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dc.creatorRodrigues, Marcus Vinicius da Silva-
dc.date.accessioned2025-06-26T17:44:18Z-
dc.date.available2025-06-26T17:44:18Z-
dc.date.issued2025-03-12-
dc.identifier.citationRODRIGUES, Marcus Vinicius da Silva. Análise genômica e filogenética de bactérias promotoras de crescimento de plantas. 2025. Dissertação (Mestrado em Bioinformática) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Cornélio Procópio, 2025.pt_BR
dc.identifier.urihttp://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/37268-
dc.description.abstractBioinformatics has established itself as an essential research field in modern biology, facilitating the analysis of large volumes of biological data generated by next-generation sequencing technologies. This interdisciplinary field combines biology, computer science, and statistics to interpret complex data, providing fundamental insights into various areas such as genomics, proteomics, transcriptomics, and metabolomics. Thus, the present study aims to analyze the genomic characteristics of plant growth-promoting bacteria through genome assembly and annotation, as well as comparative phylogenetic and metabolic analyses. The main focus is on the production of primary and secondary metabolites, with particular emphasis on the identification of genes of interest and subsequent in vitro validation. The research began with the selection of bacterial strains from the collection of the Microbial Biotechnology Laboratory, followed by cultivation, DNA extraction, and sequencing. Additionally, all 14 genomes of strains of the same species available in the NCBI database during the study period were selected for subsequent analyses. The methodology then advanced to genome assembly and annotation. These steps were complemented by phylogenetic analyses, including the construction of phylogenetic trees based on complete genomes using the maximum likelihood method with bootstrap parameters and 16S rRNA sequences through maximum likelihood and Bayesian inference with bootstrap support and posterior probability, along with a comparative analysis of the bacterial proteome from the collection. The metabolic profile of the bacterial strains was investigated through in silico gene mining, followed by the assessment of microbial activity via in vitro potassium and phosphate solubilization tests. The study provides a comprehensive analysis of Bacillus nitratireducens strains LABIM48, LABIM49, LABIM50, LABIM51, and LABIM53, highlighting their close genomic, phylogenetic, and metabolic relationships. The results of this study indicate a high degree of genomic conservation among the strains, suggesting a common origin and conserved genetic evolution. Phylogenetic analyses confirmed that all strains belong to the same species, Bacillus nitratireducens. The analysis of essential, accessory, and unique genes revealed an open and increasingly adaptive pangenome, as indicated by the number of new genes and the different collection sites of the bacteria used. In conclusion, the metabolic analysis revealed the potential for the production of various bioactive compounds, while in vitro tests confirmed the phosphate and potassium solubilization capacity, supporting the predictions made by the computational analysis of organic acids.pt_BR
dc.languageporpt_BR
dc.publisherUniversidade Tecnológica Federal do Paranápt_BR
dc.rightsopenAccesspt_BR
dc.subjectBioinformáticapt_BR
dc.subjectMicrobiologiapt_BR
dc.subjectInovações tecnológicaspt_BR
dc.subjectBioinformaticspt_BR
dc.subjectMicrobiologypt_BR
dc.subjectTechnological innovationspt_BR
dc.titleAnálise genômica e filogenética de bactérias promotoras de crescimento de plantaspt_BR
dc.title.alternativeGenomic and phylogenetic analysis of plant growth-promoting bacteriapt_BR
dc.typemasterThesispt_BR
dc.description.resumoA bioinformática tem se consolidado como uma área de pesquisa essencial na biologia moderna, facilitando a análise de grandes volumes de dados biológicos gerados pelas tecnologias de sequenciamento de nova geração. Esse campo interdisciplinar combina biologia, ciência da computação e estatística para interpretar dados complexos, fornecendo compreensões fundamentais em diversas áreas, como genômica, proteômica, transcriptômica e metabolômica. Desta maneira, o presente estudo tem como objetivo analisar as características genômicas de bactérias promotoras de crescimento de plantas, através da montagem e anotação de seus genomas, assim como de análises filogenéticas e metabólicas comparativas. O foco principal é a produção de metabólitos primários e secundários, com especial destaque para a identificação de genes de interesse e a subsequente validação in vitro. Iniciou-se a pesquisa com a seleção das linhagens a partir do acervo do Laboratório de Biotecnologia Microbiana, seguida pelo cultivo, extração de DNA e sequenciamento. Todos os 14 genomas das linhagens da mesma espécie disponíveis no banco de dados do NCBI, no período da pesquisa, também foram selecionados para as análises subsequentes. A metodologia então avançou para a montagem e anotação dos genomas. Essas etapas são complementadas por análises filogenéticas, que incluem a construção de árvores filogenéticas com base em genomas completos por método de máxima verossimilhança, utilizando parámetro de bootstrap e sequências de 16S rRNA e inferência baysiana com suporte de bootstrap e probabilidade a posteriori, além de uma análise comparativa do proteoma das bactérias do acervo. O perfil metabólico das linhagens bacterianas foi investigado por mineração de genes in sílico, seguido pela avaliação da atividade microbiana através de testes de solubilização de potássio e fosfato in vitro. O estudo proporciona uma análise abrangente das linhagens de Bacillus nitratireducens LABIM48, LABIM49, LABIM50, LABIM51 e LABIM53, destacando sua estreita relação genômica, filogenética e metabólica. Os resultados deste trabalho indicam uma alta conservação genômica entre as linhagens, sugerindo uma origem comum e evolução genética conservada. Análises filogenéticas confirmaram que todas as linhagens pertencem à mesma espécie, Bacillus nitratireducens. As análises dos genes essenciais, acessórios e únicos, evidenciou um pangenoma aberto e em crescente adaptação, indicada pela quantidade de novos genes e os diferentes locais de coleta das bactérias utilizadas. Concluindo, a análise metabólica revelou potencial para produção de diversos compostos bioativos, enquanto os testes in vitro confirmaram a capacidade de solubilização de fosfato e potássio, corroborando as previsões feitas pela análise computacional dos ácidos orgânicos.pt_BR
dc.degree.localCornélio Procópiopt_BR
dc.publisher.localCornelio Procopiopt_BR
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/1034886569235480pt_BR
dc.contributor.advisor1Bressan, Glaucia Maria-
dc.contributor.advisor1IDhttps://orcid.org/0000-0001-6996-3129pt_BR
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/2648513655629475pt_BR
dc.contributor.advisor-co1Oliveira Junior, Admilton Goncalves de-
dc.contributor.referee1Bressan, Glaucia Maria-
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/2648513655629475pt_BR
dc.contributor.referee2Lizzi, Elisângela Aparecida da Silva-
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/8487600124864253pt_BR
dc.contributor.referee3Rocha, Ulisses Nunes da-
dc.contributor.referee3Latteshttp://lattes.cnpq.br/8021162998428736pt_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Bioinformáticapt_BR
dc.publisher.initialsUTFPRpt_BR
dc.subject.cnpqCNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRApt_BR
dc.subject.capesEngenharia/Tecnologia/Gestãopt_BR
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