Les espèces du groupe Piptadenia sont des légumineuses endémiques du Brésil, dont la plupart sont des arbres capables de se développer sur des sols peu fertiles faisant d'eux de bons candidats pour le reboisement des terres dégradées. Les Piptadenia établissent une symbiose à la fois avec des champignons mycorhiziens à arbuscules (CMA) et des rhizobiums. Ces espèces sont proches du genre Mimosa, connu pour son affinité pour les symbiotes du genre Burkholderia. Dans ce travail de thèse nous décrivons la biodiversité des symbiotes rhizobiums associés au groupe Piptadenia, et élargissons l'affinité des Burkholderia à ce groupe de légumineuses. Les études phylogénétiques sur des marqueurs neutres et symbiotiques montrent une origine stable et ancienne de la symbiose Burkholderia/Mimoseae. Les études de spécificité d'association entre espèces de Burkholderia et espèces de Piptadenia montrent que cette dernière est lâche, les patterns d'association étant davantage liées aux sites prospectés au Brésil plutôt qu'à une sélection par l'hôte. Dans un second temps, nous avons étudié l'association tripartite entre plusieurs génotypes de Burkholderia, un CMA (Glomus clarum), et l'espèce Piptadenia gonoacantha, décrite dans la littérature comme formant une nodulation mycorhize-dépendante. Nos travaux montrent que la nodulation n'est pas CMA-dépendante, mais par contre l'efficience symbiotique des nodules dépend de la mycorhization pour certains génotypes de Burkholderia. Nous décrivons également des interactions entre symbiose rhizobienne et mycorhizienne au sein des nodules (présence du CMA dans les nodules avec sporulation dans certaines combinaisons de symbiotes). Ces travaux soulèvent la nécessité de prendre en compte les interactions génotype-génotype entre symbiotes rhizobiens et mycorhiziens lors de la sélection des inoculums dans le cadre des programmes de revégétalisation au Brésil par des arbres du groupe Piptadenia. / The Piptadenia group comprise endemic species from Brazil of which many are trees able to develop on poorly fertile soils and are good candidates for revegetation programs. Piptadenia species establish symbioses with both arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) and rhizobia. These species are phylogenetically close to the Mimosa genus, known for its affinity for Burkholderia rhizobial symbionts. In this thesis we describe the biodiversity of rhizobial symbionts associated to the Piptadenia group, and enlarge the affinity towards Burkholderia to this group of legumes. Phylogenetic studies on neutral and symbiotic markers show a stable and ancient symbiosis Burkholderia/Mimoseae. Specificity studies between Burkholderia and Piptadenia group species show that specificity is not strong, and that patterns of associations between partners are isolation site dependent rather than linked to the host legume. In the second part of this thesis we have studied the tripartite association between several Burkholderia genotypes, an AMF (Glomus clarum), and Piptadenia gonoacantha (Pg), a legume species described as making an AMF-dependent nodulation (Jesus et al., 2005). Our experiments show that nodulation in Pg is not AMF-dependent, but that symbiotic efficiency of nodules rely on AMF presence for specific Burkholderia genotypes. We also describe interactions between rhizobial and mycorrhizal symbiosis (AMF presence in nodules, with sporulation in several symbionts combinations). Our work underlines the necessity to consider genotype-genotype interactions between rhizobial and AMF symbionts for the selection of synergistic inoculums in revegetation programs using Piptadenia group species in Brazil.

Os ramnolipídeos (RLs) são biossurfactantes glicolipídeos que podem ser produzidos por diferentes espécies bacterianas. P. aeruginosa produz RLs ricos em 3-hidroxidecanoato, já o RL produzido por B. thailandensis apresenta elevada proporção de 3-hidroxitetradecanoato. A enzima RhlA sintetiza o 3-(3-hidroxialcanoiloxi)alcanoato (HAA), porção lipídica de RLs, e apresenta diferenças estruturais nas espécies de P. aeruginosa e B. thailandensis. Esse trabalho concentrou-se na clonagem e expressão heteróloga dos genes rhlA da linhagem P. aeruginosa LFM634 e Burkholderia thailandensis E264. Os HAAs e RLs produzidos pelas linhagens recombinantes foram caracterizados. Além disso, genes quiméricos foram sintetizados com a finalidade de modificar a especificidade das enzimas RhlAs. Os resultados obtidos neste trabalho demonstraram que a expressão de genes rhlA de diferentes espécies modificou a composição dos HAAs e/ou RLs produzidos em P. aeruginosa, B. thailandensis e E. coli. Os dados indicam que a enzima RhlA desempenha um papel importante na composição dos HAAs produzidos, porém o metabolismo bacteriano também é responsável pela composição desses tensoativos. Além disso, os resultados sugerem que a enzima RhlB, responsável pela ligação de ramnose ao HAA, também apresenta diferenças de especificidade. Quando as enzimas quiméricas foram avaliadas, detectou-se um comportamento semelhante à RhlA de B. thailandensis indicando que a estrutura de RhlA de P. aeruginosa é muito específica para funcionar adequadamente junto com a enzima RhlB. Por fim, as propriedades tensoativas demonstraram diferenças quando há modificações na composição dos 3-hidroxiácidos incorporados aos RLs. / Rhamnolipids (RLs) are glycolipid biosurfactants that can be produced by different bacterial species. P. aeruginosa produces RLs rich in 3-hydroxydecanoate, whereas the RL produced by B. thailandensis presents a high proportion of 3-hydroxytetradecanoate. RhlA enzyme synthesizes 3-(3-hydroxyalkanoyloxy)alkanoate (HAA), lipid portion of RLs, and presents structural differences in P. aeruginosa and B. thailandensis. HAAs and RLs produced by the recombinant strains were characterized. In addition, chimeric genes were synthesized for the purpose of modifying the specificity of the RhlAs enzymes. The results obtained in this study demonstrated that the expression of rhlA genes from different species modified the composition of HAAs and/or RLs produced by P. aeruginosa, B. thailandensis and Escherichia coli. The data also strongly suggest that the composition of the RLs produced depends on the 3-hidroxiacids supplies by the cellular metabolism. Futhermore, the results suggest that the RhlB enzyme that binds to the molecule of HAA a d-TDP-L-rhamnose, also exhibits differences in specificity. When the chimeric enzymes were evaluated, a RhlA-like behavior of B. thailandensis was detected indicating that the RhlA structure of P. aeruginosa is very specific to function properly together with the RhlB enzyme. Finally, the results also indicate differences in the tensoactive properties of the RLs with different compositions.

Dentre os vários microrganismos que fazem parte de microecossistemas de solos, as bactérias do gênero Burkholderia apresentam-se de interesse por possuírem amplo potencial agrícola e biotecnológico. São portadores de uma infinidade de características, como por exemplo: promotoras de crescimento em plantas com a fixação biológica do nitrogênio e produção de fitormônios, supressores de algumas doenças, biorremediadores, agentes de biocontrole e produtores de biopolímeros. Descrito por Yabuuchi et. al. (1992), o gênero ainda precisa ser melhor caracterizado, pois sua taxonomia vem sendo modificada de tal forma que novos componentes estão sendo frequentemente propostos, especialmente pela identificação de novos nichos ecológicos e sua ação no ambiente. No Parque Nacional de Caxiuanã - Pará, Amazônia Oriental, os solos de origem antropogênica denominados Terra Preta Arqueológica (TPA) são caracterizados pelos elevados materiais orgânicos, que se auto-sustentam. Neste estudo, a diversidade do gênero Burkholderia foi avaliada por meio de técnicas microbiológicas (cultivo) e moleculares, como a Eletroforese em Gel com Gradiente Desnaturante (DGGE) com sequências iniciadoras específicas para o gênero, usando o gene 16S rRNA. Os fragmentos amplificados foram analisados pelo sequenciador automático ABI 3100, com o intuito de gerar informações sobre as principais espécies de Burkholderia presentes em sítios de TPA e comparados com as espécies encontradas em solo de floresta nativa natural, adjacente à TPA. Apesar da maior estabilidade e presença de matéria orgânica em sítio TPA, os resultados revelam que as espécies do gênero Burkholderia são numericamente superiores em solo de floresta nativa natural, vindo a confirmar que aspectos físico-químicos (ex. pH) e a vegetação predominante nas áreas de estudo afetam diretamente na composição das comunidades microbianas. Algumas estirpes encontradas destacam-se pelo seu papel funcional no solo, muitas delas comumente associadas à fixação biológica de nitrogênio. Foram encontradas as espécies Burkholderia silvatlantica, Burkholderia vietnamiensis, Burkholderia nodosa, Burkholderia terrae, Burkholderia hospita / Amongst the various microorganisms from soil microecossystems, the genus Burkholderia has been studied since several properties have been discovered more recently, with high potential for agricultural and biotechnological exploitation. Species from this genus have infinite features, e.g. plant growth promoter with biological nitrogen fixation and production of phytohormones, capability for suppression of some diseases, bioremediation, biological control and production of biopolymers. Described by Yabuuchi et al. (1992), the genus still needs to be better characterized, since its taxonomy is frequently modified and several new species have been proposed, especially after recent identification of new ecological niches and their action in the environment. In the National Park of Caxiuanã at the Eastern Amazon region are found anthrosols with past anthropogenic activity, constructed by the pre-historic Amerindians. These anthrosols are known as Archaeological Dark Earth (ADE) which has high and stable concentration of organic matter, thus keep their self-sustainability due to this high soil fertility. In this study, the diversity of genus Burkholderia was evaluated by means of microbiological (bacterial cultivation) and the molecular technique Denaturing Gradient Gel Electrophoresis (DGGE) using short and specific sequences designed for this genus, using the gene 16S rRNA. The amplified fragments from TPA were automated sequenced (ABI 3100) and the ADE diversity was compared with a pristine forest soil, located adjacent to TPA. Although the high stability and organic matter content in the ADE, the results showed a greater number of species from the genus Burkholderia in the pristine forest soil, located at the surrounding of the TPA soil. These data indicate that physical-chemical parameters (e.g. pH) and the prevalent vegetation in the studied areas can affect directly the structure of the microbial communities. Some strains could be distinguished by their functional role in soil, such as those associated with the ability for biological nitrogen fixation. The main species were Burkholderia silvatlantica, Burkholderia vietnamiensis, Burkholderia nodosa, Burkholderia terrae, Burkholderia hospita

BIM é uma proteína pro-apoptótica membro da família Bcl-2. No sistema imune, BIM tem sido descrita como reguladora da homeostase de linfócitos. Porém, o papel do BIM no estabelecimento da resposta imune de linfócitos T CD8+ ainda não foi investigado. Sendo os vetores adenovirais fortes ativadores destas células, investigamos o papel de BIM na qualidade e na frequência de linfócitos T CD8+ em camundongos C57Bl/6 selvagens, bim+/- e bim-/- imunizados com 2x106 PFU Ad.cOVA / 100 μl. Observou-se que camundongos bim-/- apresentam uma redução da lise específica desencadeada pelos linfócitos CD8+, assim como uma menor freqüência de linfócitos CD8+ produtores de IFNγ. Contrariamente, os camundongos bim-/- não mostraram diferencias no controle da progressão tumoral, o que poderia estar relacionado ao acumulo de linfócitos efetores apresentado nestes animais. Em conclusão, camundongos bim-/- apresentam uma menor freqüência de linfócitos T CD8+ com capacidade efetora, sugerindo um importante papel de BIM na produção destas células. / BIM is a pro-apoptotic protein member of the Bcl-2 family. In the immune system, BIM has been described as a regulator of lymphocyte homeostasis. However, the role of BIM on the establishment of the immune response mediated by CD8+ T lymphocytes has not been studied yet. As the adenoviral vectors are strong activators of these cells, we investigated the role of BIM on the quality and frequency of antigen-specific CD8+ T cells, wild-type, bim+/- and bim-/- C57Bl/6 mice immunized with 2x106 PFU Ad.cOVA / 100μl. We observed that bim-/- mice showed a lower frequency of IFN-γ-producing CD8+ T cells along with a reduction in the specific lysis triggered by CD8+ lymphocytes. Surprisingly, bim-/- mice did not show differences in the control of tumor progression, which could be related to the accumulation of effector lymphocytes presented in these animals. In conclusion, bim-/- mice present a lower frequency of CD8+ lymphocytes with effector capacity, suggesting an important role of BIM in their production.

Polihidroxialcanoatos (PHA) são poliésteres acumulados por diversas bactérias a partir de fontes renováveis e são termoplásticos, biodegradáveis e biocompatíveis. A variabilidade da composição monomérica de PHA determina suas propriedades mecânicas e permite seu uso em diversas aplicações. A PHA sintase é a enzima responsável pela polimerização do PHA. O objetivo deste trabalho foi à busca por genes codificadores desta enzima, construção e avaliação de recombinantes portando tais genes. Inicialmente buscaram-se novos genes de PHA sintase a partir de clones de uma biblioteca metagenômica previamente detectados por PCR como positivos para algum tipo de PHA sintase. Posteriormente buscou-se PHA sintases de classe III e construiram-se recombinantes de Pseudomonas sp e B. sacchari pela introdução de genes de C. vinosum (phaECCv). Nas duas recombinantes, os genes inseridos foram capazes de aumentar a fração de 3HHx em relação a linhagem selvagem, quando se utilizou glicose e hexanoato como fontes de carbono. / Polyhydroxyalkanoates (PHA) are polyesters accumulated from renewable sources by several bacteria and are thermoplastic, biodegradable and biocompatible. The variability of the PHA monomer composition determines its mechanical properties and allows their use in many applications. PHA synthase is the enzyme responsible for the polymerization of PHA. The objective was to search for genes encoding this enzyme, construction and the assessment of recombinant bacteria carrying such genes. Initially a screening of PHA synthase genes was made from a metagenomic library clones previously identified as positive by PCR for any type of PHA synthase. Later a search for class III PHA synthases was made as a construction of a recombinant Pseudomonas sp and B. sacchari by introducing genes of C. vinosum (phaECCv). In the two recombinant strains, the genes inserted were able to increase the fraction of 3HHx compared to the wild strain when glucose and hexanoate was used as carbon sources.

Submitted by Angela Maria de Oliveira (amolivei@uepg.br) on 2018-07-24T18:20:09Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) Fabiane Paulitsch.pdf: 1288582 bytes, checksum: c019c172d12983ecb197493b2d5df4d8 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-07-24T18:20:09Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) Fabiane Paulitsch.pdf: 1288582 bytes, checksum: c019c172d12983ecb197493b2d5df4d8 (MD5) Previous issue date: 2017-02-22 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Levantamentos florísticos realizados nos “Campos Gerais” (Paraná, Brasil) indicam que Fabaceae é uma das famílias com maior riqueza e abundância da região. Esses estudos também apontam a elevada diversidade e endemismo de Mimosa spp. Nosso estudo relata a diversidade de rizóbios isolados de nódulos radiculares de plantas nativas de Mimosa gymnas Barneby. Vinte e nove estirpes foram obtidas de M. gymnast nodulíferas em três áreas do Parque Estadual do Guartelá, uma das mais importantes unidades de conservação dos Campos Gerais; os solos dessas áreas foram caracterizados como arenosos, ácidos, pobre em nutrientes e matéria orgânica e com elevados teores de alumínio. A árvore filogenética construída com sequencias parciais do gene 16S rDNA agrupou as estirpes em um grande clado sendo que algumas estipes foram mais relacionados com a espécie Paraburkholderia nodosa enquanto outras foram mais relacionadas com P. bannensi. A análise de perfil genômico baseada em BOX-PCR revelou um elevado grau de variabilidade intraespecífica entre os isolados. Resultados baseados na filogenia de sequencias concatenadas dos genes recA-gyrB dividiram os isolados em dois grandes grupos. O clado II não agrupou nenhuma estirpe tipo e os isolados apresentaram uma identidade nucleotídica de no máximo 97% com P. nodosa. A filogenia do gene nodC agrupou todos os isolados em um grupo único com elevado suporte estatístico, não agrupando com a sequencia correspondente de nenhuma estirpe tipo do gênero Paraburkholderia. Nossos resultados reforçam a constatação de que rizóbios do gênero Paraburkholderia são os preferenciais simbiontes de Mimosa na América do Sul e a associação de estirpes nodulíferas do gênero com condições edáficas particulares. Ainda, os resultados das análises filogenéticas sugerem que os isolados agrupados no clado II na árvore filogenética dos genes recA-gyrB podem representar uma nova espécie de Paraburkholderia, reinterando a importância de estudos de diversidade com plantas leguminosas nativas e endêmicas. . / Floristic surveys performed in the “Campos Gerais” (Paraná, Brazil) indicate that Fabaceae is one of the most species-rich and abundant families. These studies also pointed out the high diversity and endemism of Mimosa spp. Our study report the diversity of rhizobia isolated from root nodules of native Mimosa gymnas Barneby. Twenty-nine strains were obtained from from nodulating M. gymnas in three areas of Guartelá State Park, one of the most important conservation unities of the “Campos Gerais”; soils of these areas were characterized as sandy, acid, poor in nutrients and organic matter and with high aluminum contents. The phylogenetic tree constructed with partial 16S rDNA sequences grouped the strains in a larger cluster and some strains were more related with Paraburkholderia nodosa, although some strains were more related to P. bannensi. The analysis of the genomic profile by BOX-PCR revelead a high degree of intraspecific variability among the isolates. Results based on phylogeny of concatened genes recA-gyrB divided the strains in two large clusters. The cluster II didn’t grouped with any type strain and the isolates showed a nucleotide identity of 16S rDNA of at most 97% with P. nodosa. The nodC phylogeny grouped all the strains into a well-supported clade, not grouping with any know strain of Paraburkholderia genus. Our results support that Paraburkholderia are the main symbionts of Mimosa in South America and the association of nodulating strains of this genera with particular edaphic conditions. Also, the results of the phylogenetic analysis suggest that the isolates grouped in cluster II in the recA-gyrB phylogenetic tree may represent a new species of Paraburkolderia, highlighting the importance of diversity studies with native and endemic leguminous plants.

O Complexo Burkholderia cepacia (CBc) é um grupo de 17 espécies intimamente relacionadas que estão associadas à deterioração pulmonar e aumento da mortalidade em pacientes com Fibrose Cística (FC). Essas espécies variam entre si em relação à prevalência, quadros clínicos e virulência. Pouco é conhecido em relação ao perfil de resistência aos antimicrobianos. Uma vez estabelecida a infecção, a abordagem terapêutica e as medidas de controle atualmente adotadas são baseadas no CBc, sem considerar cada espécie em particular. O objetivo deste estudo foi determinar a prevalência das espécies do CBc em pacientes atendidos em dois centros de referência no Rio de Janeiro, bem como estabelecer perfis de resistência a antimicrobianos e avaliar a diversidade molecular entre as espécies. Cem amostras do CBc isoladas de 38 pacientes com FC no período de janeiro de 2010 a fevereiro de 2012 foram identificadas por métodos fenotípicos e pelo sequenciamento do gene recA. As CIMs para amicacina, aztreonam, ceftazidima, trimetoprim/sulfametoxazol e tobramicina foram determinadas por microdiluição e a genotipagem das espécies foi realizada por PFGE com a enzima SpeI. B. vietnamiensis (44%) foi a espécie mais prevalente, seguida de B. cenocepacia IIIA (36%), B. multivorans (10%), B. cenocepacia IIIB (1%) e B. stabilis (1%). Cinco por cento das amostras não foram identificadas. B. vietnamiensis foi identificada em mais da metade dos pacientes (58,3%). Foram observadas diferenças no perfil de susceptibilidade entre as espécies do CBc. B. cenocepacia IIIA foi a espécie que apresentou as maiores taxas de resistência aos antimicrobianos, sobretudo para trimetoprim/ sulfametoxazol (80,5%), principal antimicrobiano utilizado no tratamento de infecções causadas pelo CBc. Amostras com perfis MDR ocorreram em todas as espécies, destacando-se o perfil A, resistente simultaneamente aos cinco antimicrobianos, observado em 58,8% das amostras de B.cenocepacia IIIA. A análise do polimorfismo genético mostrou que, apesar de B. vietnamiensis ter sido a espécie mais prevalente, a ocorrência de nove grupos clonais sugere que a aquisição dessas cepas tenha se dado a partir de uma fonte ambiental comum. Para B. cenocepacia IIIA, 52,9% das amostras foram atribuídas a um mesmo grupo clonal (BcA), compartilhado entre nove pacientes atendidos em um mesmo centro de referência. Oitenta por cento dessas amostras apresentaram ainda resistência a todos os antimicrobianos testados. Os dados mostram que, mesmo com o emprego de técnicas moleculares, é difícil a identificação do CBc em nível de espécie; que B. cenocepacia IIIA é caracterizada por índices de resistência superiores às outras espécies e que a transmissão cruzada entre os indivíduos aponta para a necessidade do estabelecimento de medidas de vigilância do CBc nos centros de referência. / The Burkholderia cepacia complex (BCC) is a group of 17 closely related species that are associated with pulmonary deterioration and increased mortality in patients with Cystic Fibrosis (CF). These species differ from each other in prevalence, clinical status and virulence. Little is known about the profile of antimicrobial resistance. Once the infection, the therapeutic approach and the control measures currently adopted are based on BcC, without considering each particular species. The aim of this study was to determine the prevalence of BcC species in patients from two reference centers in Rio de Janeiro, as well as establishing antimicrobial resistance profiles and assess the molecular diversity among them. One hundred samples of BcC isolates from 38 CF patients from January 2010 to February 2012 were identified by phenotypic methods and by sequencing the recA gene. The MIC for amikacin, aztreonam, ceftazidime, trimethoprim /sulfamethoxazole and tobramycin were determined by microdilution species and genotyping was carried out by PFGE with the enzyme SpeI. B. vietnamiensis (44%) was the most prevalent species, followed by B. cenocepacia IIIA (36%), B. multivorans (10%), B. cenocepacia IIIB (1%) and B. stabilis (1%). Five percent of the samples were not identified. B. vietnamiensis was identified in over half of patients (58.3%). There were differences in susceptibility profiles among BcC species. B. cenocepacia IIIA showed the highest rates of antimicrobial resistance, particularly to trimethoprim/ sulfamethoxazole (80.5%), primary antimicrobial used to treat infections caused by BcC. Samples with MDR profiles were observed for all species, highlighting the profile A, simultaneously resistant to five antibiotics, observed in 58.8% of B.cenocepacia IIIA samples. The analysis of genetic polymorphism showed that despite B. vietnamiensis was the most prevalent species, the occurrence of nine clonal groups suggests that these strains acquisition has taken place from a common environmental source. For B. cenocepacia IIIA, 52.9% of the samples were assigned to the same clonal group (BcA), shared among nine patients treated at a single referral center. Eighty percent of these samples also showed resistance to all antimicrobials tested. The data show that, even with the use of molecular techniques, the identification of BcC on species level is difficult; that B. cenocepacia IIIA is characterized by higher levels of resistance to other species and that the cross transmission between individuals points to the need for the establishment of BcC surveillance in reference centers.

Os polihidroxialcanoatos (PHA) são poliésteres bacterianos. Na sua biossíntese, a PHA sintase incorpora monômeros 3HA à cadeia polimérica. O objetivo deste trabalho foi estudar o potencial da PHA sintase de 2 isolados do gênero Burkholderia sp. na produção de copolímeros. Construiram-se linhagens recombinantes que abrigavam os genes da PHA sintase classe I, em mutantes de Pseudomonas sp. e Burkholderia sacchari, que não acumulam PHA. Foram realizados ensaios de acúmulo de PHA usando glicose como fonte de carbono, apresentando a produção de unidades de 3HB, 3HO e 3HD nas linhagens recombinantes de Pseudomonas sp. As linhagens recombinantes de B. sacchari incorporaram como único constituinte P(3HB). Ensaios de acúmulo de PHA foram realizados nas linhagens recombinantes de B. sacchari, usando como co-substratos diferentes ácidos graxos, sendo detectada a incorporação de unidades de 3HV e 3HHx além do 3HB, quando foram fornecidos acido hexanóico e valérico. Estes resultados indicam que as PHA sintases classe I são capazes de incorporar diferentes unidades monoméricas. / The polyhydroxyalkanoates (PHA) are bacterial polyester. In their biosynthesis, the PHA synthase incorporates monomers 3HA to the polymer chain. The objective of this work was to study the potential of PHA synthase of 2 isolates of the genus Burkholderia sp. in the production of copolymers. Were constructed recombinant strains that housed the genes of PHA synthase class I mutants of Pseudomonas sp. and Burkholderia sacchari, which do not accumulate PHA. PHA accumulation assays were performed using glucose as carbon source, showing the production of units of 3HB, 3HO and 3HD in recombinant strains of Pseudomonas sp. The recombinant strains of B. sacchari incorporated as single constituent P(3HB). PHA accumulation assays were performed on the recombinant strains of B. sacchari, Using as co-substrates different fatty acids, being detected the incorporation of units of 3HV and 3HHx beyond the 3HB, when were supplied hexanoic acid and valerico. These results indicate that the PHA synthases class I are able to incorporate different monomer units.

A produção de PHAs é limitada devido ao alto custo da fonte de carbono para á produção. No Brasil, o uso de xilose uma fonte de carbono abundante no bagaço de cana é uma alternativa. Neste estudo o catabolismo de xilose em B. sacchari foi estudado para explorar seu potencial para a produção de PHB. Primeiro a organização do operon de xilose foi descrita e foi demostrado que a superexpressão de xylAB melhoro a velocidade máxima de crescimento assim como o teor de acumulo de PHB. Depois foi identificado o fenômeno de repressão catabólica, o qual foi abolido a traves da superexpressão dos genes xylE xylAB. Finalmente foi criado um set de plasmídeos induzíveis para fazer engenharia no consume de xilose em B. sacchari. A superexpressão de xylR permitiu que B. sacchari atinge a velocidade máxima de crescimento mais alta reportada e o melhor fator de conversão de xilose a PHB. Foi concluído então que a superexpressão de xylAB e xylR ajudam a melhorar a velocidade máxima de crescimento e a capacidade de acumulo de PHB usando xylose como fonte de carbono em B. sacchari. / Polyhydroxyalkanoate production is limited by the high production cost of carbon sources. The use of cheap carbon sources like xylose is an alternative to address this issue. In this work we aimed to understand and engineer xylose catabolism in B. sacchari, a bacteria isolated in Brazil to exploit its potential for producing PHB from renewable sources. Initially, we described organization of xylose assimilation genes and demonstrated that xylAB overexpression is an efficient strategy to improve B. sacchari growth rate and production of PHB using xylose as sole carbon source, achieving the highest conversion rate and titer described. Then we identified B. sacchari sequential preference for different sugars (glucose>arabinose>xylose) and overexpress xylE-xylAB to abolish this preference. Finally we created a set of inducible vectors and use them to engineer xylose metabolism. Overexpression of xylR, allowed B. sacchari cells to achieve the highest growth rate and PHB conversion factor and yield reported using xylose as a sole carbon source. Finally, we conclude that overexpression of xylAB and xylR genes improved growth rate, conversion factor and yield when PHB is produced using xylose as carbon source in B. sacchari.

Burkholderia seminalis tem sido encontrada tanto em interações patogênicas, quanto não patogênicas. O gene wcbE codifica uma glicosiltransferase e pertence ao cluster wcb, que está relacionado à síntese de cápsula. O objetivo deste trabalho foi investigar o papel do gene wcbE e da temperatura nas interações microbianas de B. seminalis TC3.4.2R3. A produção de biofilme, EPS e compostos antifúngicos foi maior a 28 ºC. Por outro lado, a motilidade, virulência e respostas ao estresse foram maiores a 37 ºC. wcbE produziu menos biofilme que WT e foi atenuada em G. mellonella a 37 ºC, destacando a importância da glicosiltransferase na patogênese. Além disso, wcbE perdeu a habilidade de inibir fungos fitopatogênicos. Embora B. seminalis seja um membro do Bcc, é eficiente contra patógenos clínicos e ambientais, indicando que esta linhagem pode ter interações múltiplas no ambiente. A temperatura e o gene de glicosiltransferase desempenharam um papel crucial nas interações ambientais de B. seminalis TC3.4.2R3. / Burkholderia seminalis has been found in both pathogenic and nonpathogenic interactions. The wcbE gene encodes a glycosyltransferase and belongs to the wcb cluster, which is related to capsule synthesis. The aim of this work was to investigate the role of the wcbE gene and temperature in the microbial interactions of B. seminalis TC3.4.2R3. The production of biofilm, EPS and antifungal compounds was higher at 28 ºC. On the other hand, the motility, virulence and stress responses were higher at 37 ° C. wcbE produced less biofilm than WT and was attenuated in G. mellonella at 37 ° C, highlighting the importance of glycosyltransferase in the pathogenesis. Furthermore, wcbE lost the ability to inhibit phytopathogenic fungi. Although B. seminalis is a member of Bcc, it is effective against clinical and environmental pathogens, indicating that this strain may have multiple interactions in the environment. The temperature and the glycosyltransferase gene played a crucial role in the environmental interactions of B. seminalis TC3.4.2R3.