manipulações em laboratório, a maioria dos polissacarídeos é degradada, mas os produtos de degradação acumulam rapidamente, podendo o rendimento da degradação ser direcionado tanto preferencialmente para poliois ou para monossacarídeos. Esta característica pode ser útil para processos biotecnológicos. (AU)

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