A produção de etanol nas destilarias brasileiras é baseada na atividade fermentativa da levedura Saccharomyces cerevisiae que utiliza o caldo da cana-de-açúcar e/ou o melaço como substrato. Bactérias contaminantes da fermentação alcoólica competem com as leveduras pelos açúcares, afetando o rendimento do sistema produtivo e, consequentemente, causando perdas econômicas significativas às usinas. Biofilmes formados nos tanques de fermentação alcoólica agem como reservatórios de bactérias, contribuindo para contaminações persistentes e de difícil controle. Os biofilmes proporcionam aos seus habitantes certo grau de proteção contra diversas ameaças do meio, incluindo a ação dos antibióticos. Desta forma, o conhecimento da comunidade bacteriana dos biofilmes é fundamental para as medidas que visam o controle das contaminações na produção do bioetanol. No primeiro estudo, a composição e dinâmica da comunidade bacteriana foram determinadas pela análise de sequências do gene 16S rRNA de biofilmes com diferentes períodos de crescimento, correspondentes aos estágios iniciais de estabelecimento destes biofilmes dentro dos tanques de fermentação alcóolica Os resultados mostraram que estas comunidades foram compostas predominantemente pelas bactérias ácido-lácticas (LAB), com destaque para o gênero Lactobacillus. A visualização da estrutura dos biofilmes por microscopia eletrônica de varredura evidenciou que estes são formados por bactérias e leveduras (biofilmes mistos). No segundo estudo, a suscetibilidade aos antimicrobianos (monensina, virginiamicina e beta-ácido derivado do lúpulo) e a capacidade de formação de biofilmes em culturas puras foram avaliadas para isolados de Lactobacillus spp. provenientes de biofilmes (células sésseis) e de vinho bruto (células planctônicas) coletados dos tanques de fermentação. A partir dos resultados foi possível observar que as diferenças na suscetibilidade aos antimicrobianos e na habilidade de formar biofilmes foram estirpe-dependentes e que, em alguns casos, o perfil apresentado para algumas espécies mostrou-se relacionado à fonte de isolamento. Este foi o primeiro estudo sobre biofilmes contaminantes da fermentação alcoólica, em escala industrial, para a produção de etanol a partir da cana-de-açúcar / Bioethanol production in Brazilian distilleries is based on fermentative activity of the yeast Saccharomyces cerevisiae which uses sugarcane juice and/or molasses as a substrate. Bacterial contaminants of alcoholic fermentation compete with yeasts for sugars, affecting ethanol yield and consequently causing relevant economic losses to the fuel ethanol industry. Biofilms formed into fermentors act as bacterial reservoirs, contributing to persistent contaminations that are difficult to control. Biofilms provide a certain degree of protection for their inhabitants against some environmental threats, including antibiotics. Thus, understanding bacterial community within biofilms is essential for actions to control contaminations in bioethanol production. In the first study, composition and dynamic of bacterial community were determined by 16S rRNA gene sequences analysis of biofilms with different growth periods, corresponding to initial stages of biofilm establishment in fermentation tanks. Results showed that these communities were dominated by lactic acid bacteria (LAB), mainly of the genus Lactobacillus. Visualization of biofilm structure by scanning electron microscopy revealed a mixed-species biofilm composed by bacteria and yeasts. In the second study, susceptibility to antimicrobials (monensina, virginiamicina and beta-acids from hops) and capacity to form biofilm in pure culture were evaluated for Lactobacillus spp. isolated from biofilms (sessile cells) and wine (planktonic cells) collected from fermentors. The results showed that differences in the susceptibility to antimicrobials and the ability to form biofilms were strain-specific and, in certain cases, the response of some species was related to the isolation source. This was the first investigation of contaminant biofilms from sugarcane-based alcoholic fermentation on an industrial scale

No controle da qualidade da água, parâmetros microbiológicos são avaliados e devem estar de acordo com os limites estipulados em portarias e resoluções. Todas as metodologias de monitoramento microbiano demandam o cultivo dos organismos-alvo. Em muitos casos, as cepas isoladas devem ser analisadas por teses fenotípicos para determinação da espécie. Por meio de inóculos de E. coli, demonstrou-se que a variação na técnica de plaqueamento se deve especialmente à falta de consistência entre as diluições. Além disso, para a análise de réplicas, comarando-se as médias de dois métodos de diluição, foi demonstrado que ser utilizado apenas uma série de diluição derivada de um único inóculo. Utilizando-se culturas puras de E. coli, E. faecalis e P. aeruginosa, a recuperação foi similar entre os meios seletivos respectivos (m-Endo, m-EI, m-PA-C) e meio não seletivo (Tripticase Soy Agar). A utilização da técnica de membrana filtrante resultou em contagens significativamente maiores para E.coli e E. faecalis em comparação ao método de spread plate. A microbiota natural presente na água potável (torneira) não influenciou significativamente as contagens de E. coli, E. faecalis e P. aeruginosa em meios seletivos. Entretanto, na água mineral engarrafada inoculada artificialmente com P. aeruginosa, a contagem foi significativamente maior na réplica estéril. Na análise de água marinha, e na réplica não estéril inoculada com E. faecalis, a contagem foi signifivativamente menor e as células de P. aeruginosa produziram colônias atípicas. Analisando-se amostras do meio ambiente (biofilmes de estação de tratamento de água, lodo de esgoto e água de córrego contaminado), 45 colônias típicas isoladas em meios de cultura seletivos foram identificadas por meio do sequenciamento do gene 16S rRNA, testes bioquímicos e MALDI-TOF. Os resultados de sequenciamento do gene 16SrRNA tiveram baixa correlação com a identificação dos organismos por testes bioquímicos (46,6% em nível de gênero e 20% em nível de espécie) e MALDI-TOF (60% em nível de gênero e 48,8% em nível de espécie). Para as cepas identificadas como E. coli e Enterococcus spp., a correlação entre o sequenciamento e MALDI-TOF foi de 75% e 62%, respectivamente. Uma vez que a quantificação de micro-organismo por membrana filtrante depende do micro-organismo em análise e do tipo de água, é necessário que os laboratórios realizem testes de padronização antes de implementar essa metodologia. Os resultados demonstram que os métodos convencionais utilizados não são adequados e suficientes para a análise da qualidade da água e, portanto, novas metodologias devem ser empregadas. Idealmente devem ser utilizadas técnicas baseadas em características fenotípicas, genômica e proteômica cujos resultados são complementares e fornecem uma identificação mais acurada. / All over the world regulatory agencies specify microbiological water quality parameters to guarantee water safety. Conventional microbiological water quality analysis is based on the cultivation of the target organisms. In many analysis protocols, phenotypic assays of isolated strains are mandated for species determination. Reference samples are required for quality assessment and quality control of analytical protocols. Using E. coli as a model organism, it was demonstrated here that the variability of plate counts of reference cultures is caused mainly by the spread of counts in individual serial dilutions. Besides, comparing the means obtained by two dilution approaches, it was demonstrated that in the analysis of replicates it is possible to use only a set of dilutions derived for a unique inoculum. Recovery of pure cultures of E. coli, E. faecalis and P. aeruginosa was similar on selective culture media (m-Endo, m-EI, m-PA-C) and with the non-selective medium (Tripticase Soy Agar). The membrane filter technique yielded significantly higher counts for E.coli and E. faecalis in comparison to spread plate method. The autochthonous microbiota of potable water (tap water) did not influence the counts of E. coli, E. faecalis and P. aeruginosa on selective culture media. However, the sterile replica of mineral water spiked with P. aeruginosa showed higher counts for these bacteria. For marine water analysis, the non-sterile replica spiked with E. faecalis yielded low counts and P. aeruginosa produced an atypical colony. Both, sample-induced variation in target strain recovery and colony appearance on culture plates indicates the requirement for method evaluation tests on particular sample matrices before implementing routine microbiological analysis by culture-based methods in the laboratory. 45 typical colonies obtained from environmental samples in selective culture media (biofilms from activated sludge, drinking water treatment plants and water from creek contaminated with raw sewage) were analyzed by 16S rRNA gene sequencing, biochemical phenotypic assays and MALDI-TOF. Sequencing showed low correlation with phenotypic assays (46,6% at the genus level and 20% at the species level) and MALDI-TOF (60% at the genus level and 48,8% at the species level). On the other hand, the strains identified as E. coli an Enterococcus spp. by 16S rDNA gene sequencing demonstrated a high correlation with MALDI-TOF (75% and 62%, respectively). Since the results showed that conventional methods aren´t suitable and sufficient to assess water quality, new technologies should be employed. Ideally, techniques should be based on phenotypic, genomic and proteomic features since the results are complementary and provide a more accurate identification.

Microbial enzymes implicated in plant cell hydrolysis may have several potential aplications such as biomass degradation biocatalysts or with biofuel production. Bark beetles establish symbiosis with several microbial strains which play different roles benifitting the beetle, as the production of hydrolytic enzymes to degrade the ingested wood, the protection against mirobial antagonist or the detoxification of the environment. Fungal symbionts have been traditionally the best studied, but several recent research with bacterial symbionts of several bark beetle species show that bacterial also display important functions for the host. In this study, the bacterial communities of the bark beetle species Cryphalus piceae and Pithophtorus pithophtorus, collected in the Czech Republic from pine and fir trees, respectively, were isolated and 55 out of 89 samples were identified by 16S rRNA gene amplification and sequencing. Members of the genera Erwinia, Pantoea, Curtobacterium, Yersinia, Pseudomonas and Staphylococcus were detected. The isolates were object of study for their possible biotechnological potential in (ligno)cellulose materials degradation by screening several enzymes implicated in plant cell hydrolysis, as cellulases, xylanases, amylases, laccases, as well as their capability for colorant...

Lactic acid bacteria were isolated from 10 samples of the traditionally fermented foods (5 samples of Vietnamese fermented pork roll and 5 samples of the salted field cabbage) and 5 samples of fresh cow milks collected from households in Vietnam. 22 strains of lactic acid bacteria were isolated for inhibition to Lactobacillus plantarum JCM 1149. Of these, only 2 strains including DC1.8 and NC1.2 have rod shape, the others have coccus shape. 7 strains showing higher antibacterial activity were selected for checking spectrum of antibacteria with indicator bacteria consistting of Bacillus subtilis ATCC 6633, Enterococcus faecium JCM 5804 and Staphylococcus aureus TLU. By which, 3 strains including NC3.5 (from Vietnamese fermented pork roll), DC1.8 (from salted field cabbage) and MC3.19 (from fresh cow milk) were selected because of their higher antibacterial ability. However, the antibacterial activity of the lactic acid bacteria can be based on their disposable compounds and some other antibacterial compounds produced during their growth (such as lactic acid, H2O2, bacteriocins, etc.). For seeking lactic acid bacteria with capability of producing bacteriocins, antibacterial compounds with protein nature, 3 above strains were checked sensitiveness to proteases (including protease K, papain, α – chymotrypsin and trypsin). Because bacteriocins are proteinaceous antibacterial compounds, so their antibacterial activity will be reduced if proteases are added. The result showed DC1.8 and MC3.19 were capable of producing bacteriocin during culture process. They were identified as Lactobacillus acidophilus and Lactococcus lactis and classified, respectively, based on analysis chemical characterisitcs by standard API 50 CHL kit and phylogeny relationship by 16s rRNA sequences. / Các chủng vi khuẩn lactic được phân lập từ 10 mẫu thực phẩm lên men truyền thống (5 mẫu nem chua, 5 mẫu dưa cải bẹ muối) và 5 mẫu sữa bò tươi được thu thập từ các hộ gia đình ở Việt Nam. 22 chủng vi khuẩn lactic đã được phân lập với tiêu chí có khả năng kháng lại vi khuẩn kiểm định Lactobacillus plantarum JCM 1149. Trong số đó, 2 chủng DC1.8 và NC1.2 có tế bào hình que, các chủng còn lại có tế bào hình cầu. 7 chủng thể hiện hoạt tính kháng khuẩn cao được lựa chọn để xác định phổ kháng khuẩn rộng hơn với ba loài vi khuẩn kiểm định Bacillus subtilis ATCC 6633, Enterococcus faecium JCM 5804 và Staphylococcus aureus TLU. Từ đó lựa chọn được 3 chủng có hoạt tính kháng khuẩn cao hơn hẳn. Các chủng này gồm NC3.5 phân lập từ nem chua, DC1.8 phân lập từ dưa cải bẹ muối và MC3.19 phân lập từ sữa bò tươi. Tuy nhiên, hoạt tính kháng khuẩn của vi khuẩn lactic bao gồm những hợp chất nội tại có trong nó và cả những hợp chất được sinh ra trong quá trình phát triển của nó (như axit lactic, H2O2, bacteriocin, …). Với định hướng tìm chủng vi khuẩn lactic có khả năng sinh bacteriocin, chất kháng khuẩn có bản chất protein, 3 chủng trên được kiểm tra độ nhạy cảm với các protease (gồm protease K, papain, α – chymotrypsin và trypsin). Do bacteriocin là chất kháng khuẩn có bản chất protein nên hoạt tính kháng khuẩn của chúng sẽ bị giảm nếu protease được bổ xung vào. Kết quả lựa chọn được chủng DC1.8 và MC3.19 có khả năng sinh bacteriocin. Hai chủng này được phân loại đến loài nhờ vào phân tích đặc điểm sinh hóa bằng kit API 50 CHL và mối quan hệ di truyền thông qua trình tự gen 16s rRNA. Kết quả phân loại đã xác định chủng DC1.8 thuộc loài Lactobacillus acidophilus và chủng MC3.19 thuộc loài Lactococcus lactis.

Treatment of lower respiratory tract infection (pneumonia and pleural infection) relies on the use of empirical broad spectrum antibiotics, primarily because reliable pathogen identification occurs infrequently. Another consequence of poor rates of pathogen identification is that our understanding of the microbiology of these infections is incomplete. This thesis addresses some of these issues by combining the acquisition of high quality lower respiratory tract samples, free from nasooropharyngeal contamination, with novel molecular microbiological techniques in an attempt to increase rates of pathogen identification. Four main areas are examined: (i) The role of so-called ‘atypical pneumonia’ bacteria in causing pleural infection. These pathogens have been previously identified in the pleural space infrequently and routine culture usually fails to isolate such bacteria. High sensitivity nested polymerase chain reaction (PCR) is a culture-independent technique which is used to undertake a systematic evaluation for these pathogens in pleural infection samples. (ii) The role of Pneumocystis jirovecii in pleural infection, either as a co-infecting pathogen or in monomicrobial infection. This fungus causes severe pneumonia, particularly in the immunosuppressed, but is increasingly recognised as a co-pathogen in community-acquired pneumonia, and is frequently isolated in the upper and lower respiratory tract in health. A high sensitivity real-time PCR assay is used to examine for this fungus. (iii) Ultra-deep sequencing of the 16S rRNA gene is used to perform a comprehensive microbial survey in samples taken from the multi-centre MIST2 study of pleural infection. The techniques employed allow analysis of polymicrobial samples and give very high taxonomic resolution, whilst incorporating methods to control for potential contamination. Further, these techniques provide confirmation of the results from the ‘atypical’ bacteria nested PCR study. (iv) Bedside ultrasound-guided percutaneous transthoracic needle aspiration (TNA) of consolidated lung is undertaken in patients with pneumonia, as part of the PIPAP study. An evaluation is undertaken of the efficacy and acceptability of TNA. Aspirate samples acquired are also processed using ultra-deep sequencing of the 16S rRNA gene. Other samples obtained as part of the PIPAP study, such as ‘control’ lung aspirates and ‘control’ pleural fluid samples, are similarly processed to enable calculation of sensitivity and specificity of the sequencing methodology.

Disertacijos darbo tikslas – aptikti ir identifikuoti Lietuvoje paplitusias fitoplazmas vabzdžiuose, surinktuose nuo įvairių augalų su fitoplazminiais simptomais ir nustatyti fitoplazmų vabzdžius pernešėjus bei atskleisti identifikuotų ir kitų fitoplazmų filogenetinius giminingumus. Lietuvoje jau žinomos keletas labiausiai paplitusių fitoplazmų grupių bei pogrupių, taip pat aptikta nemažai jų augalų-šeimininkų. Duomenų apie galimus šių bakterijų pernešėjus Lietuvoje beveik nėra. Pernešėjų identifikavimas ir tyrimas padės kurti veiksmingesnes strategijas bei sistemas kovai su fitoplazminėmis infekcijomis. Fitoplazmų ir jų pernešėjų identifikavimas suteiks svarbių duomenų tiriant šių patogenų ekologiją, paplitimą, kilmę, epidemiologiją, plitimo kelius. Informacija bus naudinga Lietuvos ir kaimyninių šalių augalų apsaugai. Taip pat galės padėti nustatant galimų invazinių vabzdžių rūšių bei fitoplazmų kamienų atsiradimą Lietuvoje dėl klimato kaitos. Šio darbo metu pirmą kartą Lietuvoje molekuliniais metodais buvo išaiškinti fitoplazmų vabzdžiai pernešėjai. Daugelis aptiktų fitoplazmų pogrupių nustatytos identifikotuose vabzdžiuose pirmą kartą, kaip Lietuvoje taip ir pasaulyje. Penkiose augalų rūšyse fitoplazmos aptiktos pirmą kartą Lietuvoje. Darbo metu nustatytas vienas visiškai naujas Lietuvai ir pasauliui ir vienas naujas Lietuvai fitoplazmų pogrupiai bei jų augalai šeimininkai, kas prisideda prie Lietuvoje bei pasaulyje aptinkamų fitoplazmų paplitimo ir bioįvairovės tyrimo... [toliau žr. visą tekstą] / The aim of the research was to identify the phytoplasmas detected in insects that were found on various phytoplasma-infected plants, and to reveal phytoplasma insect-vectors as well as phytogenetical relationships of identified phytoplasmas. From previous research, we already know a few mostly widespread phytoplasma groups, subgroups, and many of their host plants in Lithuania. The data on potential vectors of these bacteria are very scarce in Lithuania. The identification and research of insect vectors will help to create more effective strategies and systems to fight with phytoplasmal infections. Identification of phytoplasmas and their vectors will provide important data for research of ecology, distribution, origin, epidemiology, and ways of spreading of these pathogens. Such information is beneficial for plant protection institutions and plant growers in Lithuania and neighbouring countries. It will help to ascertain possible invasive insect species and phytoplasma strains in Lithuania. During this research for the first time in Lithuania, we determined possible phytoplasma insect vectors using molecular biology methods. Most of the detected phytoplasma subgroups were found in the identified insect species for the first time in Lithuania and worldwide. Our data on new potential insect vector species extend the spectrum of phytoplasma vectors in our region. Phytoplasmas were detected for the first time in five plant species in Lithuania. We identified in this work one... [to full text]

The aim of the research was to identify the phytoplasmas detected in insects that were found on various phytoplasma-infected plants, and to reveal phytoplasma insect-vectors as well as phytogenetical relationships of identified phytoplasmas. From previous research, we already know a few mostly widespread phytoplasma groups, subgroups, and many of their host plants in Lithuania. The data on potential vectors of these bacteria are very scarce in Lithuania. The identification and research of insect vectors will help to create more effective strategies and systems to fight with phytoplasmal infections. Identification of phytoplasmas and their vectors will provide important data for research of ecology, distribution, origin, epidemiology, and ways of spreading of these pathogens. Such information is beneficial for plant protection institutions and plant growers in Lithuania and neighbouring countries. It will help to ascertain possible invasive insect species and phytoplasma strains in Lithuania. During this research for the first time in Lithuania, we determined possible phytoplasma insect vectors using molecular biology methods. Most of the detected phytoplasma subgroups were found in the identified insect species for the first time in Lithuania and worldwide. Our data on new potential insect vector species extend the spectrum of phytoplasma vectors in our region. Phytoplasmas were detected for the first time in five plant species in Lithuania. We identified in this work one... [to full text] / Disertacijos darbo tikslas – aptikti ir identifikuoti Lietuvoje paplitusias fitoplazmas vabzdžiuose, surinktuose nuo įvairių augalų su fitoplazminiais simptomais ir nustatyti fitoplazmų vabzdžius pernešėjus bei atskleisti identifikuotų ir kitų fitoplazmų filogenetinius giminingumus. Lietuvoje jau žinomos keletas labiausiai paplitusių fitoplazmų grupių bei pogrupių, taip pat aptikta nemažai jų augalų-šeimininkų. Duomenų apie galimus šių bakterijų pernešėjus Lietuvoje beveik nėra. Pernešėjų identifikavimas ir tyrimas padės kurti veiksmingesnes strategijas bei sistemas kovai su fitoplazminėmis infekcijomis. Fitoplazmų ir jų pernešėjų identifikavimas suteiks svarbių duomenų tiriant šių patogenų ekologiją, paplitimą, kilmę, epidemiologiją, plitimo kelius. Informacija bus naudinga Lietuvos ir kaimyninių šalių augalų apsaugai. Taip pat galės padėti nustatant galimų invazinių vabzdžių rūšių bei fitoplazmų kamienų atsiradimą Lietuvoje dėl klimato kaitos. Šio darbo metu pirmą kartą Lietuvoje molekuliniais metodais buvo išaiškinti fitoplazmų vabzdžiai pernešėjai. Daugelis aptiktų fitoplazmų pogrupių nustatytos identifikotuose vabzdžiuose pirmą kartą, kaip Lietuvoje taip ir pasaulyje. Penkiose augalų rūšyse fitoplazmos aptiktos pirmą kartą Lietuvoje. Darbo metu nustatytas vienas visiškai naujas Lietuvai ir pasauliui ir vienas naujas Lietuvai fitoplazmų pogrupiai bei jų augalai šeimininkai, kas prisideda prie Lietuvoje bei pasaulyje aptinkamų fitoplazmų paplitimo ir bioįvairovės tyrimo... [toliau žr. visą tekstą]

O tetracloroeteno (PCE), um dos principais contaminantes de águas subterrâneas, é uma molécula recalcitrante, com toxicidade elevada. Processos de biorremediação de água ou solo contaminados com PCE são normalmente limitados pela baixa eficiência de microrganismos sabidamente envolvidos em sua degradação. No entanto, a prospecção de novos microrganismos, mais eficientes na degradação do PCE é uma alternativa para otimizar esses processos. Os objetivos deste estudo foram desenvolver uma técnica de biorremediação utilizando um reator horizontal de leito fixo (RHLF) contendo consórcios de microrganismos eficientes na degradação do PCE, e caracterizar a via de degradação do PCE utilizada pelo consórcio selecionado. Para tanto, amostras de sedimento de dois poços de monitoramento de água foram coletadas de uma metalúrgica com histórico de contaminação com PCE. Os sedimentos foram imobilizados, acondicionados em RHLFs específicos e submetidos a cultivo de enriquecimento em meio mínimo suplementado com PCE. A estrutura das comunidades e a diversidade bacteriana dos RHLFs foram avaliadas e comparadas com as amostras do PM1 e PM2, por PCR-DGGE e sequenciamento de bibliotecas de clones do gene rRNA 16S. Os resultados evidenciaram a seleção de populações bacterianas no RHLF contendo o inóculo do PM1 (In1) após o cultivo de enriquecimento, enquanto no RHLF contendo o inóculo do PM2 (In2), a estrutura da comunidade bacteriana não diferiu daquela observada no PM2. Ensaios de degradação do PCE nos RHLFs, usando cromatografia gasosa associada à espectrometria de massas (CG/EM), mostraram, após 12 horas, uma eficiência de 87 % na degradação do PCE no reator com In1 e 96 % no reator com In2. Foi feito o isolamento e identificação, por sequenciamento do gene rRNA 16S, das bactérias dos RHLFs, sendo identificados 4 isolados do In1, similares a Burkholderia sp., Pseudomonas stutzeri, P. oryzihabitans e Stenotrophomonas maltophilia e 7 isolados do In2, similares a Microbacterium trichotecenenolyticum, S. maltophilia, Klebsiella sp., Exiguobacterium acetylicum, P. oryzihabitans, Acinetobacter junii e Comamonas sp. Compostos orgânicos voláteis nos reatores com In1 e In2 foram analisados por CG/EM, identificando a produção de clorofórmio (TCM) e 1,1,1-tricloroetano (TCA) como produtos da degradação do PCE. Consórcios formados por bactérias isoladas dos reatores In1 (IIn1) e In2 (IIn2) foram imobilizados e acondicionados em RHLFs distintos para avaliar o potencial dos mesmos na degradação do PCE. Após 12 horas, 92 % do PCE foi degradado nos reatores com IIn1 e IIn2, com produção de TCM e TCA. Testes de degradação usando células em suspensão foram conduzidos para avaliar a eficiência de cada isolado na degradação do PCE. O isolado I8 do In2 (I8In2), identificado como Comamonas sp., teve 68 % de eficiência na degradação do PCE. Ensaios com inibidor de monoxigenases do citocromo P-450 (1-aminobenzotriazole) mostraram que a degradação do PCE nos RHLFs, contendo IIn1, IIn2 e I8In2, foram dependentes dessa enzima. Como conclusão, nós identificamos uma nova via de degradação do PCE altamente eficiente, aeróbia e mediada por monoxigenases e isolamos cepas bacterianas que podem ser usadas como consórcios imobilizados nos RHLFs como uma alternativa eficiente na remediação de áreas contaminadas com PCE. / Tetrachloroethene (PCE), one of the main contaminants of groundwater, is a recalcitrant molecule with high toxicity. Bioremediation processes of water or soil contaminated with PCE are usually limited by the low efficiency of microorganisms known to be involved in its degradation. However, the exploration of new and more efficient microorganisms in the degradation of PCE is an alternative to optimize these processes. The objectives of these studies were to develop a bioremediation technique using horizontal fixed bed reactor (HFBR) containing microbial consortia effective in the PCE degradation, and to characterize the PCE degradation pathway used by the selected consortium. For that, sediment samples of two groundwater monitoring wells were collected from a metallurgical plant with historical of PCE contamination. The sediments were immobilized, packed in specific HFBRs and subjected to enrichment in minimal medium supplemented with PCE. The bacterial community structure and diversity in the HFBRs were evaluated and compared to samples from the MW1 and MW2, by PCR-DGGE and sequencing of 16S rRNA gene clone libraries. The results revealed the selection of bacterial populations in the HFBR containing inoculum from MW1 (In1) after enrichment, while in the HFBRs containing inoculum from MW2 (In2), the bacterial community structure did not differ from that observed in MW2. Tests of PCE degradation in HFBRs using gas chromatography-mass spectrometry (GC/MS) showed, after 12 hours, an efficiency of 87 % in the PCE degradation in the In1 reactor and 96 % in the In2 reactor. Bacteria from HFBR were isolated and identified by sequencing of 16S rRNA gene, and 4 isolates from In1, similar to Burkholderia sp., Pseudomonas stutzeri, P. oryzihabitans and Stenotrophomonas maltophilia, and 7 isolates from In2, similar to Microbacterium trichotecenenolyticum, S. maltophilia, Klebsiella sp., Exiguobacterium acetylicum, P. oryzihabitans, Acinetobacter junii and Comamonas sp. were identified. Volatile organic compounds in the reactors with In1 and In2 were analyzed by GC/MS, showing the production of chloroform (TCM) and 1,1,1-trichloroethane (TCA) as PCE degradation products. Consortia composed of bacteria isolated from the In1 (IIn1) and In2 (IIn2) reactors were immobilized and packed in distinct HFBRs to evaluate the potential of specific consortia in PCE degradation. After 12 hours, 92 % of PCE was degraded in reactors with IIn1 and IIn2, with the production of TCM and TCA. Degradation tests using cells suspension were conducted to evaluate the efficiency of each isolate in PCE degradation. Isolate I8 from In2 (I8In2), identified as Comamonas sp., showed 68 % efficiency in the PCE degradation. Assays using inhibitor of monooxygenases cytochrome P-450 (1-aminobenzotriazole) showed that the PCE degradation in HFBRs containing IIn1, IIn2 and I8In2 were dependent of this enzyme. In conclusion, we have identified a new highly efficient PCE degradation pathway, aerobic and mediated by monooxygenases, and isolated bacterial strains that may be used as consortia which immobilized in HFBRs as an efficient alternative in the remediation of PCE contaminated areas.

Microcistinas são potentes hepatotoxinas e promotoras de tumores encontradas em águas doces que causam riscos à saúde pública e, portanto, representam um sério problema para as estações de tratamento de água. O gênero de cianobactéria Microcystis é o mais conhecido produtor dessas toxinas e também o mais comumente encontrado formando florações em reservatórios de água usados para abastecimento público. Entretanto, algumas bactérias são capazes de utilizar essas toxinas como fonte de carbono o que pode contribuir para a sua remoção da água. Neste estudo foi avaliado o potencial de degradação da microcistina-XR (MCYST-XR) por bactérias heterotróficas isoladas de um sistema de abastecimento público de água da cidade de Piracicaba-SP. A cianotoxina MCYST-XR avaliada foi isolada da linhagem Microcystis aeruginosa NPLJ-4 e purificada. Culturas puras de 35 bactérias isoladas do sistema de abastecimento de água foram testadas. Para isso, cada bactéria foi inoculada em meio mínimo de sais contendo 60 g mL-1 de MCYST-XR purificada e após 144 horas a degradação da toxina foi avaliada por análise em LC-MS/MS. Os picos indicando a massa da microcistina-XR (m/z 1037) não foram detectados no meio de cultura de seis bactérias, as quais foram identificadas pelo sequenciamento quase completo do gene de RNAr 16S como pertencentes aos gêneros Pseudomonas sp., Sphingomonas sp., Microbacterium sp., Agromyces sp., Bacillus sp. e Acinetobacter sp. Este é o primeiro relato de uma linhagem de Acinetobacter capaz de degradar MCYST. A cinética de biodegradação da MCYST-XR mostrou redução de 80% em 72 horas, período em que as bactérias apresentaram o máximo crescimento. A presença do gene mlrA codificante da enzima microcistinase envolvida no metabolismo da microcistina foi avaliada nos genomas dos seis isolados bacterianos usando iniciadores de PCR específicos. Fragmentos de aproximadamente 800 pb foram amplificados em dois isolados, Bacillus sp.e Microbacterium sp. Ensaios de toxicidade utilizando o cládocero Daphnia similis foram realizados para verificar a efetiva remoção da MCYST-XR e a não formação de subprodutos tóxicos na via de biodegradacão. Os resultados negativos dos bioensaios após 48 horas indicaram a ausência de subprodutos tóxicos na via da degradação. / Microcystins are potent hepatotoxins and tumor promoters found in freshwaters that cause public health risks and thus represent a serious problem for water treatment plants. The cyanobacterium genus Microcystis is the most known toxin-producer and the most common bloom-forming in water reservoirs used for public supply. However, some bacteria are able to use these toxins as carbon source, which can contribute to its removal from water. This study assessed the potential for degradation of microcystin-XR (MCYST-XR) by heterotrophic bacteria isolated from a public water supply system of the city of Piracicaba-SP. The cyanotoxin MCYSTXR evaluated was isolated from Microcystis aeruginosa strain NPLJ-4 and purified. Pure cultures of 35 bacteria isolated from the water supply system were tested. For this, each bacterium was inoculated in minimal medium salts containing 60 g mL-1 of purified MCYST-XR and after 144 hours the toxin degradation was evaluated by LC-MS/MS analysis. The peaks indicating the mass of microcystin-XR (m/z 1037) were not detected in the culture medium of six bacteria, which were identified by almost complete sequencing of the 16S rRNA gene as belonging to the genera Pseudomonas sp., Sphingomonas sp., Microbacterium sp., Agromyces sp., Bacillus sp. and Acinetobacter sp. This is the first report of an Acinetobacter strain able to degrade MCYST. The kinetic of the MCYST-XR biodegration showed 80% reduction in 72 hours, period in which the bacteria showed the maximum growth. The presence of the mlrA gene encoding the microcystinase enzyme involved in the metabolism of microcystin was evaluated in the genomes of the six bacterial isolates using specific PCR primers. Fragments of approximately 800 bp were amplified in two isolates, Bacillus sp. and Microbacterium sp. Toxicity assays using the cladoceran Daphnia similis were conducted to verify the effective removal of MCYST-XR and the non formation of toxic by-products in the biodegradation pathway. The negative results of the bioassays after 48 hours indicated absence of toxic by-products in the biodegradation pathway.

O gênero Pilumnus apresenta um total de 143 espécies válidas sendo representado por caranguejos distribuídos em oceanos tropicais e temperados. Estudos anteriores acerca da sistemática do gênero evidenciam um alto grau de incertezas quanto à sua classificação, provavelmente decorrente do pouco conhecimento sobre as espécies, somada a abundância de seus representantes. A classificação inicial do gênero foi baseada em caracteres morfológicos, compartilhados por diversos gêneros de Brachyura, inclusive posicionados em famílias distintas. A utilização de ferramentas moleculares tem se mostrado bastante eficaz, principalmente quando em conjunto com estudos morfológicos, no auxílio de trabalhos taxonômicos e contribuindo na construção de hipóteses filogenéticas mais robustas para os crustáceos decápodos. Além de uma análise comparativa empírica das espécies de Pilumnus do Atlântico ocidental, foram realizadas análises moleculares baseadas nos genes mitocondriais 16S rRNA e o Citocromo Oxidase I (COI) (mesma sequência do barcoding) que resultaram em 17 espécies distintas, incluíndo duas espécies novas. Foi observado uma possível estruturação genética entre populações de P. reticulatus provenientes de diferentes regiões zoogeográficas (Caribe e Brasil), e a ausência de estruturação nas espécies P. caribaeus, P. dasypodus, P. floridanus e P. vinaceus que apresentam uma ampla distribuição. Os dados morfológicos e moleculares permitiu a avaliar o status taxonômico de 21 espécies de ocorrência no Atlântico ocidental em que foi corroborada a proposição de P. brasiliensis como sinônimo júnior de P. caribaeus. Ademais, os nomes P. dasypodus e P. vinaceus devem ser considerados válidos, sendo necessário a ressurreição do último, considerado anteriormente sinônimo júnior de P. dasypodus. Com base na nossa revisão, 20 espécies são consideradas válidas e a distribuição reportada de P. diomedeae, P. longleyi e P. spinosissimus é restrita. / The genus Pilumnus has 143 valid species being represented by crabs distributed in tropical and temperate oceans. Previous studies about the systematics of the genus evidenced a high degree of uncertainty regarding its classification, probably due to the lack of knowledge about the species, in addition to the abundance of its representatives. The initial classification of the genus was based on morphological characters, shared by several genera of Brachyura, even in different families. The use of molecular tools has been shown to be very effective, especially when combined with morphological studies, in the aid of taxonomic works and contributing to the construction of more robust phylogenetic hypotheses for decapod crustaceans. In addition to an empirical comparative analysis of Pilumnus species from the western Atlantic, molecular analyzes based on mitochondrial 16S rRNA and Cytochrome Oxidase I (COI) genes were performed, resulting in 17 distinct species, including two new species. It was observed a possible genetic structuring between P. reticulatus populations from different zoogeographic regions (Caribbean and Brazil), and the absence of genetic structuring in the species P. caribaeus, P. dasypodus, P. floridanus and P. vinaceus that present a wide distribution. The morphological and molecular data allowed evaluating the taxonomic status of 21 species with occurrence in the western Atlantic in which the proposition of P. brasiliensis as a junior synonym of P. caribaeus was corroborated. In addition, the names P. dasypodus and P. vinaceus should be considered valid, being necessary the resurrection of the last, previously considered junior synonym of P. dasypodus. Based on our review, 20 species are considered valid and the reported distribution of P. diomedeae, P. longleyi and P. spinosissimus is restricted.