Submitted by Dominick Jesus (dominickdejesus@hotmail.com) on 2016-01-06T18:10:13Z No. of bitstreams: 2 Dissertaçao_Bianca Galucio Pereira.pdf: 1462670 bytes, checksum: 16ccf9218470f8836d660576d155a474 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-01-06T18:10:13Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertaçao_Bianca Galucio Pereira.pdf: 1462670 bytes, checksum: 16ccf9218470f8836d660576d155a474 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Previous issue date: 2010-08-06 / Microorganisms genetic diversity provides unique and crucial ecosystem, maintaining performances, thus being a fundamental trophic food chain and biogeochemical cycle components. Modern and more efficient techniques for studying soil microbiota, such as the use of molecular tools, are being employed so as to maximize microbial diversity characterization. Soil samples were collected in two rural properties located at RESEX Uatumã, Balbina road in the ramal Da Morena, in the municipality of Presidente Figueiredo, AM, in dark earth and yellow latosol being used to cultivate three native, Amazonian botanical species, açai – Euterpe precatoria Mart., peach palm – Bactris gasipaes Kunth and cupuassu – Theobroma grandiflorum (Willd. ex Spreng.) Schum. Samples were analyzed through Desnaturant Gradient Gel Electrophoresis technique (DGGE) in order to attain Proteobacteria phylum, communities structure characterization, in Alfa, Beta and Gammaproteobacteria classes. Results showed that cultures of açai, cupuassu and peach palm grown in yellow latosol and Dark Earth contemporary are able to differentiate influence the structures of Alfaproteobacteria communities. The contemporary dark earth environment seems to favor the rich for Beta-proteobacteria groups, when compared to the yellow latosol. Indeed, opposite was observed for the Gammaproteobacteria group leading to an indication of greater wealth for the yellow latosol. Fe, Al and percentage of aluminum saturation (m) were the main abiotic factors that influenced the structure of the studied bacterial communities. / A diversidade genética presente nos microrganismos proporciona o desempenho de funções únicas e cruciais na manutenção de ecossistemas, sendo eles, portanto, componentes fundamentais de cadeias tróficas e ciclos biogeoquímicos. Técnicas modernas e mais eficientes no estudo da microbiota do solo, como o uso de ferramentas moleculares, vêm sendo aplicadas para maximizar a caracterização da diversidade microbiana. Amostras de solos foram coletadas em duas propriedades rurais localizadas na RESEX Uatumã, Estrada de Balbina no Ramal da Morena, no Município de Presidente Figueiredo, AM, em solos de Terra Preta de Indio e Latossolo Amarelo sob o cultivo de três espécies botânicas nativas da Amazônia, açaí – Euterpe precatoria Mart., pupunha – Bactris gasipaes Kunth e cupuaçu – Theobroma grandiflorum (Willd. ex Spreng.) Schum. As amostras foram analisadas pela técnica de Eletroforese em Gel com Gradiente Desnaturante (DGGE) a fim de obter uma caracterização das estruturas de comunidades do filo Proteobacterias nas classes Alfa, Beta e Gammaproteobacteria. Os resultados mostraram que as culturas de açai, pupunha e cupuaçú cultivadas em solos de Latossolo Amarelo e Terra Preta contemporanea são capazes de influenciar diferencialmente as estruturas de comunidades de Alfaproteobacterias. Para esse estudo, o ambiente de Terra Preta contemporânea parece favorecer a maior riqueza para os grupos de Beta-proteobacterias, quando comparado aos solos de Latossolo Amarelo. Fato contrário foi observado para o grupo de Gammaproteobacterias levando a um indicativo de maior riqueza para os solos de Latossolo Amarelo. Fe, Al e porcentagem de saturação por alumínio (m) foram os principais fatores abióticos que influenciaram na estrutura das comunidades bacterianas estudadas.

Orientador: Laura Maria Mariscal Ottoboni / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-24T16:24:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Carlos_Camila_D.pdf: 3834562 bytes, checksum: ae067ac8bf3731e5d1ab6af674e63c67 (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: Os recifes de corais são ecossistemas sensíveis que estão ameaçados pelas mudanças climáticas. Estudos têm demonstrado a importância da microbiota associada aos corais na resistência às doenças e aos estresses. Neste trabalho, a caracterização taxonômica e funcional da microbiota associada a corais encontrados no litoral de São Paulo permitiu a identificação de associações espécie-específicas entre corais e bactérias e a identificação de funções bacterianas responsáveis pelo estabelecimento de associações coral-bactéria. A composição taxonômica associada a ambientes coralíneos (muco, água e sedimento do entorno) de quatro espécies de corais encontradas no litoral de São Paulo foi avaliada por pirosequenciamento do gene de rRNA 16S. Os resultados indicam que a comunidade microbiana do muco não é apenas distinta do ambiente do entorno, todavia é, também, mais estável ao longo das estações do ano. A composição taxonômica da microbiota do coral mole Palythoa caribaeorum foi bastante distinta das demais espécies, pertencentes estas à ordem Scleractinia, indicando a influência das relações filogenéticas na moldagem das comunidades microbianas associadas aos corais. O metagenoma de Madracis decactis e da espécie brasileira endêmica Mussismilia hispida foi sequenciado por pirosequenciamento. A maior parte das sequências obtidas não pôde ser anotada, o que pode indicar a abundância de micro-organismos, especialmente vírus, ainda não estudados. Entre as sequências anotadas, foi observada uma grande abundância de sequências de origem viral em ambas as bibliotecas. Os metagenomas de M. hispida e M. decactis foram comparados a outros metagenomas disponíveis no banco de dados do MG-RAST e foi possível identificar genes ou funções mais abundantes nessas bibliotecas, como genes de resistência a antibióticos da classe dos aminoglicosídeos, que podem estar sujeitos à transferência horizontal nesse ambiente. Por último, foi sequenciado o genoma de uma bactéria isolada de muco de M. hispida, Paracoccus sp. SM22M-07. A análise comparativa desse genoma com outros genomas do gênero Paracoccus revelou funções únicas do isolado de muco de coral, por exemplo, genes do sistema de secreção do tipo IV podem exercer a função de contribuir com o estabelecimento de interações bactéria-coral. Todos os resultados aqui apresentados e analisados apontam para uma grande diversidade tanto taxonômica quanto funcional da comunidade bacteriana associada aos corais brasileiros. A estabilidade sazonal dessas comunidades é uma propriedade importante que contribui para a prevenção da colonização de bactérias patogênicas. Os resultados aqui apresentados representam um extenso inventário da diversidade microbiana em um ecossistema ameaçado pelas mudanças climáticas globais e permitirão futuros estudos comparativos e a criação de modelos e estimativas das taxas de redução da diversidade microbiana em ambientes marinhos / Abstract: Coral reefs are one of the ecosystems most threatened by global climate changes. Studies have shown the importance of the coral microbiota in stress and disease resistance. In this work, the taxonomic and functional characterization of the bacterial communities associated with corals from the coast of São Paulo State, Brazil, allowed the identification of species-specific interactions between corals and bacteria and the identification of the bacterial functions responsible for the establishment of these interactions. The taxonomic composition of mucus, water and surrounding sediment of four coral species found in the coast of Sao Paulo State was assessed by 16S rDNA pyrosequencing of metagenomic DNA. The microbial communities found in samples of mucus, water, and sediment differed according to the taxonomic composition, and the coral mucus community seemed to be more stable to seasonal changes. The taxonomic composition of the microbiota of the soft coral Palythoa caribaeorum was distinct from the other species belonging to the order Scleractinia, indicating the influence of phylogenetic relationships in shaping the microbial communities associated with the coral. The metagenome of Madracis decactis and the Brazilian endemic species Mussismilia hispida was sequenced by pyrosequencing. Most of the sequences obtained could not be annotated, which might indicate an abundance of unknown microorganisms, especially viruses. Among the annotated sequences, an abundance of viral sequences in both libraries was observed. The metagenomas M. decactis and M. hispida were compared with metagenomes datasets available in the MG-RAST database and through these comparisons, the most abundant genes or functions of the corals¿ metagenomes were identified, for example, genes for resistance to antibiotics of the aminoglycoside class. Finally, the genome of an isolate of mucus of M. hispida, Paracoccus sp . SM22M - 07 was sequenced. The comparative analysis of this genome with other genomes of the genus Paracoccus revealed unique functions of the bacteria isolated from coral mucus, such as genes of the type IV secretion system, which may contribute to the establishment of coral-bacteria interactions. All results presented and analyzed in this work show a great diversity, both taxonomic and functional, of the bacterial community associated with Brazilian corals. The seasonal stability of these communities is an important property that contributes to preventing the colonization by pathogenic bacteria. The results presented here represent an extensive inventory of microbial diversity in an ecosystem threatened by global climate change and will allow future comparisons, modeling and estimates of the rates of reduction of microbial diversity in marine environments / Doutorado / Genetica de Microorganismos / Doutora em Genética e Biologia Molecular

Os micro-organismos que habitam o trato digestivo dos ruminantes têm uma profunda influência no desenvolvimento e funcionamento do animal hospedeiro. O rúmen abriga comunidades microbianas complexas dominadas por bactérias que participam de um processo eficiente de degradação dos materiais que compõem a parede celular vegetal. Por esta razão, o microbioma do rúmen representa uma fonte inexplorada de enzimas hidrolíticas com potencial aplicação na produção de combustíveis a partir da biomassa lignocelulósica. Nós usamos a plataforma Ion Torrent (PGM) para acessar o microbioma do rúmen de quatro animais da raça Santa Inês submetidos a uma dieta base. A fim de descrever a estrutura da comunidade microbiana no rúmen de ovinos e explorar o seu potencial como uma fonte de genes de degradação da biomassa, usamos a abordagem de sequenciamento do gene RNA ribossomal 16S (rRNA), utilizando Ion Tags, e a abordagem de sequenciamento metagenômico shotgun (DNA total), respectivamente. Além disso, medimos parâmetros químicos do ambiente do rúmen, relacionados a cada animal, incluindo pH, Degradabilidade da Matéria Orgânica (OMD), Produção total de Gás (GP) e Emissões de Metano (CH4), a fim de buscar correlações entre estas variáveis químicas e os grupos bacterianos. Em termos de estrutura da comunidade microbiana (bacteriana), encontramos Bacteroidetes como o filo dominante, seguido por Firmicutes, Proteobacteria e Actinobacteria. Alguns táxons foram correlacionados com os parâmetros químicos, como as famílias Corynebacteriaceae e Streptococcaceae, que foram positivamente correlacionadas com OMD; e a família Streptomycetaceae, negativamente correlacionada com GP e CH4. Algumas glicosil hidrolases conhecidas foram identificadas, como Endo-1,4-beta-glucanases, Beta-D-glicosídioglicohidrolases e outras foram designadas como putativas. Estas descobertas mostram interações ecológicas entre os grupos microbianos e funções importantes do rúmen, assim como o potencial do rúmen de ovinos para a descoberta de novas enzimas celulolíticas. / The microorganisms inhabiting the digestive tracts of ruminants have a profound influence on the host animal development and functioning. The rumen harbors complex microbial communities dominated by bacteria, which participate in an efficient process to digest plant cell wall materials. For this reason, the rumen microbiome represents an untapped source of hydrolytic enzymes with potential application for fuel production from lignocellulosic biomass. We used the Ion Torrent (PGM) platform to access the rumen microbiome of four animals of Santa Inês breed under a base diet. In order to describe the structure of the microbial community in the sheep rumen and explore its potential as a source of biomass-degrading genes, we used 16S ribosomal RNA (rRNA) Ion Tags sequencing approach and shotgun metagenomic sequencing (total DNA) approach, respectively. Furthermore, we measured rumen chemical environmental parameters related to each animal, including pH, Organic Matter Degradability (OMD), Total Gas Production (GP) and Methane emissions (CH4) in order to search for correlations between these chemical variables and bacterial groups. In terms of microbial (bacterial) community structure, we found Bacteroidetes as the dominant phylum in sheep rumen microbiome, followed by Proteobacteria, Firmicutes and Actinobacteria. Some taxa were correlated with the environmental parameters, like the Corynebacteriaceae and Streptococcaceae families, which was positively correlated with OMD, and the Streptomycetaceae family, negatively correlated with GP and CH4. Some known glycoside hydrolases were identified, such as Endo-1,4-betaglucanases, Beta-D-glucoside glucohydrolases and others were designated as putative ones. These findings show ecological interactions among microbial groups and important rumen functions, as well as the potential of the sheep rumen for the discovery of new cellulolytic enzymes.

Made available in DSpace on 2017-07-10T19:25:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 isamara.pdf: 1125655 bytes, checksum: 8f7b2f7606310b4ddb2713e9e4043ec0 (MD5) Previous issue date: 2012-02-13 / Chemical contamination removal in soil and water depends on microbiological community that is able to degrade these compounds. There is a great evolutionary interest on studying microorganisms that metabolize the xenobiotic ones, since they have relatively been seen as new in the last five decades. Little is known about structure variation of microbiological community of soil due do the absence and presence of s-triazine herbicides.Unlike crop dependent methods that require time to detect bacteria, molecular techniques have been developed to identify individual species in mixed populations under natural enviromments. Fluorescence in situ Hibiridization (FISH) technique overcomes some difficulties that are found out in other molecular techniques, as it does not need DNA isolation and amplification steps and allows the identification of specific genes in intact cells. Thus, this study aimed at comparing the absence/presence of atrazine effect on bacteriological community structure in soil according to the phylogenetic aspect. Target probes were used on subdivisions of alpha, beta and gamma Proteobacteria, gram-positive bacteria with high G+C content, ammonia oxidizing bacteria, nitrite oxidizing bacteria and Planctomycetes. It was also used an AtzB1 specific probe to check the atzB gene presence, which makes part of s-triazine degradation. Bacteriological amount was determined by direct counting on epifluorescence microscopy, while the corresponding values to each probe were expressed in percentages of the total count with DAPI for each sample. According to this study, positive cells were found out for all probes used in both soils, but the abundance of all groups was lower in soil contaminated with atrazine herbicide, thereby demonstrating its negative influence. Planctomycetes was the most affected group with 57% lower abundance in contaminated soil. The nitrite oxidizing bacteria was the second most affected group followed by β-Proteobacteria. It was also detected the gene atzB presence, so, it can be inferred that there are potentially degrading s-triazine bacteria in both soils. / A remoção da contaminação química no solo e água é dependente principalmente da presença de uma comunidade microbiana capaz de degradar tais compostos. A existência de microorganismos capazes de metabolizar xenobióticos é de um considerável interesse evolucionário, uma vez que estes compostos são relativamente novos no planeta nas últimas cinco décadas. Pouco se sabe sobre a variação da estrutura da comunidade microbiana do solo em função da ausência e presença dos herbicidas s-triazínicos. Diferentemente dos métodos dependentes de cultivo, que requerem tempo para a detecção de bactérias, técnicas moleculares vem sendo desenvolvidas para o reconhecimento de espécies individuais em populações mistas em ambientes naturais. A técnica de Hibridização Fluorescente in situ (FISH) supera algumas dificuldades encontradas com outras técnicas moleculares, pois dispensa as etapas de isolamento e amplificação de DNA e permite a identificação de genes específicos em células intactas. Em virtude disso, o presente trabalho teve como objetivo comparar o efeito da ausência/presença de atrazina na estrutura da comunidade bacteriana do solo no aspecto filogenético. Foram utilizadas sondas alvo para as subdivisões de Proteobactéria alfa, beta e gama, bactérias Gram-positivas com alto teor de G + C e Betaproteobactérias oxidantes de amônia, Bactérias oxidantes de Nitrito e Planctomicetos. Também foi utilizada uma sonda específica AtzB1 para verificar a presença do gene atzB que está envolvido na degradação das s-triazínas. A abundância bacteriana foi determinada através de contagem direta em microscopia de epifluorescência, e os valores correspondentes a cada sonda foram expressos em porcentagem da contagem total com DAPI para cada amostra. No presente estudo células positivas para todas as sondas utilizadas foram encontradas em ambos os solos, porém a abundância de todos os grupos foi menor no solo contaminado com o herbicida atrazina, demonstrando dessa forma a influência negativa do mesmo, sendo o grupo mais afetado o dos Planctomicetos com uma abundância 57% menor em solo contaminado. O segundo grupo mais afetado foi o das bactérias oxidantes de nitrito seguido pelo grupo das β-Proteobactérias. Foi também detectado no presente estudo a presença do gene atzB demonstrando que em ambos os solos existem bactérias potencialmente degradadoras de s-triazinas.

Made available in DSpace on 2017-05-12T14:48:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 isamara.pdf: 1125655 bytes, checksum: 8f7b2f7606310b4ddb2713e9e4043ec0 (MD5) Previous issue date: 2012-02-13 / Chemical contamination removal in soil and water depends on microbiological community that is able to degrade these compounds. There is a great evolutionary interest on studying microorganisms that metabolize the xenobiotic ones, since they have relatively been seen as new in the last five decades. Little is known about structure variation of microbiological community of soil due do the absence and presence of s-triazine herbicides.Unlike crop dependent methods that require time to detect bacteria, molecular techniques have been developed to identify individual species in mixed populations under natural enviromments. Fluorescence in situ Hibiridization (FISH) technique overcomes some difficulties that are found out in other molecular techniques, as it does not need DNA isolation and amplification steps and allows the identification of specific genes in intact cells. Thus, this study aimed at comparing the absence/presence of atrazine effect on bacteriological community structure in soil according to the phylogenetic aspect. Target probes were used on subdivisions of alpha, beta and gamma Proteobacteria, gram-positive bacteria with high G+C content, ammonia oxidizing bacteria, nitrite oxidizing bacteria and Planctomycetes. It was also used an AtzB1 specific probe to check the atzB gene presence, which makes part of s-triazine degradation. Bacteriological amount was determined by direct counting on epifluorescence microscopy, while the corresponding values to each probe were expressed in percentages of the total count with DAPI for each sample. According to this study, positive cells were found out for all probes used in both soils, but the abundance of all groups was lower in soil contaminated with atrazine herbicide, thereby demonstrating its negative influence. Planctomycetes was the most affected group with 57% lower abundance in contaminated soil. The nitrite oxidizing bacteria was the second most affected group followed by β-Proteobacteria. It was also detected the gene atzB presence, so, it can be inferred that there are potentially degrading s-triazine bacteria in both soils. / A remoção da contaminação química no solo e água é dependente principalmente da presença de uma comunidade microbiana capaz de degradar tais compostos. A existência de microorganismos capazes de metabolizar xenobióticos é de um considerável interesse evolucionário, uma vez que estes compostos são relativamente novos no planeta nas últimas cinco décadas. Pouco se sabe sobre a variação da estrutura da comunidade microbiana do solo em função da ausência e presença dos herbicidas s-triazínicos. Diferentemente dos métodos dependentes de cultivo, que requerem tempo para a detecção de bactérias, técnicas moleculares vem sendo desenvolvidas para o reconhecimento de espécies individuais em populações mistas em ambientes naturais. A técnica de Hibridização Fluorescente in situ (FISH) supera algumas dificuldades encontradas com outras técnicas moleculares, pois dispensa as etapas de isolamento e amplificação de DNA e permite a identificação de genes específicos em células intactas. Em virtude disso, o presente trabalho teve como objetivo comparar o efeito da ausência/presença de atrazina na estrutura da comunidade bacteriana do solo no aspecto filogenético. Foram utilizadas sondas alvo para as subdivisões de Proteobactéria alfa, beta e gama, bactérias Gram-positivas com alto teor de G + C e Betaproteobactérias oxidantes de amônia, Bactérias oxidantes de Nitrito e Planctomicetos. Também foi utilizada uma sonda específica AtzB1 para verificar a presença do gene atzB que está envolvido na degradação das s-triazínas. A abundância bacteriana foi determinada através de contagem direta em microscopia de epifluorescência, e os valores correspondentes a cada sonda foram expressos em porcentagem da contagem total com DAPI para cada amostra. No presente estudo células positivas para todas as sondas utilizadas foram encontradas em ambos os solos, porém a abundância de todos os grupos foi menor no solo contaminado com o herbicida atrazina, demonstrando dessa forma a influência negativa do mesmo, sendo o grupo mais afetado o dos Planctomicetos com uma abundância 57% menor em solo contaminado. O segundo grupo mais afetado foi o das bactérias oxidantes de nitrito seguido pelo grupo das β-Proteobactérias. Foi também detectado no presente estudo a presença do gene atzB demonstrando que em ambos os solos existem bactérias potencialmente degradadoras de s-triazinas.

Os micro-organismos que habitam o trato digestivo dos ruminantes têm uma profunda influência no desenvolvimento e funcionamento do animal hospedeiro. O rúmen abriga comunidades microbianas complexas dominadas por bactérias que participam de um processo eficiente de degradação dos materiais que compõem a parede celular vegetal. Por esta razão, o microbioma do rúmen representa uma fonte inexplorada de enzimas hidrolíticas com potencial aplicação na produção de combustíveis a partir da biomassa lignocelulósica. Nós usamos a plataforma Ion Torrent (PGM) para acessar o microbioma do rúmen de quatro animais da raça Santa Inês submetidos a uma dieta base. A fim de descrever a estrutura da comunidade microbiana no rúmen de ovinos e explorar o seu potencial como uma fonte de genes de degradação da biomassa, usamos a abordagem de sequenciamento do gene RNA ribossomal 16S (rRNA), utilizando Ion Tags, e a abordagem de sequenciamento metagenômico shotgun (DNA total), respectivamente. Além disso, medimos parâmetros químicos do ambiente do rúmen, relacionados a cada animal, incluindo pH, Degradabilidade da Matéria Orgânica (OMD), Produção total de Gás (GP) e Emissões de Metano (CH4), a fim de buscar correlações entre estas variáveis químicas e os grupos bacterianos. Em termos de estrutura da comunidade microbiana (bacteriana), encontramos Bacteroidetes como o filo dominante, seguido por Firmicutes, Proteobacteria e Actinobacteria. Alguns táxons foram correlacionados com os parâmetros químicos, como as famílias Corynebacteriaceae e Streptococcaceae, que foram positivamente correlacionadas com OMD; e a família Streptomycetaceae, negativamente correlacionada com GP e CH4. Algumas glicosil hidrolases conhecidas foram identificadas, como Endo-1,4-beta-glucanases, Beta-D-glicosídioglicohidrolases e outras foram designadas como putativas. Estas descobertas mostram interações ecológicas entre os grupos microbianos e funções importantes do rúmen, assim como o potencial do rúmen de ovinos para a descoberta de novas enzimas celulolíticas. / The microorganisms inhabiting the digestive tracts of ruminants have a profound influence on the host animal development and functioning. The rumen harbors complex microbial communities dominated by bacteria, which participate in an efficient process to digest plant cell wall materials. For this reason, the rumen microbiome represents an untapped source of hydrolytic enzymes with potential application for fuel production from lignocellulosic biomass. We used the Ion Torrent (PGM) platform to access the rumen microbiome of four animals of Santa Inês breed under a base diet. In order to describe the structure of the microbial community in the sheep rumen and explore its potential as a source of biomass-degrading genes, we used 16S ribosomal RNA (rRNA) Ion Tags sequencing approach and shotgun metagenomic sequencing (total DNA) approach, respectively. Furthermore, we measured rumen chemical environmental parameters related to each animal, including pH, Organic Matter Degradability (OMD), Total Gas Production (GP) and Methane emissions (CH4) in order to search for correlations between these chemical variables and bacterial groups. In terms of microbial (bacterial) community structure, we found Bacteroidetes as the dominant phylum in sheep rumen microbiome, followed by Proteobacteria, Firmicutes and Actinobacteria. Some taxa were correlated with the environmental parameters, like the Corynebacteriaceae and Streptococcaceae families, which was positively correlated with OMD, and the Streptomycetaceae family, negatively correlated with GP and CH4. Some known glycoside hydrolases were identified, such as Endo-1,4-betaglucanases, Beta-D-glucoside glucohydrolases and others were designated as putative ones. These findings show ecological interactions among microbial groups and important rumen functions, as well as the potential of the sheep rumen for the discovery of new cellulolytic enzymes.

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Atualmente, a biorremediação destaca-se como uma das técnicas mais utilizadas para recuperação ambiental, empregando bactérias na degradação dos compostos contaminantes. A pesquisa foi realizada em Alta Floresta – MT, e dividida em dois trabalhos. O primeiro verificou se os hidrocarbonetos de petróleo interferem na densidade populacional das comunidades bacterianas de ambientes contaminados nos períodos sazonais de seca e cheia, e o segundo analisou a similaridade bacteriana entre dois poços de monitoramento contaminados. Foram coletadas amostras de água subterrânea e solo do local contaminado utilizando bailers e frascos de plástico estéreis, as amostras foram acondicionadas e transportadas refrigeradas de acordo com técnicas padronizadas. No primeiro trabalho foi avaliada a área contaminada em Alta Floresta, BTEX, variáveis ambientais, e densidade bacteriana de coliformes totais, Escherichia coli, bactérias heterotróficas totais (BHT) e bactérias degradadoras de hidrocarbonetos de petróleo. O levantamento para determinação das áreas contaminadas foi realizado na SEMA-MT, sendo que para os BTEX foi utilizado cromatógrafo a gás, detector de massas e injetor. A sonda multiparâmetros, por sua vez, foi usada para aferir as variáveis ambientais enquanto que as técnicas convencionais de microbiologia foram utilizadas para determinar as densidades bacterianas. No segundo trabalho foram analisadas as variáveis ambientais, BTEX, densidade e diversidade de bactérias degradadoras de hidrocarbonetos, tendo sido utilizada sonda multiparâmetros para as variáveis ambientais, cromatógrafo a gás, detector de massas e injetor para os BTEX, além de técnicas de microbiologia convencional para determinar a densidade bacteriana e técnicas moleculares (BOX-PCR e aplicativo Bionumerics 7.1) para determinar a diversidade. A pesquisa feita no primeiro trabalho confirmou que na cidade de Alta Floresta constava apenas dois postos de combustíveis contaminados (dados da Secretaria Estadual de Meio Ambiente), e as análises realizadas na área de estudo constatou contaminação por BTEX no posto onde o estudo foi realizado, sendo que em alguns pontos o valor encontrado foi elevado como no PM2 apresentou 597,05 μg/L. Durante a primeira coleta, os resultados mais elevados para as variáveis ambientais foram de 6,87 para pH, 29,7 °C de temperatura, 6,96 mg/L de oxigênio dissolvido e 604 mS/m de condutividade elétrica. O PM4 foi o que apresentou maior densidade de coliformes totais (5,95 Log NMP/100 mL) durante a segunda coleta e ausência de E. coli durante ambos os períodos. Para o solo, o ponto com maior densidade de BHT foi o S8 com 5,92 Log UFC/g e para água foi no PM4, durante a primeira coleta com 4,30 Log UFC/mL. A densidade das bactérias degradadoras de hidrocarbonetos foi mais elevada no PM4 (3,68 Log UFC/mL) na primeira coleta. No segundo trabalho o ponto mais contaminado foi o PM1, sendo que o Tolueno foi o composto mais encontrado (267,08 μg/L), a densidade mais elevada das bactérias degradadoras de petróleo, por sua vez, foi no PM2 com 4,05 Log UFC/mL. A diversidade foi maior no PM1, sendo que apenas 20% das linhagens apresentaram similaridade de 100%. De forma geral os postos de combustíveis são áreas suscetíveis a contaminação, os BTEX e as variáveis ambientais podem alterar a densidade e diversidade das comunidades bacterianas do local contaminado. Com os resultados encontrados na pesquisa observa-se que a contaminação no local ocorre de forma difusa e que a hipótese de biorremediação na área não pode ser descartada. / The high handling, distribution and storage of fuels and their compounds such as petroleum hydrocarbons, increases the likelihood of environmental accidents may cause soil contamination and public sources of supply, such as groundwater. Currently, bioremediation stands out as one of the most widely used techniques for environmental restoration, using bacteria in degradation of the contaminating compounds. The survey was conducted in Alta Floresta - MT, and split into two pieces. The first verified that the petroleum hydrocarbons interfere with the population density of the bacterial communities of contaminated environments in seasonal periods of drought and flood, and the second examined the bacterial similarity between two contaminated monitoring wells. Ground water and local soil samples were collected using bailers contaminated and sterile plastic bottles, the samples were chilled packaged and transported according to standard techniques. In the first study evaluated the contaminated area in Alta Floresta, BTEX, environmental variables, and bacterial density of coliforms, Escherichia coli, total heterotrophic bacteria (THB) and degrading bacteria petroleum hydrocarbons. The survey to determine the contaminated areas was held at the SEMA-MT, and for BTEX was used gas chromatograph, mass detector and gun. The Multiparameter probe, in turn, was used to measure environmental variables, while the conventional microbiological techniques were used to determine the bacterial densities. In the second study analyzed environmental variables, BTEX, density and diversity of hydrocarbon degrading bacteria, having been used probe multiparameter to environmental variables, gas chromatograph, mass detector and gun for BTEX, in addition to conventional microbiological techniques for determine the bacterial density and molecular techniques (BOX-PCR and application Bionumerics 7.1) to determine the diversity. The research done in the first work confirmed that the city of Alta Floresta contained only two contaminated gas stations (data from the State Department of the Environment), and the analyzes performed in the study area found contamination by BTEX in the position where the study was conducted, and in some places the value was high as the PM2 had 597.05 μg/L. During the first collection, the highest results for the environmental variables were 6.87 for pH, 29.7°C, 6.96 mg/L of dissolved oxygen and 604 mS /m conductivity. The PM4 was the one with the highest density of coliform (5.95 Log MPN/100mL) during the second collection and absence of E. coli during both periods. To the ground, the point with greatest density was HBT S8 to 5.92 Log FUC/g and the water was PM4, during the first sample with Log 4.30 FUC/mL. The density of hydrocarbon degrading bacteria was higher in PM4 (3.68 Log FUC/mL) in the first collection. In the second working point the most contaminated was M1, and the t luene was und m e c mp und (267.08 μg/L), the highest density of petroleum degrading bacteria, in turn, was in PM2 to 4.05 Log FUC/mL. Diversity was higher in the PM1, with only 20% of the strains showed similarity of 100%. In general, the gas stations are areas susceptible to contamination, BTEX and environmental variables can alter the density and diversity of the bacterial communities of the contaminated site. With the results found in the study it was observed that the contamination at the site occurs diffusely and bioremediation hypothesis in the area can not be ruled out.

A cultura de trigo (Triticum aestivum L.) é a segunda maior do mundo e o Brasil ocupa o segundo lugar de produção na América do sul. Entretanto, a produtividade desta cultura pode ser limitada devido à ocorrência de doenças como a brusone, causada pelo fungo Pyricularia grisea e a doença denominada giberela, causada pelo fungo Fusarium graminearum Populações bacterianas associadas à rizosfera de trigo podem apresentar potencial como agentes de controle biológico de diferentes fitopatógenos. Neste contexto, esta pesquisa foi direcionada ao estudo da composição da comunidade bacteriana rizosférica do trigo e a busca por micro-organismos com potencial para o controle biológico da brusone e da giberela. Assim, para melhor compreensão das comunidades associadas ao trigo, foram realizadas coletas em duas regiões diferentes no Brasil, sendo possível a obtenção de 606 estirpes entre bactérias e actinobactérias da rizosfera do trigo e de solo de cultivo da mesma cultura. Destas, 16 apresentaram, em testes in vitro, potencial antagonista diante dos fungos fitopatogênicos Pyricularia grisea e Fusarium graminearum com diferentes porcentagens de inibição. Dez dos isolados selecionados apresentaram similaridade com a família Streptomycetaceae, porém, quatro linhagens necessitam de estudos mais detalhados, pois a similaridade foi baixa, podendo indicar uma espécie ainda não descrita; quatro linhagens demonstraram similaridade com a família Bacillaceae e dois com a família Paenibacillaceae. Na avaliação de produção de metabólitos secundários com efeito inibitório, apenas dez apresentam potencial, porém estudos mais detalhados se fazem necessários para a confirmação deste mecanismo. A análise de diversidade bacteriana demonstrou uma maior abundância do filo Actinobacteria, seguido pelo filo Proteobacteria e Acidobacteria em ambas as áreas amostradas, entretanto, o filo Acidobacteria foi o que demonstrou a maior variação entre as classes presentes nas diferentes regiões estudadas, indicando uma seleção da comunidade de acordo com a variedade do cultivar e o estádio de desenvolvimento do vegetal. A comunidade bacteriana de trigo apresenta micro-organismos com potencial para a inibição dos fungos causadores da brusone e da giberela, porém o efeito destas linhagens deve ser melhor investigado em condições de campo. A compreensão das comunidades bacterianas associadas ao trigo pode se apresentar como uma importante ferramenta para direcionar a busca por antagonistas. / Wheat (Triticum aestivum) is the second largest crop in the world and Brazil is in the second position in the ranking of production in South America. However, its productivity can be limited due to the occurrence of diseases like wheat blast, caused by the fungus Pyricularia grisea and the disease called Fusarium head blight (FHB), caused by the fungus Fusarium graminearum. Bacterial populations associated to wheat rhizosphere may have potential to act as biological control agents of different plant pathogens. In this context, this research aimed to look at wheat rhizosphere bacterial community and the pursuit of microorganisms with potential for the biological control of wheat blast and FHB. Given this, in order to study wheat bacterial communities, data collection was carried out in two different regions in Brazil, returning 606 bacterial and actinomycetes isolates from wheat rhizosphere and bulk soil. Among these,, 16 strains revealed antagonistic potential against both plant pathogens Pyricularia grisea and Fusarium graminearum, with different percentages of inhibition. Ten strains were selected out of the 16 and showed similarity with the family Streptomycetaceae, whereas four of them displayed a low similarity, requiring a deeper analysis and might indicate new species. Four isolates showed similarity with the family Bacillaceae and two with the family Paenibacillaceae. On the assessment of production of secondary metabolites with inhibitory effects, only ten strains were positive, but more detailed studies are necessary to confirm this mechanism. The analysis of bacterial diversity revealed a larger abundance of the phylum Actinobacteria, followed by the phylum Proteobacteria and Acidobacteria in both areas, however, the phylum Acidobacteria revealed more variation among its classes when both araes were compared, indicating a selection of the community according to the cultivar and the developmental stage. Wheat bacterial community presents microorganism with inhibition potential against fungi responsible for wheat blast and FHB, yet the effect of such strains should be investigated closely under field conditions. The understanding of bacterial communities associated to wheat may be seen as an important tool to help in the search for antagonists.

A cultura de trigo (Triticum aestivum L.) é a segunda maior do mundo e o Brasil ocupa o segundo lugar de produção na América do sul. Entretanto, a produtividade desta cultura pode ser limitada devido à ocorrência de doenças como a brusone, causada pelo fungo Pyricularia grisea e a doença denominada giberela, causada pelo fungo Fusarium graminearum Populações bacterianas associadas à rizosfera de trigo podem apresentar potencial como agentes de controle biológico de diferentes fitopatógenos. Neste contexto, esta pesquisa foi direcionada ao estudo da composição da comunidade bacteriana rizosférica do trigo e a busca por micro-organismos com potencial para o controle biológico da brusone e da giberela. Assim, para melhor compreensão das comunidades associadas ao trigo, foram realizadas coletas em duas regiões diferentes no Brasil, sendo possível a obtenção de 606 estirpes entre bactérias e actinobactérias da rizosfera do trigo e de solo de cultivo da mesma cultura. Destas, 16 apresentaram, em testes in vitro, potencial antagonista diante dos fungos fitopatogênicos Pyricularia grisea e Fusarium graminearum com diferentes porcentagens de inibição. Dez dos isolados selecionados apresentaram similaridade com a família Streptomycetaceae, porém, quatro linhagens necessitam de estudos mais detalhados, pois a similaridade foi baixa, podendo indicar uma espécie ainda não descrita; quatro linhagens demonstraram similaridade com a família Bacillaceae e dois com a família Paenibacillaceae. Na avaliação de produção de metabólitos secundários com efeito inibitório, apenas dez apresentam potencial, porém estudos mais detalhados se fazem necessários para a confirmação deste mecanismo. A análise de diversidade bacteriana demonstrou uma maior abundância do filo Actinobacteria, seguido pelo filo Proteobacteria e Acidobacteria em ambas as áreas amostradas, entretanto, o filo Acidobacteria foi o que demonstrou a maior variação entre as classes presentes nas diferentes regiões estudadas, indicando uma seleção da comunidade de acordo com a variedade do cultivar e o estádio de desenvolvimento do vegetal. A comunidade bacteriana de trigo apresenta micro-organismos com potencial para a inibição dos fungos causadores da brusone e da giberela, porém o efeito destas linhagens deve ser melhor investigado em condições de campo. A compreensão das comunidades bacterianas associadas ao trigo pode se apresentar como uma importante ferramenta para direcionar a busca por antagonistas. / Wheat (Triticum aestivum) is the second largest crop in the world and Brazil is in the second position in the ranking of production in South America. However, its productivity can be limited due to the occurrence of diseases like wheat blast, caused by the fungus Pyricularia grisea and the disease called Fusarium head blight (FHB), caused by the fungus Fusarium graminearum. Bacterial populations associated to wheat rhizosphere may have potential to act as biological control agents of different plant pathogens. In this context, this research aimed to look at wheat rhizosphere bacterial community and the pursuit of microorganisms with potential for the biological control of wheat blast and FHB. Given this, in order to study wheat bacterial communities, data collection was carried out in two different regions in Brazil, returning 606 bacterial and actinomycetes isolates from wheat rhizosphere and bulk soil. Among these,, 16 strains revealed antagonistic potential against both plant pathogens Pyricularia grisea and Fusarium graminearum, with different percentages of inhibition. Ten strains were selected out of the 16 and showed similarity with the family Streptomycetaceae, whereas four of them displayed a low similarity, requiring a deeper analysis and might indicate new species. Four isolates showed similarity with the family Bacillaceae and two with the family Paenibacillaceae. On the assessment of production of secondary metabolites with inhibitory effects, only ten strains were positive, but more detailed studies are necessary to confirm this mechanism. The analysis of bacterial diversity revealed a larger abundance of the phylum Actinobacteria, followed by the phylum Proteobacteria and Acidobacteria in both areas, however, the phylum Acidobacteria revealed more variation among its classes when both araes were compared, indicating a selection of the community according to the cultivar and the developmental stage. Wheat bacterial community presents microorganism with inhibition potential against fungi responsible for wheat blast and FHB, yet the effect of such strains should be investigated closely under field conditions. The understanding of bacterial communities associated to wheat may be seen as an important tool to help in the search for antagonists.

Orientador: Laura Maria Mariscal Ottoboni / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-25T23:22:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rodrigues_VivianeDrumond_D.pdf: 5631358 bytes, checksum: 6072655858120e417b92336ddd538828 (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: O conhecimento acerca da diversidade microbiana associada a ambientes de mina é limitado, apesar da importância que alguns micro-organismos podem ter no processo de biolixiviação e biorremediação ambiental. Adicionalmente, micro-organismos que vivem em condições inóspitas, como os diferentes ambientes de mina, vêm despertando interesse cada vez maior por possuírem enzimas de interesse industrial. Neste sendido, a análise da biodiversidade funcional e estrutural de micro-organismos presentes em ambientes de mina é de fundamental importância para entender a estrutura e a complexidade das comunidades microbianas em ambientes extremos. Neste trabalho a diversidade microbiana foi analisada em diversos ambientes da mina de cobre do Sossego, localizada em Canaã dos Carajás, sudeste do Pará por abordagens dependentes e independentes de cultivo. A composição taxonômica associada a ambientes da mina do Sossego: taludes (estruturas geotécnicas) e entorno da drenagem dos depósitos de Sossego (T-SO1, T-SO2, ED-SO1, ED-SO2) e Sequeirinho (T-SE1, T-SE2, ED-SE1, ED-SE2) foi avaliada por pirosequenciamento do gene de rRNA 16S. Os resultados indicaram que a comunidade de bactérias de talude é distinta do entorno da drenagem e o conteúdo de matéria orgânica e maior disponibilidade de água foram os principais fatores para as diferenças. Os principais táxons responsáveis pelas diferenças foram Acidobacteria, Chloroflexi, Gammaproteobacteria e Firmicutes. Por meio de técnicas dependentes de cultivo, 64 bactérias heterotróficas foram isoladas a partir das amostras SO5, SO6, SO7 e SO9. Estes isolados foram identificados e avaliados quanto à capacidade de produção de enzimas (hidrolases, monoxigenases, sulfoxidases e betalactamase) e compostos (sideróforos, biossurfactantes e antimicrobianos). Foram identificadas bactérias afiliadas aos seguintes gêneros: Acidovorax, Acinetobacter, Brevundimonas, Cupriavidus, Curtobacterium, Kocuria, Lysinibacillus, Pseudomonas, Roseomonas, Ralstonia, Stenotrophomonas e Bacillus, sendo o último respresentado por 43 isolados. Com relação à triagem funcional, 95% das bactérias foram capazes de produzir sideróforos, 58% biossurfactantes, 69% betalactamases, 50% antimicrobianos, 53% proteases, 75% esterases, 20% monoxigenases e três isolados (SO5.4, SO5.9 e SO6.2) apresentaram oxidação seletiva para sulfetos orgânicos. A partir de amostras de drenagem (SO5, SO6 e SO7) foram obtidos consórcios de micro-organismos oxidantes de ferro. Estes consórcios foram testados com relação à capacidade de biolixiviação da calcopirita e foram mais eficientes para a dissolução do cobre do que Acidithiobacillus ferrooxidans LR. A identificação dos micro-organismos presentes nos consórcios foi realizada por eletroforese em gel de gradiente desnaturante (DGGE) e as bandas mais evidentes foram classificadas em Bacillus sp., Delftia sp., Phenylobacterium sp. e Methylobacterium sp. A comunidade de bactérias na mina de cobre do Sossego foi diversa e complexa. Estes resultados mostram um inventário da microbiota em diferentes ambientes da mina do Sossego e as enzimas e compostos obtidos destas bactérias poderão ser utilizadas em processos e tecnologias que permitam a recuperação de metais, como a biolixiviação e biorremediação ou em outras aplicações industriais / Abstract: The knowledge concerning microbial diversity associated with mine environments is limited, despite the importance that some microorganisms can have on environmental bioremediation and bioleaching process. Additionally, microorganisms that live in inhospitable conditions, such as different mine environments, have attracted growing interest because they could have enzymes with industrial applications. In this way, structural and functional biodiversity analysis in mine environments is an important issue to understand the structure and complexity of the microbial communities in extreme environments. The present work shows a microbial diversity analyses in some cooper mine environments of Sossego Mine localized in Canaã dos Carajás mineral province, Pará state, Brazil. The bacterial taxonomic composition associated with Sossego cooper mine: slopes (geotechnical structures) and surrounding drainage of Sossego and Sequeirinho deposits was evaluated using pyrosequencing of 16S rRNA gene. The results indicated slope bacterial community differs from surrounding drainage and organic matter content and higher water availably were the main factors of these differences. The foremost taxons accountable by those differences were Acidobacteria, Chloroflexi, Gammaproteobacteria and Firmicutes. Sixty four bacteria were isolated using culture-dependent methods from SO5, SO6, SO7 and SO9 samples. These bacteria were identified and evaluated concerning the capability of enzyme production (hydrolase, betalactamase, monooxygenase and sulphoxidases) and compounds (siderophore, biosurfactants and antimicrobials). It was identified bacteria related with the followed genera: Acidovorax, Acinetobacter, Brevundimonas, Cupriavidus, Curtobacterium, Kocuria, Lysinibacillus, Pseudomonas, Roseomonas, Ralstonia, Stenotrophomonas and Bacillus, the last one showed 43 isolates. In relation with functional screening, 95% of bacteria were capable to produce siderophores, 58% to produce biosurfactants, 69% betalactamases, 50% antimicrobials, 53% proteases, 75% sterases, 20% monooxygenases and three strains (SO5.4, SO5.9 and SO6.2) exhibited selective oxidation for organic sulphides. Iron oxidizing microorganism consortia were obtained from drainage samples and were tested according with its ability for bioleaching of chalcopyrite. The consortia obtained from SO5, SO6, and SO7 samples were more efficient than Acidithiobacillus ferrooxidans LR regarding bioleaching of copper from chalcopyrite. The identification of microorganism presented in the consortia was performed using DGGE technique and the more evident bands were classified as Bacillus sp., Delftia sp., Phenylobacterium sp. and Methylobacterium sp. The bacterial community in Sossego cooper mine was diverse and complex. These results showed a microbiota inventory in distinct mine environments and enzymes and compounds obtained from those bacteria could be used in new processes and technologies that allow to recovery metals as bioleaching, bioremediation or others industrial applications / Doutorado / Genetica de Microorganismos / Doutora em Genética e Biologia Molecular