A Terra Preta Antropogênica (TPA) é considerada um dos solos mais férteis do mundo, constituída de pequenas faixas e distribuídos aleatoriamente pela região Amazônica. Sua denominação é decorrente da presença de grupos pré-históricos que viveram nestes sítios arqueológicos ao longo dos rios da Amazônia, principalmente Central e Oriental. A grande quantidade de material deixado por esses grupos indígenas como fragmentos cerâmicos, carvão, artefatos líticos, restos de animais e vegetais promoveu uma elevada concentração de matéria orgânica, fósforo, cálcio, magnésio, manganês e zinco. Contudo, pouco se conhece sobre a diversidade e funcionalidade microbiana na TPA sendo; tal conhecimento fundamental para auxiliar na formação e manutenção destes solos, levando ao desenvolvimento de práticas sustentáveis de agricultura que conservem a biodiversidade. Dentre os microrganismos, as leveduras apresentam um papel de destaque na indústria e mesmo no ambiente. Este grupo esta correlacionado a processos fermentativos de diversos tipos de açúcares, produção de vitaminas, enzimas, lipídeos e polissacarídeos. Além disso, sua presença em solos é diversificada e variável quanto à abundância e espécies presentes. O objetivo deste trabalho foi avaliar as estruturas das comunidades de leveduras presentes nos solos de TPA, compará-las com as suas adjacências e correlacionar a possíveis diferenças apresentadas com os atributos químicos do solo. Além disso, testes metabólicos para o consumo de carboidratos e produção de micotoxinas foram efetuados buscando uma melhor compreensão da funcionalidade das leveduras nos ambientes estudados. No isolamento foram identificadas 13 espécies na TPA, 9 nos solos adjacentes e seis comuns ao dois ambientes. As leveduras dos solos adjacentes demonstraram-se capazes de consumir um maior número de carboidratos distintos, especialmente: amido, celobiose e L-arabinose. Na análise de DGGE as comunidades de TPAs apresentaram-se distintas e com maiores índices de diversidade e riqueza, quando comparadas aos seus solos adjacentes. Atributos químicos do solo como: P, matéria orgânica (MO), soma de bases (SB), Al, K, Fe e Mg foram determinantes para a diferenciar as comunidades de leveduras dos solos adjacentes e da Terra Preta. Os resultados permitiram concluir que a comunidade de leveduras presentes nos diferentes sítios de TPA e adjacência são diferentes na sua estrutura e diversidade de espécies, estando isto correlacionado as distintas propriedades químicas dos solos estudados / Anthropogenic Dark Earth (ADE) is considered one of the most fertile soils of the world, consisting in small areas and randomly distributed throughout the Amazonian region. Its name derives from the presence of prehistoric groups who lived in these archaeological sites along the Amazonian rivers, mainly Central and Eastern. The large amount of material left by these indigenous groups as pottery fragments, charcoal, lithic artifacts, the remains of animals and vegetables promoted a high concentration of organic matter, phosphorus, calcium, magnesium, manganese and zinc. However, little is known about the microbial diversity and functionality in ADE being this, fundamental to the knowledge of the formation and maintenance of these soils, leading to the development of sustainable farming practices that conserve the biodiversity. Among the microorganisms, the yeasts have interesting functionalities in the industry and even the environment. This group is correlated with fermentation processes of the several kinds of sugars, production of vitamins, enzymes, lipids and polysaccharides. Furthermore, its presence in soil is diverse and variable in abundance and species presence. The aim of this study was to evaluate the structures of the yeast communities present in the soil of ADE, to compare them with their surroundings and to correlate possible differences presented with the soil chemical properties. In addition, tests for metabolic consumption of carbohydrates and mycotoxin production were performed, seeking a better understanding of the yeast functionality in this study. In isolation were identified 13 species in the ADE , 9 in adjacent soil and six were common to both environments. Yeasts presents in adjacent soils shown are able to consume more distinct carbohydrates, especially: starch, cellobiose and L-arabinose. In DGGE analysis, the communities of ADE presented distinct and with higher levels of diversity and richness when compared to their adjacent soils. Soil chemical attributes as: P, organic matter (OM), total bases (SB), Al, K, Fe and Mg were determinates to differentiate yeast communities of adjacent soils and ADE. The results showed that yeast community in the different sites of ADE and adjacency are different in structure and diversity of the species, being this correlated to the different chemical properties found in these soils

Resumo: O gênero Burkholderia compreende um grupo de bactérias muito diversificado, ocupando vários nichos ecológicos e possui espécies que causam doenças, mas outras espécies apresentam habilidades importantes para os ramos da agricultura, biotecnologia e do ambiente, como a biodegradação. Essas bactérias são morfologicamente semelhantes e o gênero está dividido em dezessete genomovars, onde espécies semelhantes geneticamente são agrupadas, formando o Complexo Burkholderia cepacia (CBC). Por meio de estudos moleculares do gene 16S rRNA e do gene recA foi possível fazer a classificação adequada em espécies dos 450 isolados obtidos da Terra Preta Antropogênica (TPA) e adjacentes, em quatro sítios (TPA Caldeirão Cultivado; TPA Caldeirão Capoeira; TPA Hatahara e TPA Mina-I), foram obtidos 177 isolados do gênero Burkholderia. Desses isolados, pela análise do gene 16S rRNA foi possível classificar 157 isolados ao nível de espécie e pela análise do gene recA somente 105 isolados foram classificados neste mesmo nível. Esses isolados foram utilizados no teste de biodegradação dos hidrocarbonetos. Os hidrocarbonetos poliaromáticos (HPAs) são compostos orgânicos resultantes da combustão incompleta da matéria orgânica e dos derivados de petróleo, são pouco solúveis em água e muito tóxicos para as células, por isso, não são metabolizados por muitos micro-organismos e acabam contaminando e inviabilizando os ambientes. Nos testes de biodegradação os substratos utilizados foram o naftaleno, o fenantreno e o diesel, juntamente com o indicador redox 2,6- diclorofenol-indofenol (DCPIP), que sofre descoloração (de azul para incolor) quando as células utilizam os substratos como fonte de carbono para o crescimento celular, gerando elétrons que vão reduzir o indicador. Pela análise do teste, 19 isolados degradaram o naftaleno, 16 degradaram... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The genus Burkholderia comprises a very diverse group of bacteria occupying various ecological niches and has species that cause disease, but other species have important skills to the branches of agriculture, biotechnology and the environment, as biodegradation. These bacteria are morphologically similar genus and is divided into seventeen genomovars, where genetically similar species are grouped together, forming the Burkholderia cepacia complex (BCC). Through molecular studies of 16S rRNA and recA gene was possible to make the appropriate classification of species in 450 isolates of Terra Preta Antropogênica (TPA) and adjacent at four sites (TPA Caldeirão Cultivado; TPA Caldeirão Capoeira; TPA Hatahara e TPA Mina-I) were obtained 177 isolates of the genus Burkholderia. These isolates by 16S rRNA gene analysis was possible to classify 157 isolates to species level and the recA gene analysis only 105 isolates were classified in the same level. These isolates were used to test the biodegradation of hydrocarbons. Polyaromatic hydrocarbons (PAHs) are organic compounds resulting from incomplete combustion of organic matter and petroleum derivatives, are not very soluble in water and very toxic to cells, therefore, are not metabolized by many microorganisms to contaminate and render environments. In biodegradation tests the substrates used were naphthalene, phenanthrene and the diesel, along with the redox indicator 2,6- dichlorophenol-indophenol (DCPIP), who suffers discoloration (blue to colorless) when cells use the substrates as a source of carbon for cell growth, generating electrons that will reduce the indicator. By analysis of the test, 19 isolates degraded naphthalene, phenanthrene degraded the 16 and 126 degraded diesel, generating a total of 132 isolates of the genus Burkholderia that have the ability to degrade at least... (Complete abstract click eletronic access below) / Orientador: Dejanira de Franceschi de Angelis / Coorientador: Siu Mui Tsai / Banca: Margarete de Fátima Costa / Banca: Eleonora Cano Carmona / Mestre

A Terra Preta Antropogênica (TPA) é considerada um dos solos mais férteis do mundo, constituída de pequenas faixas e distribuídos aleatoriamente pela região Amazônica. Sua denominação é decorrente da presença de grupos pré-históricos que viveram nestes sítios arqueológicos ao longo dos rios da Amazônia, principalmente Central e Oriental. A grande quantidade de material deixado por esses grupos indígenas como fragmentos cerâmicos, carvão, artefatos líticos, restos de animais e vegetais promoveu uma elevada concentração de matéria orgânica, fósforo, cálcio, magnésio, manganês e zinco. Contudo, pouco se conhece sobre a diversidade e funcionalidade microbiana na TPA sendo; tal conhecimento fundamental para auxiliar na formação e manutenção destes solos, levando ao desenvolvimento de práticas sustentáveis de agricultura que conservem a biodiversidade. Dentre os microrganismos, as leveduras apresentam um papel de destaque na indústria e mesmo no ambiente. Este grupo esta correlacionado a processos fermentativos de diversos tipos de açúcares, produção de vitaminas, enzimas, lipídeos e polissacarídeos. Além disso, sua presença em solos é diversificada e variável quanto à abundância e espécies presentes. O objetivo deste trabalho foi avaliar as estruturas das comunidades de leveduras presentes nos solos de TPA, compará-las com as suas adjacências e correlacionar a possíveis diferenças apresentadas com os atributos químicos do solo. Além disso, testes metabólicos para o consumo de carboidratos e produção de micotoxinas foram efetuados buscando uma melhor compreensão da funcionalidade das leveduras nos ambientes estudados. No isolamento foram identificadas 13 espécies na TPA, 9 nos solos adjacentes e seis comuns ao dois ambientes. As leveduras dos solos adjacentes demonstraram-se capazes de consumir um maior número de carboidratos distintos, especialmente: amido, celobiose e L-arabinose. Na análise de DGGE as comunidades de TPAs apresentaram-se distintas e com maiores índices de diversidade e riqueza, quando comparadas aos seus solos adjacentes. Atributos químicos do solo como: P, matéria orgânica (MO), soma de bases (SB), Al, K, Fe e Mg foram determinantes para a diferenciar as comunidades de leveduras dos solos adjacentes e da Terra Preta. Os resultados permitiram concluir que a comunidade de leveduras presentes nos diferentes sítios de TPA e adjacência são diferentes na sua estrutura e diversidade de espécies, estando isto correlacionado as distintas propriedades químicas dos solos estudados / Anthropogenic Dark Earth (ADE) is considered one of the most fertile soils of the world, consisting in small areas and randomly distributed throughout the Amazonian region. Its name derives from the presence of prehistoric groups who lived in these archaeological sites along the Amazonian rivers, mainly Central and Eastern. The large amount of material left by these indigenous groups as pottery fragments, charcoal, lithic artifacts, the remains of animals and vegetables promoted a high concentration of organic matter, phosphorus, calcium, magnesium, manganese and zinc. However, little is known about the microbial diversity and functionality in ADE being this, fundamental to the knowledge of the formation and maintenance of these soils, leading to the development of sustainable farming practices that conserve the biodiversity. Among the microorganisms, the yeasts have interesting functionalities in the industry and even the environment. This group is correlated with fermentation processes of the several kinds of sugars, production of vitamins, enzymes, lipids and polysaccharides. Furthermore, its presence in soil is diverse and variable in abundance and species presence. The aim of this study was to evaluate the structures of the yeast communities present in the soil of ADE, to compare them with their surroundings and to correlate possible differences presented with the soil chemical properties. In addition, tests for metabolic consumption of carbohydrates and mycotoxin production were performed, seeking a better understanding of the yeast functionality in this study. In isolation were identified 13 species in the ADE , 9 in adjacent soil and six were common to both environments. Yeasts presents in adjacent soils shown are able to consume more distinct carbohydrates, especially: starch, cellobiose and L-arabinose. In DGGE analysis, the communities of ADE presented distinct and with higher levels of diversity and richness when compared to their adjacent soils. Soil chemical attributes as: P, organic matter (OM), total bases (SB), Al, K, Fe and Mg were determinates to differentiate yeast communities of adjacent soils and ADE. The results showed that yeast community in the different sites of ADE and adjacency are different in structure and diversity of the species, being this correlated to the different chemical properties found in these soils

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:27:24Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2011-03-29Bitstream added on 2014-06-13T18:31:32Z : No. of bitstreams: 1 furlan_b_me_rcla.pdf: 3556255 bytes, checksum: b8dadd1a50eb8caa4d6eb51e31dc8f1e (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O gênero Burkholderia compreende um grupo de bactérias muito diversificado, ocupando vários nichos ecológicos e possui espécies que causam doenças, mas outras espécies apresentam habilidades importantes para os ramos da agricultura, biotecnologia e do ambiente, como a biodegradação. Essas bactérias são morfologicamente semelhantes e o gênero está dividido em dezessete genomovars, onde espécies semelhantes geneticamente são agrupadas, formando o Complexo Burkholderia cepacia (CBC). Por meio de estudos moleculares do gene 16S rRNA e do gene recA foi possível fazer a classificação adequada em espécies dos 450 isolados obtidos da Terra Preta Antropogênica (TPA) e adjacentes, em quatro sítios (TPA Caldeirão Cultivado; TPA Caldeirão Capoeira; TPA Hatahara e TPA Mina-I), foram obtidos 177 isolados do gênero Burkholderia. Desses isolados, pela análise do gene 16S rRNA foi possível classificar 157 isolados ao nível de espécie e pela análise do gene recA somente 105 isolados foram classificados neste mesmo nível. Esses isolados foram utilizados no teste de biodegradação dos hidrocarbonetos. Os hidrocarbonetos poliaromáticos (HPAs) são compostos orgânicos resultantes da combustão incompleta da matéria orgânica e dos derivados de petróleo, são pouco solúveis em água e muito tóxicos para as células, por isso, não são metabolizados por muitos micro-organismos e acabam contaminando e inviabilizando os ambientes. Nos testes de biodegradação os substratos utilizados foram o naftaleno, o fenantreno e o diesel, juntamente com o indicador redox 2,6- diclorofenol-indofenol (DCPIP), que sofre descoloração (de azul para incolor) quando as células utilizam os substratos como fonte de carbono para o crescimento celular, gerando elétrons que vão reduzir o indicador. Pela análise do teste, 19 isolados degradaram o naftaleno, 16 degradaram... / The genus Burkholderia comprises a very diverse group of bacteria occupying various ecological niches and has species that cause disease, but other species have important skills to the branches of agriculture, biotechnology and the environment, as biodegradation. These bacteria are morphologically similar genus and is divided into seventeen genomovars, where genetically similar species are grouped together, forming the Burkholderia cepacia complex (BCC). Through molecular studies of 16S rRNA and recA gene was possible to make the appropriate classification of species in 450 isolates of Terra Preta Antropogênica (TPA) and adjacent at four sites (TPA Caldeirão Cultivado; TPA Caldeirão Capoeira; TPA Hatahara e TPA Mina-I) were obtained 177 isolates of the genus Burkholderia. These isolates by 16S rRNA gene analysis was possible to classify 157 isolates to species level and the recA gene analysis only 105 isolates were classified in the same level. These isolates were used to test the biodegradation of hydrocarbons. Polyaromatic hydrocarbons (PAHs) are organic compounds resulting from incomplete combustion of organic matter and petroleum derivatives, are not very soluble in water and very toxic to cells, therefore, are not metabolized by many microorganisms to contaminate and render environments. In biodegradation tests the substrates used were naphthalene, phenanthrene and the diesel, along with the redox indicator 2,6- dichlorophenol-indophenol (DCPIP), who suffers discoloration (blue to colorless) when cells use the substrates as a source of carbon for cell growth, generating electrons that will reduce the indicator. By analysis of the test, 19 isolates degraded naphthalene, phenanthrene degraded the 16 and 126 degraded diesel, generating a total of 132 isolates of the genus Burkholderia that have the ability to degrade at least... (Complete abstract click eletronic access below)

A Terra Preta Antropogênica (TPA) tem essa denominação porque é encontrada em sítios arqueológicos, onde viveram grupos pré-históricos e é considerada um dos solos mais férteis do mundo. Nela é encontrada grande quantidade de material deixado por grupos indígenas como fragmentos cerâmicos, artefatos líticos, e especialmente carvão pirogênico. Estudos realizados com o carvão pirogênico verificaram que ele aumenta a capacidade de trocas catiônicas nesses solos. Por meio de microscopia de fluorencência, foi observada a presença de microrganismos habitando esse carvão, no entanto, não se sabe quais seriam. Devido à falta de informações sobre a diversidade bacteriana nessas estruturas, este trabalho estudou a diversidade bacteriana em amostras de carvão pirogênico de solos TPA coletadas nos sítios Lagoa Balbina (Amazônia Central- Amazonas) e Mina I (Amazônia Oriental - Pará), através de técnicas moleculares independentes de cultivo. O estudo visou também comparar essa diversidade com a encontrada no solo de onde carvão foi isolado. As estruturas de carvão foram separadas fisicamente dos solos e seu DNA genômico total extraído e usado como molde em reação de PCR utilizando oligonucleotídeos do gene 16S rRNA para o Domínio Bacteria. O produto da PCR foi clonado em vetor e os clones foram sequenciados e comparados com o banco de dados de 16S rRNA do RDPX. Com a construção das bibliotecas de clones do gene 16S rRNA a partir das amostras de carvão pirogênico observou-se que existe maior número de bactérias desconhecidas no carvão pirogênico do que no solo onde ele foi isolado. Acidobacteria foi o filo predominante nas bibliotecas de carvão pirogênico das duas localidades de estudo, assim como na biblioteca do solo do sítio Mina I. Já na biblioteca do solo do sítio Lagoa Balbina houve predominância do filo Firmicutes. Por meio do método de rarefação foi possível constatar uma menor riqueza de UTOs nas comunidades bacterianas presentes nas estruturas de carvão pirogênico quando comparado à riqueza de UTOs das comunidades bacterianas cujo habitat é o solo. Mas quando se compara a riqueza de UTOs entre as estruturas de carvão isoladas das duas localidades, observa-se que a riqueza é maior no sítio Mina I. Os valores obtidos com os índices de diversidade revelaram menor diversidade de UTOs nas bibliotecas obtidas para o carvão pirogênico das duas regiões estudadas se comparado dos valores para as bibliotecas obtidas do solo da mesma região. Os valores obtidos com os métodos não paramétricos revelaram maior riqueza de UTOs para as bibliotecas do carvão do sítio Mina I e solo TPA do sítio Balbina. A análise da PCA revelou que as bibliotecas do sítio Balbina mostraram-se altamente similares. Em adição, a análise com S-Libshuff, verificou que todas as bibliotecas comparadas são significativamente diferentes quanto à composição das comunidades bacterianas. O carvão pirogênico não é uma estrutura inerte, pois é capaz de ser habitado por diferentes bactérias e a sua estrutura da comunidade bacteriana é diferente daquela de onde ele foi segregado / Anthropogenic Dark Earth (ADE) has this denomination because it is found at archeological sites, where prehistoric groups lived, and it is considered one of the most fertile soils of the world. In this soil a great amount of material left by indigenous groups was found as ceramic fragments, lithic workmanships, and especially pyrogenic black carbon. Studies accomplished with the pyrogenic black carbon verified that it increases the capacity of cationic changes in soils. Through fluorescence microscopy, the presence of microorganisms was observed inhabiting that black carbon, however, this community is still unknown,due to the lack of information about the bacterial diversity in those structures.This work studied the bacterial diversity in samples of pyrogenic black carbon of ADE soils, collected at the sites Lagoa Balbina (Central Amazon) and Mina I (Oriental Amazon), through molecular techniques independent of cultivation. The study also sought to compare that diversity with the one of the soil where black carbon was isolated. The structures of black carbon were separate physically from the soils and total genomic DNA was extracted and used as template in a PCR reaction, using primers of the 16S rRNA gene for the Bacteria Domain. The PCR product was used for construction of clone libraries and the clones were sequenced and compared with the 16S rRNA of RDPX database. The 16S rRNA gene clone libraries from the samples of pyrogenic black carbon, it shown that is a larger number of unknown bacteria in the black carbon than in the soil where it was isolated. Acidobacteria was the predominant phylum in the pyrogenic black carbon libraries from the both studied places, as well as in the soil library from Mina I site. However in the library Lagoa Balbina site there was predominance of the phylum Firmicutes. Through the rarefaction method it was possible to verify a smaller richness of OTUs in the bacterial communities presents in the pyrogenic black carbon structures when compared to the OTUs richness of the bacterial soil communities.But, when the OTUs richness is compared among the isolated structures of pyrogenic black carbon of the two places, it is observed that the richness is higher in the Mina I site. The values from diversity indexes revealed smaller diversity of OTUs in the pyrogenic black carbon libraries when compared with the soil libraries for the two studied areas. The obtained values with the nonparametric methods revealed larger OTUs richness in the black carbon library of Mina I site and in the ADE soil library of the Balbina site. The PCA analysis showed that the libraries of the site Balbina site were highly similar. In addition, the analysis with S-Libshuff verified that all of the compared libraries were significantly different in bacterial communities composition. The pyrogenic black carbon is not an inert structure, once it is capable of being inhabited by different bacteria, and its bacterial community structure is different from that one where is was segregated

A Terra Preta Antropogênica (TPA) é considerada um dos solos mais férteis do mundo e recebe essa denominação por ser originada da ação antrópica, provavelmente de populações pré-colombianas que viveram nestes sítios arqueológicos. O crescente aumento por agricultura sustentável torna a utilização de bactérias produtoras de antibióticos uma alternativa de controle para doenças de plantas. Pirrolnitrina (PRN) é um antibiótico que tem ampla atividade antimicrobiana produzida por várias estirpes de Burkholderia e Pseudomonas que foram isoladas de diferentes solos. Entretanto, não se tem conhecimento de isolados bacterianos de TPA que produzem PRN, assim com, sobre a ecologia e freqüência do gene para este antibiótico. A PRN é codificada por um operon composto por 4 genes sendo o gene prnD responsável por catalisar a oxidação que forma a pirrolnitrina. Neste trabalho, foi estudado o gene prnD através de métodos dependente e independente de cultivo. Foram utilizados isolados bacterianos para detectar o gene prnD através de PCR convencional e a identificação feita pelo seqüenciamento. As bactérias com amplificação positiva tiveram suas sequências do gene analisadas no programa MOTHUR o qual reuniu as em 10 grupos. Um representante de cada grupo foi empregado no teste de antagonismo contra o fitopatógeno Fusarium oxysporum. Amostras de solo de TPA e seus solos adjacentes foram coletados de dois sítios: Caldeirão Capoeira (floresta secundária por mais de 20 anos) e Cultivado (cultivado com mandioca por pelo menos 30 anos). Os DNAs totais das amostras de solo extraído foram usados como molde nas reações de PCR quantitativo em tempo real para verificar a abundância do gene prnD nas amostras de solo. Em amostras de solo também foi quantificado o gene 16S rRNA. No estudo dependente de cultivo, do total de 219 isolados (175 Burkholderia e 44 Pseudomonas), 60 isolados do gênero Burkholderia e 3 de Pseudomonas exibiram amplificação positiva. A análise filogenética do gene prnD mostrou que a maioria das seqüências obtidas deste estudo não agruparam com as seqüências do banco de dados do GenBank indicando que há diversidade do gene prnD nos isolados de solos amazônicos e que podem ser distintos dos descritos anteriormente. O teste de antagonismo demonstrou que isolados com potencial genético para produção de pirrolnitrina também são bioativos contra Fusarium oxysporum, apresentando forte atividade antimicrobiana. No estudo independente de cultivo, no sítio Caldeirão Cultivado, solo de TPA apresentou maior número de cópias do gene prnD e do gene 16S rRNA em relação ao solo ADJ. No sítio Caldeirão Capoeira, o solo adjacente apresentou maior quantidade do gene prnD (1,74x105 cópias/g solo) que o solo de TPA (2,48x104 cópias/ g de solo), no entanto, na TPA as bactérias totais foram mais abundante. Estes resultados evidenciam que a metodologia de PCR quantitativo em tempo real desenvolvida foi altamente sensível e específica permitindo a detecção de diferenças sensíveis e significativas entre os solos na quantificação do gene prnD. A abundância do gene prnD correlacionou significativamente com parâmetros químicos do solo tais como pH, fósforo, cálcio, magnésio e micronutrientes / Anthropogenic Dark Earth (ADE) is considered one of the world\'s most fertile soils and receives this name because it originated from human action, probably by pre-Columbian populations who lived in these archaeological sites. Because of the common trend in agriculture towards sustainability antibiotic-producing bacteria is an alternative for biocontrol to plant diseases. Pyrrolnitrin (PRN) is a broad-spectrum antibiotic produced by various strains of Burkholderia and Pseudomonas that have been isolated from different soils. However, little is known about PRN-producing bacteria screened from ADE, even as the ecology and frequency of pyrrolnitrin gene. PNR is encoded by an operon comprised by four genes and prnD gene is responsible for catalyze the oxidation to form pyrrolnitrin. In this work, we studied the gene prnD through culture dependent and independent methods. Conventional PCR were established to detect prnD gene in bacterial isolates screened in ADE and their adjacent soils (ADJ) and identification were done by sequencing. Based on the results generated by MOTHUR prnD sequences from isolates were grouped into 10 groups. A representative of each group was used in the test of antagonism against the plant pathogen Fusarium oxysporum. Soil samples of ADE and its adjacent soils were collected from two sites: Caldeirão Capoeira (secondary forest for over 20 years) and Caldeirão Cultivado (cultivated with cassava for at least 30 years). The total DNA extracted from soil samples was used as template in quantitative PCR reactions to determine the abundance of prnD gene. In soil samples was also quantified the 16S rRNA. In the study culture-dependent, in a total of 219 isolates (175 Burkholderia and 44 Pseudomonas), 60 isolates of Burkholderia and 3 Pseudomonas exhibited positive amplification for prnD gene. Phylogenetic analysis of prnD gene showed that most of the sequences obtained in this study grouped distinctly from sequences of the GenBank database. It indicates that there is diversity in prnD gene of isolates from amazonian soils and they may differ from those previous described. The antagonism test showed that isolates with genetic potential for production of pyrrolnitrin are also bioactive against Fusarium oxysporum, exhibiting strong antimicrobial activity. In culture-independent study, the site Caldeirão Cultivado, ADE soil showed higher copies number of prnD gene and 16S rRNA gene than in ADJ soil. At the site Caldeirão Capoeira, surrounding soil had a higher amount of prnD gene (1.74 x105 copies / g soil) than ADE soil (2.48 x104 copies / g soil), however, in ADE total bacteria was more abundant. These results show that the real-time PCR assay developed in this study was highly sensitive and specific enabling the detection of sensitive and significant differences between soils in the quantification of prnD gene. Soil variables such as pH, phosphorus, calcium, magnesium and micronutrients significantly correlated with abundance of prnD gene

A Terra Preta Antropogênica (TPA) é considerada um dos solos mais férteis do mundo e recebe essa denominação por ser originada da ação antrópica, provavelmente de populações pré-colombianas que viveram nestes sítios arqueológicos. O crescente aumento por agricultura sustentável torna a utilização de bactérias produtoras de antibióticos uma alternativa de controle para doenças de plantas. Pirrolnitrina (PRN) é um antibiótico que tem ampla atividade antimicrobiana produzida por várias estirpes de Burkholderia e Pseudomonas que foram isoladas de diferentes solos. Entretanto, não se tem conhecimento de isolados bacterianos de TPA que produzem PRN, assim com, sobre a ecologia e freqüência do gene para este antibiótico. A PRN é codificada por um operon composto por 4 genes sendo o gene prnD responsável por catalisar a oxidação que forma a pirrolnitrina. Neste trabalho, foi estudado o gene prnD através de métodos dependente e independente de cultivo. Foram utilizados isolados bacterianos para detectar o gene prnD através de PCR convencional e a identificação feita pelo seqüenciamento. As bactérias com amplificação positiva tiveram suas sequências do gene analisadas no programa MOTHUR o qual reuniu as em 10 grupos. Um representante de cada grupo foi empregado no teste de antagonismo contra o fitopatógeno Fusarium oxysporum. Amostras de solo de TPA e seus solos adjacentes foram coletados de dois sítios: Caldeirão Capoeira (floresta secundária por mais de 20 anos) e Cultivado (cultivado com mandioca por pelo menos 30 anos). Os DNAs totais das amostras de solo extraído foram usados como molde nas reações de PCR quantitativo em tempo real para verificar a abundância do gene prnD nas amostras de solo. Em amostras de solo também foi quantificado o gene 16S rRNA. No estudo dependente de cultivo, do total de 219 isolados (175 Burkholderia e 44 Pseudomonas), 60 isolados do gênero Burkholderia e 3 de Pseudomonas exibiram amplificação positiva. A análise filogenética do gene prnD mostrou que a maioria das seqüências obtidas deste estudo não agruparam com as seqüências do banco de dados do GenBank indicando que há diversidade do gene prnD nos isolados de solos amazônicos e que podem ser distintos dos descritos anteriormente. O teste de antagonismo demonstrou que isolados com potencial genético para produção de pirrolnitrina também são bioativos contra Fusarium oxysporum, apresentando forte atividade antimicrobiana. No estudo independente de cultivo, no sítio Caldeirão Cultivado, solo de TPA apresentou maior número de cópias do gene prnD e do gene 16S rRNA em relação ao solo ADJ. No sítio Caldeirão Capoeira, o solo adjacente apresentou maior quantidade do gene prnD (1,74x105 cópias/g solo) que o solo de TPA (2,48x104 cópias/ g de solo), no entanto, na TPA as bactérias totais foram mais abundante. Estes resultados evidenciam que a metodologia de PCR quantitativo em tempo real desenvolvida foi altamente sensível e específica permitindo a detecção de diferenças sensíveis e significativas entre os solos na quantificação do gene prnD. A abundância do gene prnD correlacionou significativamente com parâmetros químicos do solo tais como pH, fósforo, cálcio, magnésio e micronutrientes / Anthropogenic Dark Earth (ADE) is considered one of the world\'s most fertile soils and receives this name because it originated from human action, probably by pre-Columbian populations who lived in these archaeological sites. Because of the common trend in agriculture towards sustainability antibiotic-producing bacteria is an alternative for biocontrol to plant diseases. Pyrrolnitrin (PRN) is a broad-spectrum antibiotic produced by various strains of Burkholderia and Pseudomonas that have been isolated from different soils. However, little is known about PRN-producing bacteria screened from ADE, even as the ecology and frequency of pyrrolnitrin gene. PNR is encoded by an operon comprised by four genes and prnD gene is responsible for catalyze the oxidation to form pyrrolnitrin. In this work, we studied the gene prnD through culture dependent and independent methods. Conventional PCR were established to detect prnD gene in bacterial isolates screened in ADE and their adjacent soils (ADJ) and identification were done by sequencing. Based on the results generated by MOTHUR prnD sequences from isolates were grouped into 10 groups. A representative of each group was used in the test of antagonism against the plant pathogen Fusarium oxysporum. Soil samples of ADE and its adjacent soils were collected from two sites: Caldeirão Capoeira (secondary forest for over 20 years) and Caldeirão Cultivado (cultivated with cassava for at least 30 years). The total DNA extracted from soil samples was used as template in quantitative PCR reactions to determine the abundance of prnD gene. In soil samples was also quantified the 16S rRNA. In the study culture-dependent, in a total of 219 isolates (175 Burkholderia and 44 Pseudomonas), 60 isolates of Burkholderia and 3 Pseudomonas exhibited positive amplification for prnD gene. Phylogenetic analysis of prnD gene showed that most of the sequences obtained in this study grouped distinctly from sequences of the GenBank database. It indicates that there is diversity in prnD gene of isolates from amazonian soils and they may differ from those previous described. The antagonism test showed that isolates with genetic potential for production of pyrrolnitrin are also bioactive against Fusarium oxysporum, exhibiting strong antimicrobial activity. In culture-independent study, the site Caldeirão Cultivado, ADE soil showed higher copies number of prnD gene and 16S rRNA gene than in ADJ soil. At the site Caldeirão Capoeira, surrounding soil had a higher amount of prnD gene (1.74 x105 copies / g soil) than ADE soil (2.48 x104 copies / g soil), however, in ADE total bacteria was more abundant. These results show that the real-time PCR assay developed in this study was highly sensitive and specific enabling the detection of sensitive and significant differences between soils in the quantification of prnD gene. Soil variables such as pH, phosphorus, calcium, magnesium and micronutrients significantly correlated with abundance of prnD gene

A Terra Preta Antropogênica (TPA) tem essa denominação porque é encontrada em sítios arqueológicos, onde viveram grupos pré-históricos e é considerada um dos solos mais férteis do mundo. Nela é encontrada grande quantidade de material deixado por grupos indígenas como fragmentos cerâmicos, artefatos líticos, e especialmente carvão pirogênico. Estudos realizados com o carvão pirogênico verificaram que ele aumenta a capacidade de trocas catiônicas nesses solos. Por meio de microscopia de fluorencência, foi observada a presença de microrganismos habitando esse carvão, no entanto, não se sabe quais seriam. Devido à falta de informações sobre a diversidade bacteriana nessas estruturas, este trabalho estudou a diversidade bacteriana em amostras de carvão pirogênico de solos TPA coletadas nos sítios Lagoa Balbina (Amazônia Central- Amazonas) e Mina I (Amazônia Oriental - Pará), através de técnicas moleculares independentes de cultivo. O estudo visou também comparar essa diversidade com a encontrada no solo de onde carvão foi isolado. As estruturas de carvão foram separadas fisicamente dos solos e seu DNA genômico total extraído e usado como molde em reação de PCR utilizando oligonucleotídeos do gene 16S rRNA para o Domínio Bacteria. O produto da PCR foi clonado em vetor e os clones foram sequenciados e comparados com o banco de dados de 16S rRNA do RDPX. Com a construção das bibliotecas de clones do gene 16S rRNA a partir das amostras de carvão pirogênico observou-se que existe maior número de bactérias desconhecidas no carvão pirogênico do que no solo onde ele foi isolado. Acidobacteria foi o filo predominante nas bibliotecas de carvão pirogênico das duas localidades de estudo, assim como na biblioteca do solo do sítio Mina I. Já na biblioteca do solo do sítio Lagoa Balbina houve predominância do filo Firmicutes. Por meio do método de rarefação foi possível constatar uma menor riqueza de UTOs nas comunidades bacterianas presentes nas estruturas de carvão pirogênico quando comparado à riqueza de UTOs das comunidades bacterianas cujo habitat é o solo. Mas quando se compara a riqueza de UTOs entre as estruturas de carvão isoladas das duas localidades, observa-se que a riqueza é maior no sítio Mina I. Os valores obtidos com os índices de diversidade revelaram menor diversidade de UTOs nas bibliotecas obtidas para o carvão pirogênico das duas regiões estudadas se comparado dos valores para as bibliotecas obtidas do solo da mesma região. Os valores obtidos com os métodos não paramétricos revelaram maior riqueza de UTOs para as bibliotecas do carvão do sítio Mina I e solo TPA do sítio Balbina. A análise da PCA revelou que as bibliotecas do sítio Balbina mostraram-se altamente similares. Em adição, a análise com S-Libshuff, verificou que todas as bibliotecas comparadas são significativamente diferentes quanto à composição das comunidades bacterianas. O carvão pirogênico não é uma estrutura inerte, pois é capaz de ser habitado por diferentes bactérias e a sua estrutura da comunidade bacteriana é diferente daquela de onde ele foi segregado / Anthropogenic Dark Earth (ADE) has this denomination because it is found at archeological sites, where prehistoric groups lived, and it is considered one of the most fertile soils of the world. In this soil a great amount of material left by indigenous groups was found as ceramic fragments, lithic workmanships, and especially pyrogenic black carbon. Studies accomplished with the pyrogenic black carbon verified that it increases the capacity of cationic changes in soils. Through fluorescence microscopy, the presence of microorganisms was observed inhabiting that black carbon, however, this community is still unknown,due to the lack of information about the bacterial diversity in those structures.This work studied the bacterial diversity in samples of pyrogenic black carbon of ADE soils, collected at the sites Lagoa Balbina (Central Amazon) and Mina I (Oriental Amazon), through molecular techniques independent of cultivation. The study also sought to compare that diversity with the one of the soil where black carbon was isolated. The structures of black carbon were separate physically from the soils and total genomic DNA was extracted and used as template in a PCR reaction, using primers of the 16S rRNA gene for the Bacteria Domain. The PCR product was used for construction of clone libraries and the clones were sequenced and compared with the 16S rRNA of RDPX database. The 16S rRNA gene clone libraries from the samples of pyrogenic black carbon, it shown that is a larger number of unknown bacteria in the black carbon than in the soil where it was isolated. Acidobacteria was the predominant phylum in the pyrogenic black carbon libraries from the both studied places, as well as in the soil library from Mina I site. However in the library Lagoa Balbina site there was predominance of the phylum Firmicutes. Through the rarefaction method it was possible to verify a smaller richness of OTUs in the bacterial communities presents in the pyrogenic black carbon structures when compared to the OTUs richness of the bacterial soil communities.But, when the OTUs richness is compared among the isolated structures of pyrogenic black carbon of the two places, it is observed that the richness is higher in the Mina I site. The values from diversity indexes revealed smaller diversity of OTUs in the pyrogenic black carbon libraries when compared with the soil libraries for the two studied areas. The obtained values with the nonparametric methods revealed larger OTUs richness in the black carbon library of Mina I site and in the ADE soil library of the Balbina site. The PCA analysis showed that the libraries of the site Balbina site were highly similar. In addition, the analysis with S-Libshuff verified that all of the compared libraries were significantly different in bacterial communities composition. The pyrogenic black carbon is not an inert structure, once it is capable of being inhabited by different bacteria, and its bacterial community structure is different from that one where is was segregated