Considered as one of the most biodiverse biomes, the Amazon has a featured role in the discovery of new species of plants, animals and microorganisms, which may be important for the functionality of different ecosystems. However, studies on the impacts resulted from changes in the Amazon land use on microbial communities and their functions are still limited. In this context, the soil fungal diversity can act as an important indicator of environmental stress caused by land use of the Amazon. This study describes changes in soil fungal communities caused by different systems of land use (primary forest, secondary forest, agroforestry, agriculture and pasture). Communities were observed in each of the areas using denaturing gradient gel electrophoresis (DGGE) of 18S rRNA gene combined with the non-metric multidimensional scaling (NMDS). Unique bands indicated the dominance of particular fungal groups in each of the specific treatments, mainly in areas converted to pasture, which differed greatly from samples of other systems of land use (SLU). The analysis of partial sequence of the 18S rRNA gene of fungi in soils under primary forest, agriculture and pasture showed differences (p = 0.001), evidencing the fungal community response to such changes. Most abundant phyla were the Zygomycota in the soil under primary forest and agricultural land, and Basidiomycota in the soil under pasture. The results show that the Amazon soil is an ecosystem susceptible to environmental changes in regarding the fungi community inhabiting this niche.

Muito embora o maior benefício de micorrizas arbusculares seja o incremento na absorção de fosfato da solução do solo e translocação para a planta, alterações nas atividades de enzimas envolvidas no metabolismo de nitrogênio (N) têm sido detectadas em raízes micorrizadas. Usando "differential display of reverse-transcripts" de raízes de tabaco não-inoculadas ou inoculadas com Glomus intraradices (Gi), dois cDNAs parciais (NtGi2 e NtGi3) foram clonados. A presença de um domínio CobW/HypB/UreG conservado e a análise filogenética sugerem que NtGi2 e NtGi3 codificam isoformas de proteínas acessórias da urease G (ureG) altamente similares a ureG de fungos. Os níveis de transcritos dos genes ureG putativos foram mais elevados em raízes colonizadas por Gi, em relação ao controle não-micorrizado. As atividades de urease foram determinadas em raízes de tabaco inoculadas com Glomus clarum (Gc) ou Gi e cultivadas em substrato contendo 50, 100 ou 150 mg N kg-¹, na forma de sulfato de amônio (N-AMS) ou uréia (N-URE). As atividades de ureases foram induzidas em raízes micorrizadas cultivadas com 100 mg N-AMS kg-¹. Em raízes colonizadas por Gc e cultivadas com N-URE, a indução das atividades de urease foi observada na concentração mais baixa de N. Em contraste, na concentração mais elevada de N-URE, supressão das atividades de urease em raízes colonizadas por Gc e Gi, em relação aos controles não-micorrizados, foi observada. As atividades de urease nas raízes foram moduladas pela disponibilidade e fonte de N no solo, e pela inoculação com fungos micorrízicos arbusculares.

Even though the major benefit of arbuscular mycorrhizae is the increased uptake of phosphate from the soil solution and translocation to the plant, changes in the activity of enzymes involved in nitrogen (N) metabolism have been detected in mycorrhizal roots. Using differential display of reverse-transcripts of tobacco roots not-inoculated or inoculated with Glomus intraradices (Gi), we have cloned two partial cDNAs (NtGi2 and NtGi3). The presence of a conserved CobW/HypB/UreG domain and phylogenetic analyses suggest that NtGi2 and NtGi3 encode isoforms of urease accessory protein G (ureG) highly similar to ureG from fungi. The steady state levels of the putative ureG transcripts were shown to be higher in roots colonized by Gi, as compared to non-mycorrhizal controls. Urease activities were also determined in tobacco roots inoculated with Glomus clarum (Gc) or Gi and grown in substrate containing 50, 100 or 150 mg N kg-1 in the form of ammonium sulfate (N-AMS) or urea (N-URE). Urease activities were shown to be induced in mycorrhizal roots fertilized with 100 mg N-AMS kg-1. In Gc-colonized roots fertilized with N-URE, induction of urease activities was observed at the lowest N concentration. In contrast, at the highest N-URE concentration, suppression of urease activities was observed in Gc and Gi-colonized roots, as compared to non-mycorrhizal controls. Urease activities in roots were modulated by soil N availability and source, and arbuscular mycorrhizal fungal inoculation.

Quinases de proteínas relacionadas a SNF1 (SnRK) podem desempenhar um papel importante na regulação da expressão gênica em células vegetais. Essa família de proteínas regulatórias é representada pela quinase de proteínas SNF1 (sucrose non-fermenting -1) em Saccharomyces cerevisiae, AMPKs (quinase de proteínas ativadas por AMP) em células de mamíferos e SnRKs (quinase de proteínas relacionadas a SNF1) em células vegetais. A família de SnRKs foi reorganizada em três subfamílias de acordo com suas relações filogenéticas com base nas seqüências de aminoácidos das proteínas. Membros das subfamílias de SnRKs foram identificados em diversas plantas. Existem evidências mostrando que essa família de proteínas está envolvida em resposta a estresses (nutricional e ambiental), apesar de seu papel não ser totalmente compreendido. Nesse trabalho nós identificamos 22 contíguos de ESTs (expressed sequence tags) de cana-de-açúcar codificando SnRKs putativas. O alinhamento das seqüências de aminoácidos das SnRKs putativas de cana-de-açúcar com seqüências de aminoácidos de SnRKs identificadas em outras plantas revelaram um domínio catalítico N-terminal altamente conservado. Além disso, nossos resultados indicaram que em cana-de-açúcar há pelo menos um membro de cada subfamília de SnRKs. Análise do padrão de expressão dos contíguos de EST codificando para SnRK putativas nas 26 bibliotecas selecionadas do banco de dados do Sucest, indicou que membros dessa família de quinases são expressos por toda planta. Membros de cada subfamília não apresentaram padrões de expressão específicos, sugerindo que suas funções não estão correlacionadas com sua relação filogenética, com base nas seqüências de aminoácidos da região N-terminal.

Sucrose non-fermenting-1-related protein kinases (SnRKs) may play a major role in regulating gene expression in plant cells. This family of regulatory proteins is represented by sucrose non-fermenting-1 (SNF1) protein kinase in Saccharomyces cerevisiae, AMP-activated protein kinases (AMPKs) in mammals and SnRKs in higher plants. The SnRK family has been reorganized into three subfamilies according to the evolutionary relationships of their amino acid sequences. Members of the SnRK subfamily have been identified in several plants. There is evidence that they are involved in the nutritional and/or environmental stress response, although their roles are not yet well understood. We have identified at least 22 sugarcane expressed sequence tag (EST) contigs encoding putative SnRKs. The amino acid sequence alignment of both putative sugarcane SnRKs and known SnRKs revealed a highly conserved N-terminal catalytic domain. Our results indicated that sugarcane has at least one member of each SnRK subfamily. Expression pattern analysis of sugarcane EST-contigs encoding putative SnRKs in 26 selected cDNA libraries from the sugarcane expressed sequence tag SUCEST database has indicated that members of this family are expressed throughout the plant. Members of the same subfamily showed no specific expression patterns, suggesting that their functions are not related to their phylogenic relationships based on N-terminal amino acid sequence phylogenetic relationships.

Os padrões de expressão de 277 contíguos de ESTs de cana-de-açúcar codificando proteínas possivelmente associadas ao sistema de defesa vegetal, e.g. quitinases, beta-1,3- glucanases, fenilalanina amonia liases, chalcona sintases, chalcona isomerases, isoflavona redutases, glicoproteínas ricas em hidroxiprolina, glicoproteínas ricas em prolina, peroxidases, catalases, superóxido dismutases, fatores de transcrição similares a WRKY e proteínas envolvidas no controle de morte celular, foram avaliados utilizando o banco de dados do SUCEST. Proteínas WRKY putativas de cana-de-açúcar foram comparadas e suas relações filogenéticas determinadas. Análises de agrupamento hierárquico foram utilizadas para a identificação de ESTs relacionadas à defesa vegetal com padrões de expressão similares em bibliotecas de cDNA representativas. Visando identificar ESTs relacionadas à defesa vegetal com expressão diferencial em tecidos de cana-de-açúcar infectados com Gluconacetobacter diazotrophicus ou Herbaspirillum rubrisubalbicans, 179 contíguos de ESTs possivelmente associados à defesa expressos em tecidos não-infectados (folhas e raízes) e/ou tecidos infectados foram selecionados e agrupados por similaridade de seus perfis de expressão. Alterações nos níveis de expressão de 124 contíguos de ESTs relacionados à defesa expressos em tecidos não-infectados foram avaliadas em tecidos infectados. Aproximadamente 42% desses contíguos de ESTs não apresentaram expressão em tecidos infectados, enquanto 15% e 3% apresentaram supressão de mais de duas vezes em tecidos infectados com G. diazotrophicus ou H. rubrisubalbicans, respectivamente. Aproximadamente 14 e 8% dos contíguos de ESTs avaliados apresentaram indução superior a duas vezes em tecidos infectados com G. diazotrophicus ou H. rubrisubalbicans, respectivamente. A expressão diferencial de agrupamentos de genes relacionados à defesa vegetal pode ser importante para o estabelecimento de interações compatíveis entre plantas e diazotróficos endofíticos. Os resultados sugerem que o agrupamento hierárquico pode ser utilizado em escala genômica para a identificação de genes possivelmente envolvidos no controle de interações planta-microrganismos.

The expression patterns of 277 sugarcane expressed sequence tags (EST)-contigs encoding putative defense-related (DR) proteins were evaluated using the Sugarcane EST database. The DR proteins evaluated included chitinases, beta-1,3-glucanases, phenylalanine ammonia-lyases, chalcone synthases, chalcone isomerases, isoflavone reductases, hydroxyproline-rich glycoproteins, proline-rich glycoproteins, peroxidases, catalases, superoxide dismutases, WRKY-like transcription factors and proteins involved in cell death control. Putative sugarcane WRKY proteins were compared and their phylogenetic relationships determined. A hierarchical clustering approach was used to identify DR ESTs with similar expression profiles in representative cDNA libraries. To identify DR ESTs differentially expressed in sugarcane tissues infected with Gluconacetobacter diazotrophicus or Herbaspirillum rubrisubalbicans, 179 putative DR EST-contigs expressed in non-infected tissues (leaves and roots) and/or infected tissues were selected and arrayed by similarity of their expression profiles. Changes in the expression levels of 124 putative DR EST-contigs, expressed in non-infected tissues, were evaluated in infected tissues. Approximately 42% of these EST-contigs showed no expression in infected tissues, whereas 15% and 3% showed more than 2-fold suppression in tissues infected with G. diazotrophicus or H. rubrisubalbicans, respectively. Approximately 14 and 8% of the DR EST-contigs evaluated showed more than 2-fold induction in tissues infected with G. diazotrophicus or H. rubrisubalbicans, respectively. The differential expression of clusters of DR genes may be important in the establishment of a compatible interaction between sugarcane and diazotrophic endophytes. It is suggested that the hierarchical clustering approach can be used on a genome-wide scale to identify genes likely involved in controlling plant-microorganism interactions.