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Salmonella spp. e Escherichia coli em ambientes de cultivo de camarão (Litopenaeus vannamei) no Estado do Ceará

Carvalho, Fátima Cristiane Teles de January 2012 (has links)
CARVALHO, F. C. T. de. Influências exôgenas na qualidade bacteriológica da água, solo e camarão (Litopenaeus vannamei), em quatro fazendas de camarão do Estado do Ceará. 2006. 87 f.: Dissertação (mestrado em Ciências Marinhas Tropicais) - Instituto de Ciências do Mar, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2006. / Submitted by Nadsa Cid (nadsa@ufc.br) on 2015-04-08T18:16:06Z No. of bitstreams: 1 2012_tese_fctdecarvalho.pdf: 1519340 bytes, checksum: a87e88da8c7a3c5c3ab337f3a4eebbb4 (MD5) / Approved for entry into archive by Nadsa Cid(nadsa@ufc.br) on 2015-04-08T18:16:16Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2012_tese_fctdecarvalho.pdf: 1519340 bytes, checksum: a87e88da8c7a3c5c3ab337f3a4eebbb4 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-04-08T18:16:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2012_tese_fctdecarvalho.pdf: 1519340 bytes, checksum: a87e88da8c7a3c5c3ab337f3a4eebbb4 (MD5) Previous issue date: 2012 / Bacteria of fecal origin, such as Escherichia coli and Salmonella, are frequently isolated from freshwater or marine waters, originating economic problems to the cultivation of aquatic organisms for human consumption. Another concerning factor is the growing resistance to antibiotics in the aquatic environment, due to its indiscriminate use for both human and animal prophylaxis. This considered, the following research aims at monitoring the presence of enteric bacteria (E. coli and Salmonella spp.) in areas of two freshwater acclimated shrimp (Litopenaeus vannamei) cultivation farms in Jaguaruana-CE, establishing antimicrobials resistance patterns. Sediment and water samples were gathered from ponds and nearby water streams from each farm. The estimated number of E. coli from both the pond and the main river samples were similar in all sources. Two hundred sixty-five (265) strains suspected of E. coli were isolated, 50 (18.87%) of those suspicions were confirmed by biochemical tests. Among the 186 strains suspected of Salmonella, 30 (16.13%) belong to the genus, with five different serovars: S. ser. Saintpaul, S. ser. Infantis, S. ser. Panama, S. ser. Madelia, S. ser. Braenderup, S. enterica subsp. Houtenae and S. enterica subsp. enterica. Physicochemical parameters (temperature, pH and salinity) did not have any influence on the isolation of E. coli or Salmonella strains. There was no relation between the E. coli MPN and Salmonella isolation among the analyzed samples. Resistance to TET, AMP and OTC was observed in 32% of the E. coli strains, where half of this percentage presented a plasmid-related phenotype. Resistance to TET, OTC, AMP and NIT was observed in 16.67% of the Salmonella strains. Only NIT resistance was considered of plasmid origin. Concerning TET and OTC, the E. coli isolates presented a MIC of 32 µg mL-1 and MBC of >128 µg mL-1; whereas the MIC and MBC for TET, OTC and NIT in the Salmonella strains were 64 µg mL-1 and >12,800 µg mL-1, respectively. According to the analysis of the genotypic profiles from the Salmonella isolates, it was not possible to determine the dispersion pattern of its serovars in the environment. The presence of pefA and invA genes was independent from both the serovar and environmental origin of the isolates. / Bactérias de origem fecal como Escherichia coli e Salmonella são frequentemente isoladas de corpos aquáticos dulcícolas e ou marinhos o que acarreta problemas econômicos para cultivos de organismos aquáticos destinados a alimentação humana, pois estão diretamente relacionados à qualidade dos produtos e à saúde dos consumidores. Outra preocupação é com a crescente resistência destas bactérias a antibióticos no ambiente aquático resultante, principalmente, do uso indiscriminado dessas drogas na profilaxia humana e animal. Considerando o exposto, o objetivo da pesquisa foi monitorar a presença de bactérias entéricas (E. coli e Salmonella spp.) em áreas de cultivo de camarão (Litopenaeus vannamei) aclimatado a água doce em duas fazendas situadas em Jaguaruana-CE, analizando os padrões de resistência a antimicrobianos. De cada fazenda foram coletadas amostras de sedimento e água dos viveiros além do afluente próximo. A estimativa do número de E. coli nas amostras de água e sedimentos dos viveiros e do rio abastecedor foram semelhantes para as duas fazendas. Foram isoladas 265 cepas suspeitas de E. coli sendo confirmadas 50 (18,87%) através de testes bioquímicos. Entre 186 cepas suspeitas de Salmonella, 30 (16,13%) foram confirmadas como pertencentes ao gênero, sendo cinco diferentes sorovares: S. sor. Saintpaul, S. sor. Infantis, S. sor. Panama, S. sor. Madelia, S. sor. Braenderup, S. enterica subsp. houtenae e S. enterica subsp. enterica. Os parâmetros físico-químicos (temperatura, pH e salinidade) não influenciaram no isolamento das cepas de E. coli ou Salmonella. Não houve relação entre o NMP de E. coli e o isolamento de Salmonella entre as amostras analisadas. Foi observada resistência à TET, AMP e OTC em 32% das cepas de E. coli com 50% desses apresentando fenótipo relacionado a plasmídeo. Entre as estirpes de Salmonella, 16,67% se mostraram resistentes à TET, OTC, AMP e NIT. Apenas a resistência à NIT foi estabelecida como de origem plasmidial. Para TET e OTC, os isolados de E. coli apresentaram CIM de 32 µg mL-1 e CBM de >128 µg mL-1. Por outro lado, a CIM e CBM para TET, OTC e NIT nas Salmonella foram de 64 µg mL-1 e >12.800 µg mL-1, respectivamente. Através da análise dos perfis genotípicos dos isolados de Salmonella não foi possível estabelecer padrões de dispersão dos sorovares no ambiente. A presença dos genes pefA e invA que codificam fatores de virulência nas culturas de Salmonella foi independente do sorovar e da origem ambiental dos isolados.
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Monitoramento da microbiota bacteriana da água em um sistema fechado de cultivo em uma estação de piscicultura marinha

Rebouças, Ricardo Albuquerque January 2010 (has links)
REBOUÇAS, Ricardo Albuquerque. Monitoramento da microbiota bacteriana da água em um sistema fechado de cultivo em uma estação de piscicultura marinha. 2010. 79 f. Dissertação (Mestrado em Ciências Marinhas Tropicais) - Instituto de Ciências do Mar, Universidade Federal do Ceará. Fortaleza, 2010. / Submitted by Nadsa Cid (nadsa@ufc.br) on 2012-02-01T18:21:04Z No. of bitstreams: 1 2010_dis_rareboucas.pdf: 2255644 bytes, checksum: 95d0f6b8a96a5410ed5ff11b737358df (MD5) / Approved for entry into archive by Nadsa Cid(nadsa@ufc.br) on 2012-02-02T16:38:33Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2010_dis_rareboucas.pdf: 2255644 bytes, checksum: 95d0f6b8a96a5410ed5ff11b737358df (MD5) / Made available in DSpace on 2012-02-02T16:38:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2010_dis_rareboucas.pdf: 2255644 bytes, checksum: 95d0f6b8a96a5410ed5ff11b737358df (MD5) Previous issue date: 2010 / This research aimed to quantify, identify and perform antibiotic bacterial groups of the genus Vibrio in the water recirculation to the growing of a marine fish experimental station. Water samples were collected from the cultivation system in the period between September 2007 and May 2008, a total of eight collections involving the rainy and dry seasons. Environmental parameters were within the standards established by Brazilian legislation. The most probable number (MPN) of total coliforms and thermotolerant vary in P1 and P6, respectively: (P1) <1.8 to 3.4 per 10 sqm and standard plate (CCP) of colony forming units (CFU) per milliliter of heterotrophic bacteria between points ranged from <10 to 2.5 x 10 (7) CFU / mL. The number of colonies of Vibrio P1, P2 and P6 ranged from 10 to 2.37 X 10 (4) CFU / mL. Form identified 40 strains isolated from 51 amsotras water between heterotrophic bacteria. These proved to belong to 13 distinct genres, and Aeromonas, Vibrio, and Leuconostoc, the most frequent. Cultures with nitrification capacity coming from water samples were distributed in eight different genera, being found more frequently Arthorbacter, Alcaligenes, and Paracoccus Vibrios. Bili agar Thiosulfate citrate-sucrose (TCBS) were isolated and identified species of the family Vibrionaceae. Of the 28 water samples isolated from 20 strains were identified. The strains identified belonged to 10 different species V. coralliitycus, V. metschnikovii and V. orientalis, had a higher frequency. The isolates identified were subjected to sensitivity. All strains were sensitive to sulfazotrim, chloramphenicol, streptomycin, oxytetracycline and nitrofurantoin. The profile over freqeunte resistance of isolates was CTX-NAL (44.5%) (4 / 9). Of the total isolates, nine (45%) (9 / 20) is shown with a profile of multiple resistance to six different classes of antimicrobials. Was observed in this study antimicrobial resistance: cefotaxime, nalidixic acid, gentamicin, cephalothin, ciprofloxacin, ampicillin, tetracycline, and florfenicol, and may be related to the characteristic plasmid. / O desenvolvimento de cultivos eficientes utilizando sistemas fechados de cultivo com recirculação de água é necessário para uma aquicultura sustentável. Esta pesquisa visou quantificar, identificar grupos bacterianos e realizar antibiograma das espécies do gênero Vibrio presentes na água de recirculação usada para cultivo de uma estação de piscicultura marinha experimental. As amostras de água foram coletadas do sistema de cultivo no período entre setembro de 2007 e maio de 2008, perfazendo um total de 8 coletas envolvendo o período de chuva e estiagem. Os parâmetros ambientais ficaram dentro dos padrões estabelecidos pela legislação brasileira. Os números mais prováveis (NMP) de coliformes totais e termotolerantes variam em P1 e P6 respectivamente: (P1) de < 1,8 a 3,4 por 10² e de padrão em placa (CCP) das Unidades Formadoras de Colônias (UFC) por mililitro das bactérias heterotrôficas entre os pontos oscilaram de < 10 a 2,5X10 (7) UFC/mL. O número de colônias de Vibrio em P1, P2 e P6 oscilou de 10 a 2,37 X 10 (4) UFC/mL. Forma identificadas 40 cepas das 51 isoladas de amsotras de água entre as bactérias heterotróficas. Estas se mostraram pertencentes a 13 gêneros distintos, sendo Aeromonas, Leuconostoc e Vibrio, as mais frequentes. As culturas com capacidade de nitrificação provindas de amostras de água se distribuiram em 8 gêneros diferentes, sendo encontrados com maior freqüência Arthorbacter, Alcaligenes Paracoccus e Vibrios. Em Agar Tiossulfato Citrato Bili-Sacarose (TCBS) foram isoladas e identificadas espécias da família Vibrionaceae. Dos 28 isolados das amostras de água foram identificadas 20 estirpes. As estirpes identificadas pertenciam a 10 diferentes espécies V. coralliitycus, V. metschnikovii e V. orientalis, tiveram maior freqüência. Os isolados identificados foram submetidos a antibiograma. Todas as cepas foram sensíveis ao sulfazotrim, ao cloranfenicol, a estreptomicina, oxitetraciclina, e a nitrofurantoina. Entre a microbiota de vibrios da água no sistema forma encontrados 40% das estirpes sendo resistentes ao ácido nalidíxico, 30% a cefotaxina e a ampicilina, 5% ao florfenicol, a tetraciclina, a cefalotina e agentamicina. O perfil mais freqeunte de resistência dos isolados foi o CTX-NAL (44,5%) (4/9). Do total de estirpes isoladas, nove (45%) (9/20) se mostraram com um perfil de resistência múltipla a seis classes diferentes de antimicrobianos. Foi observada nessa pesquisa a resistência aos antimicrobianos: cefotaxima, ácido nalidíxico, gentamicina, cefalotina, ciprofloxacino, ampicilina, tetraciclina e florfenicol, podendo estar relacionada à característica plasmidial. Estudos sobre a diversidade da microbiota com particular às populações de Vibrio nesses ambientes são de extrema importância para a avaliação da extensão da gravidade em eventos de doenças bacterianas. Pesquisas sobre bactérias nitrificantes entre a população de bactérias heterotróficas dentro do sistema de cultivo de organismos marinhos são importantes para estabelecer os parâmetros biológicos e garantir a sustentabilidade do cultivo
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Caracterização de bactérias endofíticas para o controle da mancha bacteriana do tomateiro

Mattana, Juliana January 2017 (has links)
Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Programa de Pós-Graduação em Biotecnologia e Biociências, Florianópolis, 2017. / Made available in DSpace on 2017-07-25T04:09:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 347087.pdf: 1276548 bytes, checksum: 2fb829c12b7aefe6c5a2912ffa8ea3ed (MD5) Previous issue date: 2017 / O tomate (Solanum lycopersicum L.) é um dos produtos hortícolas mais consumidos no mundo, seja na forma processada ou in natura. No Brasil, doenças foliares como a mancha bacteriana causada por Xanthomonas gardneri (Xg) e a pinta bacteriana causada por Pseudomonas syringae pv. tomato (Pst) são comuns e acarretam inúmeras perdas econômicas na produção de tomate. A crescente preocupação com saúde humana e ambiental tem incentivado diversas pesquisas em prol de uma agricultura mais sustentável. Estudos recentes têm demonstrado a potencialidade de uma vasta gama de micro-organismos endofíticos isolados a partir de diversas espécies vegetais para o controle de fitopatógenos. Neste contexto, o objetivo deste trabalho foi isolar bactérias a partir de diferentes genótipos de tomate e selecionar isolados para o controle biológico da mancha e da pinta bacteriana. Para isto, realizou-se o isolamento de 119 isolados bacterianos a partir de amostras de parte aérea, semente e raízes de 15 cultivares de tomate. Informações sobre a origem das amostras e características morfo-fisiológicas, dentre elas a morfologia de colônia, teste Gram, produção de pigmentos fluorescentes, amilase e pectinase, permitiram distinguir 34 isolados endofíticos. Para acessar o potencial dos mesmos no controle de doenças foliares do tomateiro, realizou-se uma seleção prévia com auxílio de metodologias in vitro contra os patógenos Xg e Pst. Na sequência avaliou-se por meio de ensaios em condições de casa de vegetação o efeito dos isolados na redução da severidade da mancha bacteriana causada por Xg. Ao todo, 24 isolados (70,54%) foram capazes de produzir sideróforos em meio Cromo Azurol S e 17 (50%) foram caracterizados como positivos para capacidade de solubilizar fosfato bicálcico. Onze isolados bacterianos inibiram o crescimento de Xg e três destes também apresentaram atividade antimicrobiana frente a Pst. As bactérias endofíticas selecionadas, isolados ISO043, ISO057, ISO137 e ISSO125 reduziram a severidade da mancha bacteriana causada por X. gardneri em condições de casa de vegetação, em 2 experimentos independentes. Apenas o isolado ISO123 não diferiu da testemunha na avaliação feita aos 21 dias após a inoculação do patógeno, no 2º experimento. Após comparar o perfil de DNA dos isolados ISO043 e ISO137 gerado pela técnica de BOX-PCR, verificou-se que estes correspondem à mesma espécie do gênero Pseudomonas e provavelmente à mesma linhagem de bactéria. Apesar do nível de controle da bacteriose não diferir significativamente para os quatro isolados endofíticos promissores, os isolados ISO043 e ISO137 apresentam vantagens pois, esta linhagem de bactéria pode colonizar tanto a parte aérea quanto a parte radicular do tomateiro. Além disso, esta linhagem é capaz de produzir sideróforos e solubilizar fosfatos inorgânicos. Mais estudos são necessários para verificar a eficácia da aplicação dos isolados obtidos neste trabalho em condições de campo e também a eficácia in vivo contra P. syringae pv. tomato. Entretanto, a possibilidade de uso destas bactérias é uma alternativa promissora para o controle de bacterioses foliares. Isto por que além da ação direta de compostos antimicrobianos, os endofíticos poderiam proporcionar um controle indireto de doenças vegetais devido à melhora nas condições nutricionais da planta.<br> / Abstract : Tomato (Solanum lycopersicum L.) is one of the most consumed vegetables in the world. In Brazil, foliar diseases such as the bacterial spot caused by Xanthomonas gardneri (Xg) and the bacterial speck caused by Pseudomonas syringae pv. tomato (Pst) are common and responsible for numerous economic losses in tomato production. Nowadays, the concern for human and environmental health has encouraged several studies in support of a more sustainable agriculture. Recent studies have demonstrated the potential of a wide range of endophytic microorganisms isolated from various plant species for control of phytopathogens. In this context, the objective of this work was to isolate bacteria from different tomato genotypes and to select isolates for the biological control of the spot and the bacterial pathogen. The isolation of 119 bacteria was made from samples of flowers, leaves, seeds and roots of 15 tomato cultivars. After that, information about the origin of the samples and morphophysiological traits, among them the colony morphology, Gram test, production of fluorescent pigments, amylase and pectinase allowed to distinguish 34 endophytic isolates. To access their potential to control foliar diseases of tomato, a previous selection was made through in vitro methodologies against X. gardneri and P. syringae pv. tomato. The effect of the isolates in reducing the severity of bacterial spot caused by Xg was evaluated through greenhouse conditions. Twenty four isolates (70.54%) were able to produce siderophores in CAS medium and 17 (50%) were characterized as positive for the ability to solubilize dicalcium phosphate. Eleven endophytic isolates inhibited Xg in vitro, among these 3 isolates also presented antimicrobial activity against Pst. The selected endophytic bacteria isolates ISO043, ISO057, ISO137 and ISO125 reduced the severity of the bacterial spot caused by X. gardneri under greenhouse conditions in 2 independent experiments. Only the isolate ISO123 did not differ from the control in the second experiment. After comparing the DNA profile of the ISO043 and ISO137 isolates generated by the BOXPCR technique, it was found that these correspond to the same species belonging to the genus Pseudomonas and probably the same bacterial strain. Despite the results in vivo do not differ between the selected endophytes, isolates ISO043 and ISO137 has advantages because this strain of bacteria can colonize both the phylosphere and the rhizosphere of tomato plants. Furthermore, this strain is capable of producing siderophores and solubilizing inorganic phosphate. Further research is needed to verify the efficacy of application of the isolates obtained in this work under field conditions and also the efficacy against P. syringae pv. tomato. However, the possibility of using this bacterial strain is a promising alternative for the control of foliar bacterioses. This is because besides the direct action of antimicrobial compounds, they could provide indirect control of plant diseases as a result of improvement in the nutritional status of the plant.
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Identificação e caracterização de enterobactérias de pacientes, profissionais da saúde e ambiente hospitalar

Cunha, Patricia Amorim da January 2017 (has links)
Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Programa de Pós-Graduação em Biotecnologia e Biociências, Florianópolis, 2017. / Made available in DSpace on 2017-11-14T03:25:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 348745.pdf: 3945904 bytes, checksum: ddf577110c8eedff4520ef61978e6a0e (MD5) Previous issue date: 2017 / As bactérias da família Enterobacteriaceae estão entre os micro-organismos de maior relevância nas infecções relacionadas à assistência à saúde (IRAS), devido à alta prevalência e à facilidade de adquirir e transmitir genes de resistência aos antimicrobianos. O objetivo do presente trabalho foi identificar e caracterizar enterobactérias coletadas entre abril-setembro/2015 no HU-UFSC. Um total de 180 pontos de coleta foram monitorados mensalmente em cinco unidades hospitalares, incluindo pacientes, profissionais de saúde e ambiente hospitalar, o que totalizou 1.080 amostras, que foram semeadas em ágar MacConkey. Obteve-se 210 amostras positivas para enterobactérias (76,9%) e 284 isolados. Os isolados foram identificados por método automatizado (Vitek2®) e sequenciamento de um fragmento do gene 16S rRNA (MiSeq System, Illumina). MALDI-TOF (Vitek MS) e sequenciamento do gene rpoB também foram aplicados para alguns isolados. A resistência das enterobactérias foi determinada pelo TSA (Vitek2®) e pela pesquisa de genes codificadores de ß-lactamases (qPCR). As maiores proporções de amostras positivas foram em pacientes (44,4%), seguidas de ambiente (16,1%) e profissionais (6,9%). As maiores taxas foram nos swabs retais dos pacientes (89,4%) e nas áreas de repouso e alimentação dos profissionais (40,5%). Os métodos de identificação Vitek2® e 16S rRNA tiveram excelente concordância a nível de gênero (82,8%) e de espécie (90,8%), apesar de algumas discordâncias, principalmente para o gênero Enterobacter spp., que foi melhor identificado pelo rpoB. As enterobactérias mais abundantes foram E. coli (20,1%), K. pneumoniae (19,4%), Pantoea spp. (19%) e E. cloacae complex (17,3%). Um total de 35% das enterobactérias foram classificadas como MDR, 30,9% foram resistentes às cefalosporinas de espectro estendido (ESC-R) e 14,5% resistentes aos carbapenêmicos (CARB-R). O gene de resistência mais frequente foi blaSHV (20,1%), seguido de blaCTX-M-1 (10,2%), blaCTX-M-8 (8,7%), blaCTX-M-9 (4,6%), blaKPC (4,6%) e blaCTX-M-2 (0,4%). A distribuição de bactérias MDR, ESC-R e CARB-R foi homogênea entre pacientes, profissionais e ambiente, indicando ampla disseminação pelo hospital. Esse estudo contribuiu com informações relevantes sobre a distribuição, abundância e caracterização do perfil de resistência das enterobactérias circulantes no HU-UFSC, podendo ser utilizado para o delineamento de novas estratégias para redução de IRAS. / Abstract : Some of the most concerning microorganisms found in HAI (Health-care Associated Infections) belong to the Enterobacteriaceae family, due to their high prevalence and risk of acquiring resistance genes. The aim of this study was to identify and characterize enterobacteria collected between Apr-Sep/2015 at HU-UFSC. Monthly, a total of 180 collection points were monitored in five hospital units, including samples from patients (PT), healthcare workers (HCW) and hospital environment (HEV). The 1,080 samples were seeded in MacConkey agar. A total of 210 samples were positive for enterobacteria (76.9%) and 284 isolates were obtained. The isolates were identified by an automated system (Vitek2®) and by 16S rRNA sequencing (MiSeq System, Illumina). MALDI-TOF (Vitek® MS) and rpoB sequencing were also applied for some isolates. The resistance profile was determined by AST (Vitek2®) and by the presence of ß-lactamases encoding genes (qPCR). The samples that presented higher proportion of enterobacteria were from PT (44.4%), followed by HEV (16,1%) and HCW (6.9%). The highest rates were from PT rectal swabs (89.4%) and rest/dinning areas of the HCW (40.5%). The identification methods Vitek2® and 16S rRNA presented excellent concordance rates at genera (82.8%) and species level (90.8%). Although there were some discordances, especially for Enterobacter spp., that was better identified by the rpoB gene. The most abundant enterobacteria were E. coli (20.1%), K. pneumoniae (19.4%), Pantoea spp. (19%) and E. cloacae complex (17.3%). A total of 35% of the enterobacteria were classified as multi-drug resistant (MDR), 30.9% were resistant to extended spectrum cephalosporins (ESC-R) and 14.5% were resistant to carbapenems (CARB-R). The most frequent resistance gene was blaSHV (20.1%), followed by blaCTX-M-1 (10.2%), blaCTX-M-8 (8.7%), blaCTX-M-9 (4.6%), blaKPC (4.6%) and blaCTX-M-2 (0.4%). The MDR, ESC-R and CARB-R enterobacteria distribution was homogeneous between PT, HCW and HEV, highlighting their wide distribution in the hospital. This study gave relevant information about the distribution, abundance and resistance profile of the HU-UFSC circulating enterobacteria. These findings could play an important role in developing new strategies for HAI control.
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Comunidade bacteriana de uma área do bioma pampa

Vargas, Rafael da Silveira January 2014 (has links)
As pastagens naturais do Bioma Pampa têm sido tipicamente utilizadas em sistemas extensivos de criação de bovinos de corte, com pouco ou nenhum aporte de insumos externos. Em ambientes naturais ou com pouca intervenção antrópica, como os sistemas pastoris tradicionais do Bioma Pampa, a microbiota do solo assume um papel no funcionamento do ecossistema. A presente pesquisa teve como objetivo avaliar o impacto de diferentes pressões de pastejo sobre a atividade microbiana e a diversidade de bactérias do solo. Foi avaliado um experimento de longa duração, localizado em Eldorado do Sul, Brasil, avaliando-se três níveis de pressão de pastejo: alta pressão de pastejo (HP), com 4% de oferta de forragem (OF); pressão de pastejo moderada (MP), com 12% de OF e baixa pressão de pastejo (LP), com 16% de OF. Foram avaliadas ainda duas áreas de referência, sendo uma área de vegetação nativa nunca pastejada (NG) e outra de vegetação regenerada após dois anos de pastejo (RG). As amostras de solo foram avaliadas quanto à biomassa microbiana, atividades de β-glucosidase, arilsulfatase e urease, adotados como indicadores bioquímicos de qualidade do solo. Avaliou-se ainda a estrutura da comunidade bacteriana e da população de bactérias diazotróficas por meio de RFLP dos genes 16S rRNA e o nifH, respectivamente. A diversidade de bactérias diazotróficas foi avaliada por meio de sequenciamento parcial do gene 16S rRNA. A presença de animais em pastejo favoreceu a comunidade microbiana do solo, de modo que a média geométrica geral dos atributos bioquímicos foi significativamente maior nos tratamentos com maior intensidade de pastejo, MP e HP. As estruturas da comunidade bacteriana e das populações de diazotróficos foram alteradas pelos diferentes manejos da pastagem, observando-se uma maior diversidade de bactérias diazotróficas culturáveis no tratamento LP. Considerando-se o conjunto das características bioquímicas e microbiológicas avaliadas no presente trabalho e o histórico da área, a adoção do tratamento MP parece o mais adequado visando à produção animal e à conservação do Bioma Pampa. / The grasslands of the Pampa biome have been typically used in extensive breeding systems of beef cattle, with little or no contribution of external inputs. In natural environments or with little human intervention, such as traditional grazing systems of the Pampa biome, the soil microbiota plays a role in the ecosystem functioning. This study aimed to evaluate the impact of different grazing pressures on the activity and diversity of soil bacteria. We performed one long-term experiment in Eldorado do Sul, Brazil, which assessed three levels of grazing pressure: high grazing pressure (HP), with 4% herbage allowance (HA); moderate grazing pressure (MP), with 12% HA; and low grazing pressure (LP), with 16% HA. Two reference areas were also assessed, an area of never-grazed native vegetation (NG) and an area of regenerated vegetation after two years of grazing (RG). Soil samples were evaluated for microbial biomass; β-glucosidase, arylsulfatase and urease activities; and biochemical indicators of soil quality. The structure of the bacterial community and the population of diazotrophic bacteria were also evaluated by RFLP of the 16S rRNA and nifH genes, respectively. The diversity of diazotrophic bacteria was assessed by partial sequencing of the 16S rRNA gene. The presence of grazing animals favored the soil microbial community, and consequently, the overall geometric mean of the biochemical characteristics was significantly higher in MP and HP. The structures of the bacterial community and the populations of diazotrophic bacteria were changed by the different grazing managements, with a greater diversity of culturable diazotrophic bacteria observed in the LP treatment. Considering all the biochemical and microbiological characteristics evaluated in this study and the history of the area, adoption of the MP treatment seems the most appropriate for animal production and conservation of the Pampa biome.
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Caracterização de consórcio e isolados bacterianos associados a biorremediação do manganês.

Barboza, Natália Rocha January 2015 (has links)
Programa de Pós-Graduação em Ciências Biológicas. Núcleo de Pesquisas em Ciências Biológicas, Pró-Reitoria de Pesquisa de Pós Graduação, Universidade Federal de Ouro Preto. / Submitted by Oliveira Flávia (flavia@sisbin.ufop.br) on 2016-01-14T17:55:23Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) TESE_CaracterizaçãoConsórcioIsolados.pdf: 5029248 bytes, checksum: 3f6f116a7760fa72159b9a90f534aed6 (MD5) / Approved for entry into archive by Oliveira Flávia (flavia@sisbin.ufop.br) on 2016-01-15T16:51:00Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) TESE_CaracterizaçãoConsórcioIsolados.pdf: 5029248 bytes, checksum: 3f6f116a7760fa72159b9a90f534aed6 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-01-15T17:09:52Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) TESE_CaracterizaçãoConsórcioIsolados.pdf: 5029248 bytes, checksum: 3f6f116a7760fa72159b9a90f534aed6 (MD5) Previous issue date: 2015 / O manganês é um contaminante comum em águas residuárias e drenagens produzidas por várias atividades mineradoras. A remoção deste metal é notoriamente difícil, devido à elevada estabilidade do íon Mn(II) em soluções aquosas. Uma alternativa para remoção do íon Mn(II) destes efluentes é a utilização de micro-organismos. Assim, a hipótese desse trabalho foi que espécies bacterianas presentes em água residuárias com elevada concentração de Mn(II) são capazes promoverem a elevação do pH do meio de cultura e, por sua vez, catalisar a oxidação do íon Mn(II) pelo oxigênio. Além disso, também foi objetivo determinar a participação ou não de enzimas pertencentes à família multicobre oxidase (MCO), como observado em alguns estudos. Dessa forma, nós investigamos o potencial de oxidação indireta do Mn(II) por um consórcio e por isolados bacterianos obtidos a partir de duas amostras de água de minas denominadas: (i) CL e (ii) BIA. O consórcio bacteriano, enriquecido a partir da água CL, utilizando-se meio K, foi capaz de remover 99,7% do Mn(II) do meio de cultura. A análise filogenética dos isolados obtidos a partir do consórcio CL demonstrou a predominância de membros dos gêneros Stenotrophomonas, Bacillus e Lysinibacillus. Foram observadas remoções de Mn(II) entre 58,5% e 82,7%, em sete dias de experimento para os isolados selecionados. Além disso, dois isolados bacterianos foram obtidos durante o isolamento de fungos a partir da amostra de água CL. Ambos foram identificados como Serratia marcescens através de abordagens moleculares e bioquímicas. A remoção do Mn(II) obtida por esses isolados foi 55% em sete dias de experimento, a partir de uma solução contendo 45 mg L-1 do íon Mn(II). Posteriormente, quatro cepas foram isoladas da amostra de água BIA e identificados como Klebsiella oxytoca. Dentre eles, o isolado SA8 foi testado quanto à sua capacidade para remover o íon Mn(II) a partir do meio de cultura, obtendo-se 82,7% de remoção. A oxidação catalítica de Mn(II) mediada por enzimas MOC e o envolvimento de proteínas extracelulares não foram detectados para todos os isolados estudados nesta tese. Experimentos realizados em condições aeróbicas demonstraram que a oxidação do Mn(II) não foi relacionada a presença de bactérias, uma vez que o reagente azul Leucoberbelin I revelou a presença de manganês oxidado em ambas as condições bióticas e abióticas, desde que o pH estivesse acima de 8,0. No entanto, em todas os experimentos bióticos, foi detectado um aumento significativo no pH do meio de cultura, o que não ocorreu nos frascos de controle, sugerindo um mecanismo indireto. Análises das células microbianas por microscopia eletrônica não indicaram a presença de manganês no interior das células, mas demonstraram depósitos de manganês em estruturas em torno dos isolados 13P, CL11 e CL35. Em resumo, esta tese identificou novas espécies (Stenotrophomonas, Lysinibacillus, Serratia e Klebsiella) com a capacidade de oxidar o íon Mn(II) através de um mecanismo sem a participação de MCO em que tanto o metabolismo quanto o crescimento bacteriano resultaram no aumento do pH da solução, catalisando a remoção do íon Mn(II) por um mecanismo químico. ____________________________________________________________________________ / ABSTRACT: Manganese is a contaminant in wastewaters and drainages produced in several mining operations. The removal of this metal is notoriously difficult because of the high stability of the Mn(II) ion in aqueous solutions. An alternative for Mn(II) removal from effluents is the use of microorganisms. Thus, the hypothesis of this thesis was that bacterial species present in wastewaters with high Mn(II) concentrations are able to increase the pH of the culture medium and, in turn catalyze Mn(II) oxidation by oxygen. Another objective was to determine whether the bacterial manganese oxidation mechanism involved the participation of enzymes belonging to the multicopper oxidase family (MCO), as was observed in some studies. We investigated the potential for indirect Mn(II) oxidation by a consortium and bacterial isolates obtained from two mine water samples named: (i) CL and (ii) BIA. The bacterial consortium enriched from the CL water, using K medium was able to remove 99.7% of the Mn(II) from a solution containing 45 mg.L-1. A phylogenetic analysis of the isolates from the consortium CL demonstrated the predominance of members of the Stenotrophomonas, Bacillus and Lysinibacillus genera. Mn(II) removal between 58.5% and 82.7% were observed in a seven-day-long experiment with selected isolates. In addition, two bacterial isolates were found during fungal isolation from the water sample CL. Both were identified as Serratia marcescens by a phylogenetic analysis and biochemical tests. Both isolates promoted 55% of Mn(II) removal in a seven-day-long experiment, from a solution containing 45 mg.L-1 of Mn(II). Subsequently, four strains were isolated from the water sample BIA and identified as Klebsiella oxytoca. Among them, the isolated SA8 was tested for its ability to remove the Mn(II) ion from the culture medium and the outcome was 82.7% removal. The catalytic oxidation of Mn(II) mediated by MCO and the involvement of extracellular proteins were not detected for all isolates studied in the current thesis. In the aerobic conditions of the experiments, Mn(II) oxidation was not bacterially related because the Leucoberbelin blue I reagent revealed oxidized manganese in both abiotic and biotic conditions provided the pH was above 8.0. However, in all of the biotic experiments, a significant increase in the pH of the culture medium was detected, which did not occur in the control flasks, hence suggesting an indirect mechanism. The observation of microbial cells in electron microscopy did not indicate the presence of manganese inside the cells but showed manganese deposits in the structures around isolates 13P, CL11 and CL35. Summarizing, this thesis identified new species (Stenotrophomonas, Lysinibacillus, Serratia and Klebsiella) with the ability to oxidize the Mn(II) ion by a non-MCO-driven mechanism in which either bacterial growth or cell metabolism resulted in the increase of solution pH, which catalyzed Mn(II) removal by a chemical mechanism.
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Síntese de etanolamidas e 2-oxazolinas substituídas para avaliação de sua ação em Quorum Sensing microbiano

Favero, Fernanda 24 July 2017 (has links)
Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Química, Programa de Pós-Graduação em Química, 2017. / Submitted by Albânia Cézar de Melo (albania@bce.unb.br) on 2017-09-27T13:41:18Z No. of bitstreams: 1 2017_FernandaFavero.pdf: 10858018 bytes, checksum: 06187e38db63739d6429163cf6b4fa0d (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2017-10-09T14:52:27Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2017_FernandaFavero.pdf: 10858018 bytes, checksum: 06187e38db63739d6429163cf6b4fa0d (MD5) / Made available in DSpace on 2017-10-09T14:52:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017_FernandaFavero.pdf: 10858018 bytes, checksum: 06187e38db63739d6429163cf6b4fa0d (MD5) Previous issue date: 2017-10-09 / Ácidos graxos foram recentemente apresentados como inibidores de Quorum sensing (QS), uma forma de comunicação microbiana que ocorre pelo uso de moléculas sinalizadoras e permite que a bactéria se comporte de forma multicelular. Estudos comprovam a eficiência de controlar a virulência de uma bactéria pela manipulação dessa comunicação intraespécie. Este trabalho visou a síntese de uma biblioteca de 2-oxazolinas substituídas, isôsteros de ácidos graxos por meio da ciclização de N-(2-hidroxietil)amidas obtidas pela reação entre etanolamina e ácidos carboxílicos. Os rendimentos para as sínteses das etanolamidas e 2-oxazolinas variaram de moderado a ótimo, apesar da dificuldade de purificação do composto heterocíclico. Diante das moléculas sintetizadas, os testes biológicos foram realizados com a cepa CV026 da Chromobacterium violaceum e resultados promissores foram obtidos. Duas moléculas foram capazes de induzir a resposta positiva no sistema de comunicação, seis foram capazes de inibir a comunicação e oito se mostraram antimicrobianas frente às bactérias. / Fatty acids were recently shown as quorum sensing (QS) inhibitor, which is a molecular based bacterial communication mechanism. This process enables a population of bacterial to control its behavior in a collective way. Studies have shown the efficiency of controlling bacterial virulence through manipulation of the interspecies communication. This study aimed the synthesis of a 2-oxazolines library, a fatty acid isoster, via cyclization of N-(2-hydroxyethyl)amides obtained by the reaction of ethanolamine and carboxylic acids. The yields for the syntheses of ethanolamides and 2-oxazolines ranged from moderate to good, despite the difficulty to purify the heterocyclic. The biological tests were carried out with the Cv026 strain of Chromobacterium violaceum and promising results were obtained. Two molecules were capable of inducing positive response in the communication system, six were able to inhibit communication and eight show antimicrobial action against bacteria.
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Avaliação da resistência aos tuberculostáticos de primeira linha em cepas do complexo Mycobacterium Tuberculosis isolados no Distrito Federal / Evaluation of resistance to first-line tuberculostatic drugs in isolates of Mycobacterium Tuberculosis complex in Federal District

Lima, Glaura Regina de Castro e Caldo 21 December 2015 (has links)
Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Ciências da Saúde, 2015. / Submitted by Fernanda Percia França (fernandafranca@bce.unb.br) on 2016-01-19T16:59:50Z No. of bitstreams: 1 2015_GlauraReginadeCastroeCaldoLima.pdf: 1664353 bytes, checksum: a38771b7bd1a21307624ecb077902878 (MD5) / Approved for entry into archive by Marília Freitas(marilia@bce.unb.br) on 2016-02-28T11:08:39Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2015_GlauraReginadeCastroeCaldoLima.pdf: 1664353 bytes, checksum: a38771b7bd1a21307624ecb077902878 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-02-28T11:08:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2015_GlauraReginadeCastroeCaldoLima.pdf: 1664353 bytes, checksum: a38771b7bd1a21307624ecb077902878 (MD5) / A tuberculose (TB) continua sendo uma das principais causas de morbidade e mortalidade em todo o mundo, necessitando a TB multirresistente de medidas para ser evitada por ser uma ameaça para o mundo. Determinar se a terapia com quatro drogas em dose fixa combinada (4-DFC) é mais eficaz e mais segura que aquela com drogas separadas (DS) para o tratamento de tuberculose pulmonar na literatura e avaliar a resistência aos tuberculostáticos de primeira linha nos isolados do Complexo Mycobacterium tuberculosis no Distrito Federal foram os objetivos deste trabalho. Para analisar o novo tratamento para TB pulmonar foi realizada uma revisão sistemática com meta-análise dos estudos encontrados e para avaliar a resistência aos tuberculostáticos de primeira linha foi realizado um estudo transversal descritivo no LACEN-DF com cepas coletadas no período de 2001 a 2013 que comparou os perfis de sensibilidade antes e após a introdução do novo tratamento para TB. No período de 2011 a 2013 foi comparado um método tradicional de detecção de resistência (SIRE BACTEC MGIT 960®) com um teste molecular (Genotype MTBDRplus®), capaz de detectar as principais mutações nos genes associados à resistência à rifampicina e à isoniazida. As taxas de resistência secundária aos tuberculostáticos de primeira linha no período de 2001 a 2013 foram de 4,8% à isoniazida, 1,3% à rifampicina e 4,7% à estreptomicina. As taxas de MDR-TB, XDR-TB e de outras resistências foram de 7,7%, 0,7% e 0,7%, respectivamente. Comparando o período de 2001-2003 com 2011-2013 pôde-se observar uma tendência de diminuição da multirresistência e uma elevação da monorresistência aos tuberculostáticos de primeira linha nos períodos analisados. A taxa de multirresistência secundária caiu após a introdução do novo tratamento, permitindo ao paciente maior chance de cura com a utilização de medicamentos menos tóxicos e de menor custo para o Estado. A monorresistência à estreptomicina aumentou, indicando uma possível reativação endógena por cepas anteriores à década de 1980. As mutações encontradas no gene rpoB, responsável pela resistência à rifampicina, se localizavam no códon 531, enquanto as associadas à resistência à isoniazida, no códon 315 do gene KatG e no códon 15 do gene inhA. A acurácia do teste GenoType MTBDRplus® no DF para a detecção da resistência à rifampicina e à isoniazida foi confirmada quando comparada ao teste de sensibilidade convencional com menor tempo de resposta na detecção de resistência aos fármacos. Em decorrência dos resultados encontrados neste trabalho o ensaio GenoType MTBDRplus® foi incluído na rotina do LACEN-DF para o diagnóstico precoce da TB e controle de sua multidroga resistência no DF, trazendo assim benefícios substanciais para o diagnóstico rápido da TB e do seu perfil de resistência. / Tuberculosis (TB) continues to be a major cause of morbidity and mortality worldwide and the multi-drug resistant TB is a threat to the world and needs measures to be avoided. To evaluate whether the four-drug therapy in fixed dose combination (4-FDC) is more effective and safer than the separate drugs (SD) therapy for the treatment of pulmonary TB in the literature and determine the resistance to first-line antituberculosis drugs in isolates of Mycobacterium tuberculosis in the Federal District were the objectives of this work. A systematic review with meta-analysis of studies found was conducted to analyze the new treatment for pulmonary TB, and to evaluate the resistance to first-line tuberculostatic drugs in isolates of Mycobacterium tuberculosis complex in Federal District of Brazil a crosssection descriptive study was undertaken in LACEN-DF in isolates collected from 2001 to 2013. A comparison of the sensitivity profiles before and after the introduction of the fixeddose combination treatment for tuberculosis. From 2011 to 2013 (sensitivity tests using the SIRE BACTEC MGIT 960® system were compared with a molecular one using Genotype MTBDRplus®, capable to detect the main mutations of genes associated to resistance to rifampicine and to isoniazide. The secondary resistance rates to first-line antituberculosis drugs in the period 2001-2013 were 4.8% to isoniazid, 1.3% to rifampicin and 4.7% to streptomycin. The rates of MDR-TB, XDR-TB and other resistances were 7.7%, 0.7% and 0.7%, respectively. Comparing the period 2001-2003 with 2011-2013, a tendency of decrease in multidrug resistance was observed, with an increase of monoresistance to first-line antituberculosis drugs in the analyzed periods. The rate of secondary multi-resistance has fallen after the introduction of the new treatment, which gives patients higher chance of healing taking less toxic drugs that are cheaper for the government. The mono-resistance to streptomicine increased, indicating a possible endogenous reactivation by isolates before 1980 decade. The mutations found in the rpoB gene, responsible for resistance to rifampicin, were located at codon 531 and those responsible for resistance to isoniazid in the katG gene at codon 315 and in the inhA gene at codon 15. The accuracy of GenoType MTBDRplus® in DF for detecting the resistance to rifampicine and to isoniazide was confirmed when compared with the conventional sensitivity test with less response time for detecting the resistance. According to results found in this work the GenoType MTBDRplus® essays was included in the routine of LACEN-DF for the early diagnose and control of multidrugresistant tuberculosis in Federal District, producing substantial benefits for the fast diagnosis confirmation and its resistance profile.
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Regulação da expressão de polihidroxialcanoato sintases em Herbaspirillum seopedicae estirpe SmR1

Teixeira, Cícero Silvano January 2015 (has links)
Orientador : Profª. Drª. Maria Berenice Reynaud Steffens / Coorientador : Prof. Dr. Marcelo Müller dos Santos / Tese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Ciências : Bioquímica. Defesa: Curitiba, 18/05/2015 / Inclui referências: f. 115-136 / Resumo: Herbaspirillum seropedicae é uma bactéria da classe Betaproteobacteria que pode colonizar plantas de forma endofítica e epifítica, e promover o crescimento vegetal. Esta propriedade está relacionada à sua capacidade de fixar nitrogênio atmosférico, produzir fitormônios e colonizar o interior dos tecidos vegetais. Além disso, produz polihidroxialcanoatos (PHAs), uma classe de polímeros biodegradáveis constituídos de resíduos de ácidos 3-hidroxialcanóicos sintetizados como reserva de energia e carbono. O polihidroxibutirato (PHB) é o PHA melhor caracterizado. Este polímero é sintetizado em condições limitantes de crescimento e é armazenado na forma de grânulos no interior da célula bacteriana. O genoma de Herbaspirillum seropedicae SmR1 apresenta 13 genes potencialmente envolvidos no metabolismo de PHA, dentre os quais quatro foram anotados como codificadores de PHA sintases. O objetivo deste trabalho foi investigar o papel das PHA sintases de H. seropedicae codificadas pelos genes phaC1, 2, 3 e 4, bem como, os efeitos fisiológicos causados pela ausência deste polímero. O nível de transcrição destes genes foi avaliado nas estirpes selvagem SmR1 e ?phaC1 (deficiente na síntese de PHB), contendo fusões transcricionais com o gene repórter lacZ. Somente o promotor phaC2 no mutante ?phaC1 apresentou expressão inferior. Um possível efeito da proteína reguladora PhaR ou da proteína sensora de níveis redox, Fnr, na baixa taxa de transcrição de phaC2, na estirpe ?phaC1, foi investigado. Não houve alteração do nível de expressão dos genes phaC no mutante ?phaR. Também não houve expressão diferencial dos genes phaC1, 3 e 4 nos mutantes ?fnr, mas phaC2 foi reprimido principalmente nos mutantes fnr1 e 3. Estes resultados sugerem que a expressão do gene phaC2 seja dependente de Fnr e não de PhaR. Como o gene phaC2 apresentou baixo nível de transcrição nas estirpes ?phaC1 e ?fnr, foi investigado se a expressão diminuída de phaC2 estaria relacionada com a ausência de PHB e se esta ausência poderia afetar negativamente a atividade de Fnr. Todos os mutantes ?fnr produziram quantidades de PHB similares a estirpe selvagem SmR1 e isto indica que que é a deleção dos genes fnr que afeta a transcrição de phaC2 e não a ausência de PHB. Assim, conclui-se que é a deleção dos genes fnr que afeta a transcrição de phaC2 e não a ausência de PHB. Ensaios com fusões transcricionais fnr1-lacZ e fixNlacZ, cujas expressões dependem de Fnr, mostraram que ambos os genes apresentam expressão diminuída na estirpe ?phaC1, indicando um efeito negativo da ausência de PHB na atividade de Fnr. Em relação à fixação biológica de nitrogênio (BNF), a estirpe ?phaC1 apresentou uma redução de 89% na capacidade de reduzir o acetileno e isto indica que a mutação também interfere na BNF. Em relação à sensibilidade ao estresse oxidativo, a estirpe ?phaC1 foi mais sensível ao metilviologênio (gerador de superóxido) e produziu mais EROs que a estirpe SmR1, em condições padrão de crescimento. O ambiente desfavorável provocado pela produção mais elevada de EROs pela estirpe ?phaC1 afeta negativamente os grupamentos Fe-S das metaloproteínas como Fnr e Nitrogenase. Provavelmente, o metabolismo do PHB em H. seropedicae funcione como um ciclo que pode estocar carbono e oxidar NADPH durante sua síntese e liberar carbono e reduzir NAD+ durante sua mobilização. Este metabolismo modula a disponibilidade de equivalentes redutores que reduzem o estresse oxidativo, que é um desiquilíbrio do controle e da sinalização do estado redox. Os resultados desta Tese mostram a importância da produção de PHB no controle oxidativo e na proteção das proteínas Fnr e Nitrogenase e poderão contribuir para a elucidação do controle redox via a produção de PHB também em outras bactérias produtoras deste polímero, sugerindo uma nova função ao PHB além de estoque de carbono e energia. Palavras-chave: Herbaspirillum seropedicae; PHA sintases; PHB. / Abstract: Herbaspirillum seropedicae is a bacterium that belongs to â-proteobacteria class, which is able to establish endophityc associations and to promote plant growth. This property is related to its ability to fix atmospheric nitrogen and to produce phytohormones. Furthermore, it produces polyhydroxyalkanoates (PHAs), which are a class of biodegradable polymers containing 3-hydroxyalkanoic acid monomers synthesized as a carbon and energy source. PHB is the best characterized PHA. This polymer is synthesized under limited nutrient conditions and stored as granules inside bacteria cells. The genome of H. seropedicae SmR1 revealed 13 genes potentially involved in PHA metabolism and 4 of these were annotated as PHA synthases. The aim of this work was to investigate the role of the PHA synthases from H. seropedicae encoded by phaC1, 2, 3 and 4 genes, as well as physiological effects produced by the absence of this polymer. Transcription level of these genes was evaluated in wild-type SmR1 and ÄphaC1, which does not produce PHB, carrying out lacZ transcriptional fusions. The phaC2 promoter showed lower expression only in ÄphaC1 mutant. A possible effect of transcriptional regulators PhaR and/or Fnr in lower transcription in ÄphaC1 strain was investigated. There was not expression change of phaC genes in ÄphaR mutant. There was not expression change of phaC1, 3 e 4 genes in Äfnr mutants either, but phaC2 was repressed mainly fnr1 and 3 mutants. These results suggest that phaC2 showed an Fnr-dependent expression and independent of PhaR. Since phaC2 did shown low transcription in ÄphaC1 and Äfnr mutant strains, it was investigated if low expression of phaC2 would be related to the PHB absence and/or if the lacking of PHB would affect negatively the Fnr activity. The PHB accumulation was measured in Äfnr mutants and all of them produced similar PHB moieties as compared to SmR1. Therefore, it is possible to conclude that the fnr deletions, instead the lack of PHB, affect the phaC2 transcription. Assays with fnr1-lacZ e fixN-lacZ transcriptional fusions, whose expressions depend on Fnr, showed that both genes exhibited lower expression in ÄphaC1 strain, indicating a negative effect of PHB absence in the Fnr activity. With regard to biological nitrogen fixation (BNF), ÄphaC1 strain showed an 89% reduction in acetylene reduction, indicating that the lack of PHB affects BNF as well. Concerning sensitivity to oxidative stress, the ÄphaC1 was more susceptible to methyl viologen (a superoxide generator) and produces more ROS than SmR1. The unfavorable environment created by more elevated production of ROS in ÄphaC1 strain affects negatively the Fe-S cluster of metalloproteins, such as Fnr and nitrogenase. Possibly PHB metabolism in H. seropedicae functions as cycle which can store carbon and oxidize NADPH in its synthesis and, release carbon and reduce NAD+ in its mobilization. This metabolism modulates the availability of reducing equivalents that alleviates the oxidative stress, which is a disruption of redox signaling and control. The results of this work showed the importance of PHB synthesis in oxidative control and possibly for protection of metalloproteins, and may contribute to elucidate the redox control through PHB synthesis in other PHB-accumulating bacteria, bring a new function to PHB further the carbon and energy storage. Key-words: Herbaspirillum seropedicae; PHA synthases; PHB.
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Isolamento e caracterização de bactérias promotoras de crescimento vegetal de lavouras experimentais de arroz sob diferentes níveis de fertilização

Costa, Pedro Beschoren da January 2012 (has links)
A fertilização química é amplamente utilizada para aumento da produtividade de plantações, mas sua produção e uso levaram a severos danos ambientais. Para reduzir o uso de fertilizantes, pode-se fazer uso de bactérias promotoras de crescimento vegetal (Plant Growth Promoting Rhizobacteria, PGPR), que são bactérias associadas a plantas e que melhoram a sua saúde, tamanho e produtividade através de vários mecanismos. A eficiência das PGPR sabidamente flutua com as condições ambientais; porém, há poucos estudos abordando os efeitos da fertilização química nas características de promoção de crescimento dessas bactérias. Neste trabalho foram analisados os efeitos da fertilização a longo prazo na diversidade de 190 linhagens bacterianas isoladas do solo rizosférico e de raízes de arroz, além da ocorrência e níveis de expressão de algumas características de promoção de crescimento vegetal. Os resultados obtidos demonstraram que a fertilização tem pequeno efeito na diversidade bacteriana, mas um grande efeito nas habilidades de solubilização de fosfato e produção de compostos indólicos. Propõe-se que, em condições de ausência de nutrientes, as plantas selecionam bactérias que apresentem boa capacidade de solubilização de fosfato para uma íntima associação com suas raízes, ao invés de bactérias que sejam boas produtoras de compostos indólicos. Quando em condições de disponibilidade moderada de nutrientes as plantas selecionam bactérias que sejam boas produtoras de compostos indólicos, ao invés de boas solubilizadoras de fosfato. Em condições de abundância de nutrientes essa preferência seletiva parece estar desativada. Após sete linhagens bacterianas terem sido testadas para promoção de crescimento vegetal in vivo de arroz em casa de vegetação, as previsões descritas acima foram avaliadas em um experimento a campo. De fato observou-se que bactérias eficientes em solubilizar fosfato promoveram o crescimento das plantas apenas em condições limitadas de nutrientes e que bactérias produtoras de compostos indólicos promoveram o crescimento vegetal apenas em condições de disponibilidade moderada de nutrientes. Quando a disponibilidade de nutrientes foi abundante, a solubilização de fosfato e a produção de compostos indólicos não foram fatores chave para promover o crescimento vegetal. Essas observações podem ser utilizadas para uma prospecção direcionada de PGPRs e seleção antecipada de candidatas à promoção de crescimento vegetal, de acordo com as necessidades da planta e os interesses dos agricultores. / Chemical fertilization is widely used for increased crop productivity, but its production and use lead to serious environmental damage. To reduce the use of fertilizers, one can make use of plant growth promoting rhizobacteria (PGPR), which are plant-associated bacteria that increase plant health, size and yield through various mechanisms. PGPR effectiveness is known to fluctuate with environmental conditions; however, studies regarding the effect of chemical fertilization on plant growth promoting (PGP) traits of PGPR are scarce. In this work, the effects of long-term fertilization on the diazotrophic diversity, occurrence and expression levels of PGP traits from 190 bacterial strains isolated from rhizospheric soil and roots of rice were analyzed. We found that fertilization had a limited effect on diversity but had a major effect on phosphate solubilization and indolic compounds (IC) production abilities. We propose that plants select bacteria that present good phosphate solubilization ability for intimate root association in lieu of good IC production under nutrient-poor conditions and select good IC producers in lieu of good phosphate solubilizers under nutrient-moderate conditions. In nutrient-rich conditions, this selection preference seems to be deactivated. After testing seven selected isolates for effective in vivo plant growth promotion in greenhouse conditions, our predictions were tested in the field. We found that good phosphate solubilizers only promoted growth at nutrient-poor conditions and that good IC producers only promoted growth at nutrient-moderate conditions. In nutrient-rich conditions, phosphate solubilization and IC production were not key factors to promote plant growth. These findings may be used for directed PGPR prospection and anticipated PGPR candidate selection, according to plant needs and farmer interests.

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