Made available in DSpace on 2015-05-14T13:21:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 2450743 bytes, checksum: 3e33726e56a8d6ec568fbe55fd680721 (MD5) Previous issue date: 2012-09-19 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The preparation of stable immobilized lipases is one of the great challenges for modern biotechnology that involves the use of these enzymes in biocatalyzed processes. The commercial application of these biocatalysts depends of an efficient immobilization and the appropriate use of supports to ensure stability to enzymes. This work focused on the study of the preparation of chemically modified supports derived from silica gel. The organofunctionalized silicas were prepared by silylation through of the heteregeneous route using the compounds 3-aminepropyl- and 3-chloropropyl trimethoxysilane resulting in the solids named Sil-propil-NH2 and Sil-propil-Cl, respectively. The solids Sil-propil-NH2 and Sil-propil-Cl reacted subsequently with the cyanuric chloride and 1,6 diaminehexane as spacer, followed by covalent attack of cyanuric chloride resulting in the matrices Sil-propil-N-CC and Sil-propil-Hex-CC. Silica gel and the modified solid were characterized measures of adsorption / desorption of nitrogen, CHN elemental analysis, thermogravimetry (TG), Si29 and C13 NMR and FTIR spectroscopy. The modified support were used in the immobilization of the Burkholderia cepacia lipase, and the catalytic performance and stability of the immobilized enzyme derivatives were investigated in the hydrolysis reaction of p-nitrophenylpalmitate (pNPP) in five consecutive reaction cycles. The results of the preparation of matrizes showed the anchoring of the triazine molecule onto silanized surface. For material Sil-propil-N-CC was observed the increasing of the nitrogen content as indicated CNH elemental analysis, that corresponded to 1.82% of N due the introduction of amino group and 3.08% of N after the reaction of the triazine molecule. For the material Sil-propil-Cl, it was observed the increasing in the nitrogen percentage for the support with spacer (2.13% of N) and after the reaction with cyanuric chloride (3.6% of N). The tests of catalytic activity operational stability of the immobilized enzymes onto supports were 2910, 3000 e 3430 U/g, respectively, for supports with aminopropyl and triazine molecule, chloropropyl with the spacer and for the surface with spacer and triazine molecule. For catalytic test were observed a higher tendency for loss of stability for support without spacer. The obtained results showed that the chemical modification reactions of silica gel enabled the covalent anchoring of the cyanuric chloride and the use of spacer resulted in higher catalytic activity and stability for the immobilized bio catalysts. / A obtenção de lipases imobilizadas estáveis é um dos maiores desafios para a biotecnologia moderna que envolve o emprego destas enzimas em processos biocatalisados. A aplicação comercial desses biocatalisadores depende de métodos eficientes de imobilização e da utilização de um suporte apropriado para assegurar estabilidade às enzimas. Nessa direção, o escopo do presente trabalho envolveu a preparação de suportes quimicamente modificados a partir da sílica gel. As sílicas organofuncionalizadas foram preparadas por silanização pela rota heterogênea, utilizando os compostos 3-aminopropiltrimetoxissilano e 3-cloropropiltrimetoxissilano originando os sólidos denominados Sil-propil-NH2 e Sil-propil-Cl, respectivamente. Os sólidos Sil-propil-NH2 e Sil-propil-Cl reagiram subsequentemente com cloreto cianúrico e o com o espaçador 1,6 diaminohexano, seguido do ataque covalente do cloreto cianúrico resultando nas matrizes Sil-propil-N-CC e Sil-propil-Hex-CC. A sílica gel e os sólidos modificados foram caracterizados pelas técnicas de termogravimetria, medidas de adsorção/dessorção de nitrogênio, análises elementar de CHN, ressonância magnética nuclear de Si29 e C13 e espectroscopia de absorção na região do infravermelho. Os suportes modificados foram utilizados na imobilização da lipase de Burkholderia cepacia, sendo que o desempenho catalítico e estabilidade dos derivados enzimáticos imobilizados foram investigados em reações de hidrólise do éster palmitato de p-nitrofenila (p-NPP) em cinco ciclos reacionais consecutivos. Os resultados das preparações dos suportes mostraram o ancoramento da molécula triazínica nas superfícies silanizadas. No material Sil-propil-N-CC foi observado um aumento do teor de nitrogênio obtido da análise elementar, que correspondeu a 1,82% de N referente à introdução do grupo amino e 3,08% de N após a reação com o composto triazínico. No caso do material Sil-propil-Cl, observou-se um aumento na porcentagem de nitrogênio do suporte contendo espaçador (2,13% N) e após a reação com o cloreto cianúrico (3,6% N). Os testes de atividade hidrolítica e estabilidade das lipases imobilizadas mostraram 2910, 3000 e 3430 U/g, respectivamente para os suportes contendo aminopropil e o anel triazínico, cloropropil e o espaçador e a superfície com espaçador e o anel triazínico. Nos ensaios catalíticos foi observada uma maior tendência de perda de estabilidade na ausência do espaçador. Os resultados obtidos mostraram que as reações de modificação química da superfície da sílica possibilitaram o ancoramento covalente do cloreto cianúrico e a presença de um espaçador possibilitou maior atividade e estabilidade aos biocatalisadores imobilizados.

O uso de bactérias promotoras de crescimento vegetal ou agentes de biocontrole como inoculantes agrícolas é uma alternativa importante e ecologicamente correta, com grandes benefícios na agricultura para substituir, ou ao menos suplementar, a excessiva utilização de fertilizantes e pesticidas. Neste trabalho avaliamos a capacidade de biocontrole e de competência rizosférica de três bactérias com características de promoção de crescimento vegetal (Plant growth promoting - PGP): Bacillus mycoides B38V, Paenibacillus riograndensis SBR5 e Burkholderia sp. 89. As três bactérias avaliadas apresentaram grande versatilidade na utilização de substratos, o que poderia lhes garantir uma vantagem competitiva no ambiente rizosférico. Porém, inconsistências foram observadas nos ensaios em câmara de crescimento, ou seja, as características de PGP e de biocontrole observadas in vitro não se refletiram em benefícios para a planta. A linhagem 89 destacou-se pela produção de um metabólito estável com ampla atividade contra fungos fitopatogênicos. Através de abordagens genômicas e de análises multilocus, descrevemos Burkholderia sp. 89 como uma nova espécie membro do complexo Burkholderia cepacia, denominada de B. catarinensis 89T. O sequenciamento de seu genoma, seguido de uma análise pela ferramenta AntiSMASH, revelou a presença de um agrupamento gênico de peptídeo sintetases não ribossomais (NRPS) relacionadas com a biossíntese do sideróforo ornibactina e um agrupamento híbrido NRPS-policetídeo sintetase responsável pela biossíntese do glicolipopeptideo cíclico com atividade antifúngica burkholdina. Como estratégia de purificação de metabólitos secundários foi utilizada a metodologia da mineração de genoma combinada com fracionamento guiado por bioensaios seguida de análises em espectrômetro de massas. Desta forma, purificamos com sucesso duas variantes de ornibactina, D e F (761 e 789 Da, respectivamente), e detectamos a variante ornibactina B (m/z= 733) e as moléculas sinalizadoras homoserina lactonas C6-HSL, 3OH-C8-HSL e C8-HSL. Análises de espectrometria de massas demonstraram a presença de um grupo de metabólitos com massas de 1240, 1254, 1268, 1216, 1244 e 1272 Da, que, provavelmente, são novas variantes do antifúngico burkoldina. Sendo assim, B. catarinensis 89T possui potencial biotecnológico com possíveis aplicações farmacêuticas e agronômicas para o biocontrole de fungos fitopatogênicos. / The use of plant growth promotion bacteria or biocontrol agents as agricultural inoculants is an important eco-friendly alternative to substitute, or at least supplement, the excessive use of fertilizers and pesticides. In this work, we evaluated the biocontrol potential and rhizosphere competence of three bacteria that had shown plant growth promotion (PGP) abilities: Bacillus mycoides B38V, Paenibacillus riograndensis SBR5 and Burkholderia sp. 89. All three bacteria presented great versatility in their substrate utilization, which could enable them to survive in a competitive rhizosphere environment. However, inconsistencies were observed in the greenhouse experiments, whereas their interesting abilities observed in vitro did not result in benefits to the plants. Strain 89 produces a stable metabolite with a wide range of antifungal activity. Genomic comparisons and multilocus sequence analysis revealed Burkholderia sp. 89 as a new species of the Burkholderia cepacia complex and we described it as B. catarinensis 89T. We sequenced its genome and analyzed it with the AntiSMASH tool. This in silico prediction revealed the presence of a nonribosomal peptide synthetase (NRPS) cluster, which is related to the production of the siderophore ornibactin. Moreover, a hybrid NRPS- polyketide synthetase cluster for the production of the antifungal cyclic glicolipopeptide burkholdin was also found. A genome mining combined with a bioassay-guided fractionation with further mass spectrometry analysis was applied for the purification of these compounds. This approach enabled us to purify and characterize two variants of the siderophore ornibactin, D and F (761 and 789 Da, respectively). Also, we could detect the variant ornibactin B (m/z= 733) and the quorum sensing molecules homoserine lactones C6-HSL, 3OH-C8-HSL and C8-HSL in the supernatant of B. catarinensis 89T. Mass spectrometry analysis showed the presence of a group of metabolites with the masses 1240, 1254, 1268, 1216, 1244 and 1272 Da, which are probably new variants of the antifungal metabolite burkoldin. Therefore, B. catarinensis 89T has a great biotechnological potential for the production of metabolites with pharmaceutical and agricultural applications for the biocontrol of phytopathogenic fungi.

A xilose é um dos principais componentes dos materiais lignocelulósicos, os quais são de grande interesse para produção de bioprodutos como etanol e polihidroxialcanoatos (PHA). Visando melhorar o consumo de xilose em Burkholderia sacchari, uma grande produtora de PHA, os seguintes genes codificadores de xilose isomerase foram nela inseridos e avaliados: xylABs, xylABc, xylAPl, xylABp e xylABx, respectivamente de B. sacchari, B. cenocepacia, Photorhabdus luminescens, B. phymatum e B. xenovorans. Foi ainda sintetizado o gene de B. sacchari (xylA*) no qual foram inseridas modificações descritas na literatura como capazes de aumentar o consumo de xilose em outros organismos. As linhagens recombinantes de B. sacchari abrigando os genes xylABs e xylA* tiveram um aumento de aproximadamente 30%, e aquelas abrigando os genes xylABp e xylABx de 23%, no consumo de xilose quando comparadas com a linhagem controle. Essas quatro linhagens recombinantes foram aquelas que conseguiram produzir maior quantidade de P3HB, aproximadamente 70% a mais do que linhagem controle. / Xylose is a major component of lignocellulosic materials, which are of great interest for the production of bio-products, such as ethanol and polyhydroxyalkanoates (PHA). To improve the consumption of xylose in Burkholderia sacchari, a major PHA producer, the following genes, encoding xylose isomerase, were introduced in these bacteria: xylABs, xylABc, xylAPl, xylABp and xylABx, respectively from B. sacchari, B. cenocepacia, Photorhabdus luminescens, B. phymatum e B. xenovorans. The gene of B. sacchari (xylA*) was also synthesized with several modifications described in the literature as able to increase the consumption of xylose in other organisms. Recombinant strains harboring B. sacchari xylABs and xylA* gene had an increase of approximately 30% in the xylose consumption compared to the control strain, and those harboring xylABx and xylABp gene an increase of 23%. These four recombinant strains were those that were able to produce more P3HB, approximately 70% more than the control strain.

O uso de fertilizantes minerais é de grande importância para que a cultura atinja o seu potencial produtivo e torne a atividade de produção viável economicamente, no entanto o uso excessivo é danoso ao meio ambiente, trazendo riscos à saúde humana e à biodiversidade local. A utilização de bactérias promotoras de crescimento de plantas (BPCP) tem se mostrado uma alternativa promissora e sustentável, visando melhorar a produtividade e reduzir o uso de fertilizantes. Essas bactérias colonizam a rizosfera e tecidos internos da planta e são capazes de estimular o desenvolvimento e sanidade de sua hospedeira através de mecanismos como disponibilização de nutrientes, produção de fitohormônios e controle de patógenos. Este estudo teve por objetivo avaliar o efeito da inoculação de três linhagens de BPCP em milho e o impacto causado na comunidade bacteriana associada à cultura. As linhagens utilizadas foram Burkholderia ambifaria RZ2MS16, Bacillus sp. RZ2MS9, ambas isoladas da rizosfera de guaranazeiro, e Azospirillum brasilense Ab-v5, um inoculante comercial. Primeiramente, foi realizado um ensaio de antibiose entre RZ2MS9 e Ab-v5, constatando não haver inibição. Após, um experimento de promoção de crescimento em condições de campo, foi realizado, com plantas de milho inoculadas com: (i) RZ2MS16; (ii) RZ2MS16 e Ab-v5; (iii) Ab-v5; (iv) RZ2MS9; (v) RZ2MS9 e Ab-v5; e (vi) tratamento controle. As sementes foram inoculadas e, 60 dias após o plantio, a altura da planta, altura até a inserção da espiga e o diâmetro do colmo foram medidos. A inoculação com Ab-v5 e a coinoculação de RZ2MS9 com Ab-v5 promoveram o incremento de 3% em altura da planta, além disso, esse consórcio promoveu incremento de 9% no diâmetro do colmo, todos comparados ao tratamento controle. Usando o DNA total da folha e raíz do milho, o fragmento 16S rRNA bacteriano foi sequenciado, através da plataforma Ion Torrent, para avaliar o efeito da inoculação na comunidade bacteriana associada à ambos os tecidos. A inoculação foi capaz de modular a comunidade bacteriana associada à folha, com a análise de coordenadas principais (PCoA) explicando 39,51% da variação. Não foi observada modulação na comunidade bacteriana associada à raiz. Foi observada diferença na estrutura da comunidade bacteriana quando ambos os nichos foram comparados, independente de inoculação, com a PCoA explicando 80,97% dessa variação. Assim observa-se que estudos dessa natureza são de grande importância para o melhor entendimento da interação entre as BPCP e a comunidade bacteirana associada à planta hospedeira, e dos mecanismos que levam ao desenvolvimento da cultura. / The use of mineral fertilizers is of great importance to the crop reaches its potential yield and become the production activity economically feasible, however, its excessive use is harmful to the environment, and brings risk to human health and local biodiversity. The use of plant growth-promoting bacteria (PGPB) has been shown as a promising and sustainable alternative, aiming to improve productivity and reduce fertilizer use. These bacteria colonize the rhizosphere and plant internal tissues and are able to stimulate their host development and health through mechanisms such as nutrient availability, phytohormone production and pathogen control. This study aimed to evaluate the inoculation effect of three PGPB strains in maize and the impact on associated bacterial community. The strains inoculated were Burkholderia ambifaria RZ2MS16, Bacillus sp. RZ2MS9, both isolated from guarana rhizosphere, and Azospirillum brasilense Ab-v5, a commercial inoculant. First, an anthibiosis assay was conducted between RZ2MS9 and Ab-v5 strains, showing no inhibition. Then, a growth-promotion assay was performed under field conditions, with maize plants inoculated with: (i) RZ2MS16; (ii) RZ2MS16 and Ab-v5; (iii) Ab-v5; (iv) RZ2MS9; (v) RZ2MS9 and Ab-v5; and (vi) control. The seeds were inoculated and, 60 days after sowing, the plant height, height to the cob insertion and stem diameter were measured. The inoculation with Ab-v5 and the co-inoculation with RZ2MS9 plus Ab-v5 increased the plant height in 3%, furthermore, the co-inoculation increased stem diameter in 9%, all compared to control. Using total DNA of maize\'s leaf and root, bacterial 16S rRNA fragment was sequenced by Ion Torrent platform, to evaluate the effect of inoculation in associated bacterial community of both tissues. The inoculation was able to modulate the leaf bacterial community, with principal coordinates analysis (PCoA) explaining 39.51% of variation. It was not found modulation on root\'s bacterial community. Difference in the bacterial community structure was observed when both niches were compared, regardless inoculation, with PCoA explaining 80.97% of this variation. Therefore, it is noted that studies of this nature are of great importance for a better understanding of the interaction between PGPB and bacterial community associated to the host plant and mechanisms leading to crop development.

O trabalho é proposto visando melhorar o consumo de xilose na bactéria Burkholderia sacchari utilizando o acúmulo de PHB como modelo de produção Foi desenvolvido um processo de evolução por meio da aplicação de feast and famine e Cultivos sequenciais em fase exponencial. Foi obtida uma linhagem mutante com uma velocidade especifica de crescimento de 0,24 h -1. Foi feita uma análise de fluxos metabólicos da qual foi possível concluir que o metabolismo da xilose acontecia em sua maioria pela VP junto com a ED. Foi feito um ensaio de acumulo com carbono marcado utilizando uma solução de xilose, de 20:80 de xilose marcada 13C em todos os carbonos e xilose não marcado, para determinar quais seriam as possíveis vias metabólicas no uso da xilose por parte de B. sacharia LFM 101 e da linhagem evoluída BSEV11. Foi determinado que houve embaralhamento de carbonos, fato que só acontece quando o metabolismo da xilose e feito pela VP junto com a via ED, assim foi possível conferir a via ED como principal via para o metabolismo da xilose em B. sacchari LFM 101. / To evaluate the possibilities of improving the productivity of PHA production from xylose, evolutionary engineering techniques were applied to B. sacchari to select cells with maximum specific growth rates (max) higher than the wild type. Metabolic flux analysis was also performed to evaluate the fluxes through central pathways and the possibility of further improvements by modifying fluxes rates. The evolved strain reached a max of 0.24 ± 0.01 h-1 at the end of the evolutionary process. Strains were submitted to bioreactor experiments. A metabolic network of the strain was usedn to determine the possible distribution of metabolic fluxes. A total of 19 elementary modes were obtained. It was concluded that the metabolism of xylose occurred mostly by VP along with the ED. The ED pathway has the major activity going on in a cyclic way. It was also performed a 13C labeled xylose assay, in which it was possibly to confirm the obtained results from the metabolic flux analyses.

A capacidade de B. sacchari acumular poli-3-hidroxibutirato-co-3-hidroxihexanoato (P3HB-co-3HHx) foi confirmada, com até 2 mol% de 3HHx no PHA total (<10% do 3HHx máximo teórico a partir do ácido), indicando flexibilidade da PHA sintase por substratos, porém alta eficiência nas vias catabólicas do hexanoato. Análise da estabilidade térmica do PHA indicou uma temperatura de degradação reduzida, compatível com a presença de unidades 3HHx. Mutantes incapazes de crescer em ácido hexanóico foram obtidos com UV e transposon mini-Tn5, que ainda acumulavam 3HHx a partir de hexanoato mas com redução na capacidade do acúmulo de 3HB e 3HHx. Foram construídos recombinantes abrigando o gene phaB (codificador de 3-cetoacil-CoA redutase) de Ralstonia eutropha ou phaJ1 e phaJ2 (codificadores de enoil-CoA hidratases R-específicas) de Pseudomonas aeruginosa. A expressão de phaB ou phaJ1 aumentou a canalização de 3HB para a PHA sintase, apesar de não aumentar as frações de 3HHx. Monômeros de 3HHx e 3HO foram detectados a partir de ácidos butírico e octanóico, respectivamente. / The ability of B. sacchari to accumulate poly-3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyhexanoate (P3HB-co-3HHx) from glucose and hexanoic acid was confirmed. 3HHx content was up to 2 mol% of PHA (<10% of the maximum theoretical 3HHx from the acid), indicating a substrate flexibility of B. sacchari PHA synthase, but high efficiency of hexanoate catabolic pathways. Thermal stability analysis of the copolymer indicated a reduced degradation temperature compatible with 3HHx units. Mutants unable to grow on hexanoic acid were obtained with UV and mini-Tn5 transposon. They still accumulated 3HHx from hexanoate, but the ability to accumulate 3HB and 3HHx was reduced. Recombinants harboring the Ralstonia eutropha phaB (encoding 3-ketoacyl-CoA reductase) and Pseudomonas aeruginosa phaJ1 and phaJ4 genes (encoding R-specific enoyl-CoA hydratases) were constructed. Expression of both phaB and phaJ1 increased the channeling of 3HB to the PHA synthase, despite no increase on 3HHx fraction was observed. 3HHx and 3HO monomers were detected from butyric and octanoic acids, respectively.

Burkholderia sacchari é uma espécie de bactéria capaz de acumular polihidroxialcanoatos em condições de limitação de um nutriente essencial e excesso de fonte de carbono. A partir do substrato sacarose, acumula o polímero poli-3-hidroxibutirato (P3HB), poliéster biodegradável de propriedades semelhantes às dos plásticos de origem petroquímica. A partir de sacarose e propionato como fontes de carbono, ela é capaz de acumular o copolímero poli-3-hidroxibutirato-co-3-hidroxivalerato (P3HB-co-3HV), que é mais maleável que o polímero P3HB. No entanto, apenas uma pequena porcentagem do propionato fornecido é convertida em 3HV. Isto se deve à presença de outras vias de catabolismo muito eficientes que transformam o propionato em biomassa, reduzindo a eficiência na produção do copolímero. Estudos em mutantes UV prp-, indicaram que duas vias de catabolismo de propionato podem atuar em B. sacchari: &#945;-oxidação e o ciclo de 2-metilcitrato (2MCC). Esta última teve sua comprovação molecular comprovada, já a outra ainda está sendo estudada, mutantes afetados no consumo de intermediários da &#945;-oxidação foram complementados fragmentos de DNA, obtidos de uma biblioteca genômica de B. sacchari os quais, após sequenciamento e comparação do banco de dados, verificou-se codificarem um regulador transcricional LysR. A análise dos genes adjacentes ao regulador sugeriu que poderiam compor um operon de uma via de &#945;-oxidação. Diante disso, este trabalho busca a comprovação molecular da via da &#945;-oxidação para o catabolismo de propionato em B. sacchari. / Burkholderia sacchari is a species of bacteria capable of accumulating polyhydroxyalkanoates under limiting conditions of an essential nutrient and excess carbon source. From the sucrose substrate, it accumulates polymer poly-3-hydroxybutyrate (P3HB), biodegradable polyester with properties similar to those of petrochemical plastics. From sucrose and propionate as carbon sources, it is able to accumulate the poly-3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyvalerate (P3HB-co-3HV) copolymer, which is more malleable than the polymer P3HB. However, only a small percentage of the supplied propionate is converted into 3HV. This is due to the presence of other very efficient catabolic pathways that transform the propionate into biomass, reducing the production efficiency of the copolymer. Studies on prp- UV mutants have indicated that two pathways of propionate catabolism may act on B. sacchari: the &#945;-oxidation and the 2-methylcitrate cycle (2MCC). The latter had its molecular proof proven, while the other is still being studied, mutants affected in the consumption of &#945;-oxidation intermediates were complemented DNA fragments obtained from a genomic library of B. sacchari which, after sequencing and comparison of the bank Coding for a LysR transcriptional regulator. Analysis of the genes adjacent to the regulator suggested that they could compose an operon of an &#945;-oxidation pathway. In view of this, this work seeks the molecular proof of the &#945;-oxidation pathway for the propionate catabolism in B. sacchari.

O sistema de mobilização intracelular de poli-3-hidroxibutirato (P3HB) em Burkholderia sacchari foi analisado. A busca em genomas de Burkholderia spp. identificou duas oligômero hidrolases (PhaY1 e PhaY2) e pelo menos três P3HB despolimerases intracelulares (PhaZa1, PhaZa2 e PhaZd1). Mutantes de B. sacchari afetados na mobilização de P3HB e complementados com genes de Ralstonia eutropha apresentaram um aumento expressivo nas taxas de mobilização de P3HB, especialmente quando o gene phaZa1 foi superexpresso. A superexpressão dos genes phaZa2 ou phaZa3 também conduziu a aumentos nas taxas de mobilização embora em um grau menor que os valores obtidos com phaZa1. Dois mutantes afetados na mobilização de P3HB foram obtidos utilizando o transposon mini-Tn5 (NAM03 e NAM04). NAM03 apresentou interrupção em gene que codifica uma P3HB despolimerase intracelular (PhaZa1). NAM04 apresentou interrupção em gene anotado como serino peptidase LonA. Este pode representar um ativador da mobilização ou uma nova P3HB despolimerase intracelular. / The intracellular poly-3-hydroxybutyrate (P3HB) mobilization system in Burkholderia sacchari was analyzed. A search in Burkholderia spp. genomes identified two oligomer hydrolases (PhaY1 and PhaY2) and at least three intracellular P3HB depolymerase (PhaZa1, PhaZa2 e PhaZd1). B. sacchari mutants affected on P3HB mobilization and complemented by Ralstonia eutropha genes showed an expressive increase on P3HB mobilization rates, especially when phaZa1 was overexpressed. The overexpression of phaZa2 or phaZa3 also increased the mobilization rates though to a lesser extent than phaZa1. Two mutants affected on P3HB mobilization were obtained using the transposon mini-Tn5 (NAM03 and NAM04) .NAM03 was disrupted in a gene encoding an intracellular P3HB depolymerase (PhaZa1). NAM04 was disrupted in a gene annotated as a serine peptidase LonA. This could be a mobilization activator or a new intracellular P3HB depolymerase.

As culturas da soja e milho são de grande importância econômica mundial e também para o Brasil, onde a área cultivada com essas duas culturas está estimada em 45.855.900 mil hectares, distribuídas em todos estados produtores conforme suas características. A estimativa da safra mundial de soja em 2015/16 apresentou uma redução na produção global da oleaginosa para 319,0 milhões de ton, volume 1,1 milhão de ton inferior ao levantamento de dezembro de 2015. Ainda assim, trata-se de um volume recorde. Para o milho, a produção global foi de 967,9 milhões de ton, com uma redução no volume de 5,9 milhões de ton em relação ao levantamento realizado em dezembro de 2015. Nessas duas culturas são comumente utilizadas bactérias fixadoras de nitrogênio (BFN), reduzindo ou até mesmo, eliminando a aplicação de adubos nitrogenados. Estudos apontam que a simbiose entre BFN e as culturas soja e milho pode ser otimizada mediante a coinoculação com rizobatérias promotoras de crescimento de plantas (RPCP). Apesar de promissora, o estudo da utilização de BFN em associação com RPCPs é incipiente no Brasil. Assim, o presente trabalho teve como objetivo monitorar, a partir da marcação bacteriana, a interação entre a linhagem de Burkholderia ambifaria (RZ2MS16), uma rizobactéria proveniente do guaranazeiro e previamente descrita como promotora de crescimento em soja e milho e linhagens das espécies Bradyrhizobium japonicum (SEMIA5079), Bradyrhizobium diazoefficiens (SEMIA5080) e Azospirillum brasilense (Ab-v5 e Ab-v6) que são comercialmente utilizadas como bioinoculantes nessas culturas respectivamente. Os efeitos sinergisticos da interação entre RZ2MS16 e bioinoculantes comercias foram avaliados em experimento de casa de vegetação. Também foi avaliado o efeito da coinoculação de bioinculantes com outra rizobactéria proveniente do guaranazeiro, Bacillus sp. (RZ2MS9). As linhagens foram inoculadas separadamente e coinoculadas, sendo melhores resultados observados com a coinoculação das linhagens. As linhagens marcadas com genes de fluorescência selecionadas para estudo de interação foram RZ2MS16, Ab-v5 e SEMIA5080, sendo essa interação observada por microscopia de fluorescência, com também pelo reisolamento das linhagens marcadas. As linhagens RZ2MS16:pNKGFP e Ab-v5: pWM1013 e SEMIA5080:pWM1013 colonizaram todos os nichos avaliados em milho e soja, respectivamente, sendo também caracterizadas como endofíticos. Assim se observa que estudos desta natureza são de grande importância para um melhor entendimento da interação entre bactéria planta e o efeito da coinoculação no melhor desenvolvimento de plantas comercialmente utilizadas. / The soybean and corn are of great global economic importance and also to Brazil, where the area cultivated with these two crops is estimated at 45.8559 billion hectares, distributed in all producing states according to their characteristics. The estimate of the global soybean crop in 2015/16 showed a reduction in global production of oilseeds to 319.0 million tons, volume 1.1 million tons lower than the survey of December 2015. Still, it is a record volume. For corn, the total production was 967.9 million tons, with a reduction in volume of 5.9 million tons compared to the survey conducted in December 2015. In these two crops are nitrogen fixing bacteria commonly used (BFN), reducing or even eliminating the application of nitrogenous fertilizers. Studies show that the symbiosis between BFN and cultures soy and corn can be optimized by coinoculation with rhizobacteria promoting plant growth (PGPR). Although promising, the study of the use of BFN in association with RPCPs is incipient in Brazil. Thus, this study aimed to monitor, from the bacterial marking the interaction between the strain of Burkholderia ambifaria (RZ2MS16) a rhizobacteria from the guarana and previously described as a growth promoter in soybean and corn and strains of the species Bradyrhizobium japonicum (SEMIA5079), Bradyrhizobium diazoefficiens (SEMIA5080) and Azospirillum brasilense (Ab-v5 and v6-Ab) that are commercially used as inoculant these cultures respectively. The synergistic effects of the interaction between RZ2MS16 and commercial inoculant were evaluated in a greenhouse experiment. It was also evaluated the effect of coinoculation of inoculant with other rhizobacteria from the guarana, Bacillus sp. (RZ2MS9). The strains were inoculated separately and coinoculated, with best results seen with coinoculation lineages. The lines marked with fluorescence genes selected for study interactions were RZ2MS16, Ab-v5 and SEMIA5080, this interaction being observed by fluorescence microscopy with also by reisolation of the marked strains. Strains RZ2MS16: pNKGFP and Ab-v5: pWM1013 and SEMIA5080: pWM1013 colonizing all niches evaluated in corn and soybeans, respectively, also being characterized as endophytes. Thus it is observed that such studies are of great importance for a better understanding of the interaction between plant and bacteria coinoculation the effect of the improved development of plants used commercially.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Alguns Bastonetes Gram-negativos não fermentadores (BGNNF) costumam ser considerados clinicamente pouco significantes e a sua implicação em infecções é subestimada. Devido à similaridade fenotípica, mudanças taxonômicas, baixa reatividade bioquímica e limitações nos bancos de dados em sistemas comerciais, a identificação de BGNNF é frequentemente equivocada, culminando com a denominação de diferentes micro-organismos apenas como BGNNF, por falta de melhor diferenciação. O objetivo desse estudo foi avaliar, por métodos fenotípico convencional, proteômico e molecular, a identificação de BGNNF incomuns isolados em hemoculturas de pacientes atendidos em um hospital universitário no Rio de Janeiro. Foram selecionadas 78 amostras isoladas de hemoculturas caracterizadas no laboratório clinico como BGNNF para a identificação por sequenciamento dos genes 16S RNA e recA, por um conjunto amplo de testes fenotípicos manuais e por MALDI-TOF MS. Os micro-organismos predominantes na amostragem foram genotipados pela técnica de eletroforese em gel de campo pulsado (PFGE). Pelo sequenciamento do gene 16S rRNA, a maioria das amostras (n=31; 40%) foi incluída no gênero Burkholderia, seguido de Pseudomonas stutzeri (10%) e Delftia acidovorans (4%). Os demais isolados foram agrupados em 27 diferentes espécies. O sequencimento do gene recA identificou a maioria das espécies de Burkholderia como Burkholderia contaminans (n=19; 24%). Os testes fenotípicos incluíram as 31 amostras apenas no CBc e para as outras 47 amostras, a concordância com o sequenciamento do gene 16S rRNA em nível de espécie foi de 64% (n=30) e apenas em gênero a concordância foi de 17% (n=8). A análise comparativa geral da identificação por MALDI-TOF MS com o sequenciamento do gene16S rRNA mostrou que 42% (n=33) das 78 amostras foram concordantes em nível de espécie e 45% (n=35) apenas em gênero. Excluindo as amostras do CBc, houve um aumento da concordância em nível de espécie para 60%. As discordâncias parecem ser devido às diferenças nos perfis proteicos das amostras em relação às amostras-referência do banco de dados do equipamento e podem ser aprimorados com a atualização de perfis no sistema. A análise do polimorfismo genético de B. contaminans mostrou a ausência de um clone disseminado causando surto, além da provável origem ambiental das infecções. Os setores de nefrologia e hemodiálise contribuíram com maior número de pacientes com amostras positivas (5 pacientes e 9 amostras). Os grupos clonais BcoD e BcoE foram encontrados em pacientes assistidos no mesmo setor com diferença de quatro meses (BcoD, nefrologia) e 1,5 ano (BcoE, hemodilálise), entre as culturas, respectivamente. As discordâncias entre as técnicas ocorreram principalmente devido a dificuldade de identificação das espécies do CBc. Os BGNNF incomuns são de difícil caracterização independente da metodologia usada e nenhum método por si só foi capaz de identificar todas as amostras. / Some nonfermenting Gram-negative Bacilli (NFGNB) are considered of low clinical significance, and their implication in infections is usually underestimated. Due to their phenotypic similarities, frequent taxonomic changes and low biochemical reactivity, as well as to limitations of bacterial identification commercial system databases, these NFGNB are frequently misidentified and are collectively referred to as NFGNB group, in the lack of a better differentiation. The aim of the present study was to evaluate the performance of the conventional phenotypic method, the proteomic matrix-assisted laser desorption ionization time of flight mass spectometry method (MALDI-TOF MS) and of molecular methods (16S RNA and recA gene sequencing) in the identification of 78 unusual NFGNB isolated from blood cultures of pacients treated at an university hospital in Rio de Janeiro. Clonality of the predominant species identified within these isolates was determined by pulsed-field gel electrophoresis (PFGE). By the 16S rRNA gene sequence analysis, most strains (n = 31; 40%) were included in the Burkholderia spp. followed by Pseudomonas stutzeri (n = 8; 10%), Delftia acidovorans (n = 3; 4%) and Stenotrophomonas maltophilia (n = 3; 4%). The remaining bacterial isolates were included in 27 different species. By the recA gene sequencing technique, most bacteria from the Burkholderia cepacia complex (BCC), samples were classified as Burkholderia contaminans (n=19; 24%). Phenotypic tests provided accurate identification of all 31 isolates included in the BCC by the 16S rRNA gene sequence analysis. For the other 47 samples, agreement of the results obtained with these two techniques in species and genus level identifications occurred in 30 (63,8%) and 17 samples (36,2%), respectively. The results obtained by the MALDI-TOF MS and 16S rRNA gene sequencing methods agreed at species and genus levels in 33 (42%) and 35 isolates (45%), respectively. When bacteria from the BCC were excluded from the analysis, the agreement between the two techniques at species level increased to 60%. Misidentification by the MALDI-TOF MS method may be due to differences in protein spectra between the samples and the reference strains in the equipment database. PFGE analysis of B. contaminans isolates revealed the absence of a disseminate clone causing an outbreak, and the probable environmental source of infections. The nefrology ang dialisis sectors contributed to the greatest number of patients with positive cultures (5 pacients and 9 isolates). Clones BcoD and BcoE were found in blood cultures of pacientes treated in a same sector with differences of 4 months (BcoD, nefrology) and 1.5 year (BcoE, dialisis). The misidentifications occurred mainly due to the hard differentiation of BCC species. Unusual NFGNB are of difficult characterization whatever the methodology used and no method alone was able to identify all the isolates.