Devido aos altos teores de húmus e matéria orgânica pirolisada, os solos de Terra Preta de Índio da Amazônia (TPA) apresentam uma dinâmica diferente de outros, com hidrocarbonetos alifáticos e aromáticos em grandes quantidades. Os alcanos são os maiores constituintes da matéria orgânica do solo, pouco reativos, insolúveis e recalcitrantes, promovendo menor rendimento à produção de combustíveis fósseis e renováveis. Os hidrocarbonetos aromáticos, assim como alcanos, são encontrados no ambiente de forma natural ou introduzidos e podem ser tóxicos, mutagênicos ou carcinogênicos. O estudo das comunidades bacterianas desses locais é de interesse no entendimento da alta fertilidade destes solos e da ação do carvão na relação planta-solo-microrganismo, além de bioprospecções de novas vias metabólicas. Diversos estudos já avaliaram genes de interesse para biodegradação destes compostos na TPA, como bph (Brossi, 2014) em solo e ?-ARHDs (Germano, 2011) em solo e carvão, ambos para degradação de hidrocarbonetos aromáticos. Porém o gene alk, para degradação de alcanos, ainda não fora estudado em carvão de TPA e nenhum isolamento bacteriano deste carvão foi feito e o presente trabalho teve esta abordagem inovadora para os solos de TPA, aliando cultivo, biologia molecular e bioensaios. O carvão foi separado, diluído e plaqueado em cinco meios de cultivo, com posterior incubação microaerofílica. Ao final da obtenção dos isolados, uma seleção de singularidade de morfologia foi feita a fim de se trabalhar com riqueza de tipos bacterianos, resultando em 86 isolados. Na identificação molecular pelo gene 16S ribossomal bacteriano identificamos 24 gêneros: Burkholderia, Ralstonia, Pseudomonas, Achromobacter, Pantoea, Leclercia, Acinetobacter, Cupriavidus, Enterobacter, Variovorax, Leifsonia, Leclercia, Pantoea, Parapusiliimonas, Bordetella; Bacillus, Paenibacillus, Lysinibacillus, Brevibacillus, Rummeliibacillus; Arthrobacter, Streptomyces, Rhodoccocus; e Fibrobacterium, além de bactérias não cultivadas. Os meios GA e ES comprovaram ser um método com boa eficiência para isolamento de quantidade e variedade de bactérias do carvão, tanto aeróbias quanto anaeróbias facultativas, sendo pertencentes aos filos Proteobacteria, Firmicutes, Actinobacteria e Bacteroidetes. Apenas 11 isolados possuem o gene alk. Observamos que 53,49% de isolados foram positivos para a degradação de 0,05% de fenantreno; 70,93% foram positivos para a degradação de 8% de óleo diesel; e 88,37% foram positivos para degradação de 0,05% de bifenil. Houve isolados com capacidade de degradar mais de um substrato, e até mesmo os 3 substratos. Este estudo demonstra que os biocarvões de TPA são um microhabitat para microrganismos com capacidade comprovada em metabolizar hidrocarbonetos aromáticos complexos e diversos como fonte de carbono e energia. Os isolados apresentam um grande potencial biotecnológico para a geração de moléculas ligadas aos processos metabólicos da biodegradação, principalmente os não-cultivados, podendo auxiliar processos de biorremediação de áreas contaminadas e, possivelmente, produção de biocombustíveis de segunda geração. Além disso, os dados gerados por este estudo fornecem informações sobre o papel dessas bactérias na ciclagem de nutrientes, que influenciam diretamente na resiliência e fertilidade dos solos de Terra Preta de Índio da Amazônia por serem capazes de degradar compostos recalcitrantes de carbono dos fragmentos de biocarvão, ácidos húmicos e, talvez, grupos funcionais aderidos, além de outras frações da matéria orgânica humificada / Due to high humus content and pyrolyzed organic matter, Amazonian Dark Earth Soils (ADE) show different dynamic than other soils, presenting high contents of aliphatic and aromatic hydrocarbons. Alkanes are the major constituents of soil organic matter, low reactive, insoluble and recalcitrant, promoting lesser yield on fossil and renovable fuels production, as well as pollute the environment when in high concentrations. Aromatic hydrocarbons, as well as alkanes, are found in environment due to natural e industrial processes, are insoluble and recalcitrants, and can be toxic, mutagenic and carcinogenic. The study of bacterial communities from these areas is of major interest to reveal the high fertility of these soils, and understand the biochar influences on the plant-soil-microrganism relation, besides discover novel bacteria, genes and proteins. Diverse studies had already evaluated genes of interest for the biodegradation of hydrocarbons on ADEs, like bph gene (Brossi, 2014) from soils and ?-ARHDs (Germano, 2011) from soils and biochar. However, the alk gene for the biodegradation of alkanes was never studied in biochar. Neither any bacterial isolation from the ADEs biochar was done until now, so this work has this innovative approach to the ADEs. Biochar was separated, dilluted and plated on five culture media, and microarophilic incubation. The isolates were selected by their morphology and 86 isolates were obtained. We identified 24 bacterial genera throught the 16S rRNA gene sequencing: Burkholderia, Ralstonia, Pseudomonas, Achromobacter, Pantoea, Leclercia, Acinetobacter, Cupriavidus, Enterobacter, Variovorax, Leifsonia, Leclercia, Pantoea, Parapusiliimonas, Bordetella; Bacillus, Paenibacillus, Lysinibacillus, Brevibacillus, Rummeliibacillus; Arthrobacter, Streptomyces, Rhodoccocus; and Fibrobacterium, in addition to uncultured-bacteria. GA and ES media were the best on variety and number of bacteria from biochar, such aerobic as well as facultative anaerobic bacteria, being from the phyla Proteobacteria, Firmicutes, Actinobacteria and Bacteroidetes. The alk gene was found in 11 isolates. We observed 53,49% of isolates were positive for 0,05% phenanthrene degradation; 70,93% of isolates were positive for 8% diesel oil degradation; and88,37% of isolates were positive for 0,05% biphenyl degradation. There were isolates capable to degrade more than one substratum, even the three substrata. This study demonstrates that ADE biochars are a microhabitat for bacteria with proved capacity to metabolize complex aromatic hydrocarbons as carbon and energy sources. The isolates have great biotehcnological potential to generate molecules associated to metabolic process of biodegradation, mainly the uncultured ones, being helpfull for polluted areas bioremediation and, possibly, to the production of second generation biofuels. Furthermore, the generated data supplies the role of bacteria from ADE biochar on the nutrient cycle, wich directly influences the resiliance and fertility of ADEs, for microbiota being capable to degrade recalcitrant carbon fragments of biochar, humic acids and, possibly, adhered functional groups, besides other organic matter fractions, as well

Submitted by Jorge Silva (jorgelmsilva@ufrrj.br) on 2018-05-18T18:09:32Z No. of bitstreams: 1 2015 - Bruno Oliveira de Carvalho.pdf: 1725115 bytes, checksum: 78e6b6f127705b066a8a0f75bbb08e88 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-05-18T18:09:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2015 - Bruno Oliveira de Carvalho.pdf: 1725115 bytes, checksum: 78e6b6f127705b066a8a0f75bbb08e88 (MD5) Previous issue date: 2015-03-17 / CAPES / The knowledge of bacterial genetic information has enable advances in many areas allowing detecting microorganisms and evaluating the production of virulence factors and resistance in certain populations. This knowledge allows the detection of microorganisms, as well as the evaluation of virulence and resistance factors production in certain populations. More recently, molecular diagnosis based on the detection of specific fragments from these agents has been implemented in no viable bacterial cultivation environments or hampered by biotic or abiotic conditions. Besides specific agent detection, bacterial diversity analysis might be an important criterion, such as assessing soil quality. Cultivation has been the most common way for evaluating bacterial diversity. However, most of soil bacteria are not cultivable; therefore, the employment of molecular tools has been increasingly used on this sort of analysis. This survey aimed standardizing the use of cultivation independent techniques for granting three agriculture sectors demands. The first chapter standardized the employment of DGGE technique for analyzing milk bacterial diversity from mastitis and healthy teats belonging to the same animal. Results pointed to differences on bacterial profile from both groups. The second chapter evaluated the impact of the employment of drill cuttings with castor beans and cramble pies association as agricultural fertilizers by DGGE analysis. The application of this technique was efficient for evaluating treatments, as well as, confirming the treatments contribution for increasing bacterial diversity in soil samples. The third chapter compared the cultivation technique sensitivity for American Foul Brood (AFB) diagnosis, a bee disease caused by Paenibacillus larvae, to cultivation independent technique by PCR. This survey demonstrated that sensitivity of the technique was greater than that one by P. larvae cultivation technique. Thus, the present survey concluded that cultivation independent techniques were useful for granting agriculture sectors demands. / O conhecimento das informa??es gen?ticas bacterianas tem permitido avan?os em diversas ?reas do conhecimento. Esse conhecimento permite detectar microrganismos, bem como avaliar a produ??o de fatores de virul?ncia e resist?ncia em determinadas popula??es. Mais recentemente, o diagn?stico molecular pela detec??o de fragmentos de DNA espec?ficos desses agentes vem sendo implementado em situa??es onde o cultivo bacteriano n?o ? vi?vel ou ? dificultado por condi??es bi?ticas ou abi?ticas. Al?m da detec??o de agentes espec?ficos, o conhecimento da diversidade bacteriana presente em alguns ambientes pode ser um importante crit?rio, como, por exemplo, para avaliar a qualidade do solo. A forma mais comum de avaliar a diversidade bacteriana se d? atrav?s do cultivo. Por?m, a maior parte das popula??es bacterianas presentes no solo n?o s?o cultiv?veis, com isso, a utiliza??o de ferramentas moleculares s?o cada vez mais utilizadas nesse tipo de an?lise. O presente estudo teve como objetivo padronizar a utiliza??o de t?cnicas independentes de cultivo para atender demandas de tr?s setores da agricultura. O primeiro cap?tulo padronizou a utiliza??o da t?cnica de DGGE (Eletroforese em Gel de Gradiente Desnaturante) para an?lise da diversidade bacteriana do leite de tetos mast?ticos e sadios de um mesmo animal. Os resultados apontaram para diferen?as no perfil bacteriano dos dois grupos analisados. O segundo cap?tulo avaliou o impacto sobre a microbiota bacteriana em solos tratados com associa??es de cascalho de perfura??o e tortas de mamona e crambe como adubos agr?colas atrav?s da an?lise de DGGE. A aplica??o da t?cnica de DGGE foi eficiente na avalia??o e confirmou que os tratamentos contribu?ram para o aumento da diversidade bacteriana nas amostras de solos estudadas. O terceiro experimento comparou a sensibilidade da t?cnica de cultivo, oficial para diagn?stico da Cria P?trida Americana (CPA), uma doen?a ap?cola causada por Paenibacillus larvae, com t?cnica de independente de cultivo por PCR do material extra?do direto do mel. Este estudo constatou que a sensibilidade da t?cnica proposta foi superior ? obtida pela t?cnica de cultivo de P. larvae. Com isso, conclui-se que as t?cnicas independentes de cultivo foram ?teis no atendimento das demandas das quest?es dos setores agr?colas contemplados no estudo.

Submitted by Jorge Silva (jorgelmsilva@ufrrj.br) on 2016-10-11T21:19:41Z No. of bitstreams: 1 2015 - Bruno Oliveira de Carvalho.pdf: 1725115 bytes, checksum: 78e6b6f127705b066a8a0f75bbb08e88 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-10-11T21:19:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2015 - Bruno Oliveira de Carvalho.pdf: 1725115 bytes, checksum: 78e6b6f127705b066a8a0f75bbb08e88 (MD5) Previous issue date: 2015-03-17 / CAPES / The knowledge of bacterial genetic information has enable advances in many areas allowing detecting microorganisms and evaluating the production of virulence factors and resistance in certain populations. This knowledge allows the detection of microorganisms, as well as the evaluation of virulence and resistance factors production in certain populations. More recently, molecular diagnosis based on the detection of specific fragments from these agents has been implemented in no viable bacterial cultivation environments or hampered by biotic or abiotic conditions. Besides specific agent detection, bacterial diversity analysis might be an important criterion, such as assessing soil quality. Cultivation has been the most common way for evaluating bacterial diversity. However, most of soil bacteria are not cultivable; therefore, the employment of molecular tools has been increasingly used on this sort of analysis. This survey aimed standardizing the use of cultivation independent techniques for granting three agriculture sectors demands. The first chapter standardized the employment of DGGE technique for analyzing milk bacterial diversity from mastitis and healthy teats belonging to the same animal. Results pointed to differences on bacterial profile from both groups. The second chapter evaluated the impact of the employment of drill cuttings with castor beans and cramble pies association as agricultural fertilizers by DGGE analysis. The application of this technique was efficient for evaluating treatments, as well as, confirming the treatments contribution for increasing bacterial diversity in soil samples. The third chapter compared the cultivation technique sensitivity for American Foul Brood (AFB) diagnosis, a bee disease caused by Paenibacillus larvae, to cultivation independent technique by PCR. This survey demonstrated that sensitivity of the technique was greater than that one by P. larvae cultivation technique. Thus, the present survey concluded that cultivation independent techniques were useful for granting agriculture sectors demands. / O conhecimento das informa??es gen?ticas bacterianas tem permitido avan?os em diversas ?reas do conhecimento. Esse conhecimento permite detectar microrganismos, bem como avaliar a produ??o de fatores de virul?ncia e resist?ncia em determinadas popula??es. Mais recentemente, o diagn?stico molecular pela detec??o de fragmentos de DNA espec?ficos desses agentes vem sendo implementado em situa??es onde o cultivo bacteriano n?o ? vi?vel ou ? dificultado por condi??es bi?ticas ou abi?ticas. Al?m da detec??o de agentes espec?ficos, o conhecimento da diversidade bacteriana presente em alguns ambientes pode ser um importante crit?rio, como, por exemplo, para avaliar a qualidade do solo. A forma mais comum de avaliar a diversidade bacteriana se d? atrav?s do cultivo. Por?m, a maior parte das popula??es bacterianas presentes no solo n?o s?o cultiv?veis, com isso, a utiliza??o de ferramentas moleculares s?o cada vez mais utilizadas nesse tipo de an?lise. O presente estudo teve como objetivo padronizar a utiliza??o de t?cnicas independentes de cultivo para atender demandas de tr?s setores da agricultura. O primeiro cap?tulo padronizou a utiliza??o da t?cnica de DGGE (Eletroforese em Gel de Gradiente Desnaturante) para an?lise da diversidade bacteriana do leite de tetos mast?ticos e sadios de um mesmo animal. Os resultados apontaram para diferen?as no perfil bacteriano dos dois grupos analisados. O segundo cap?tulo avaliou o impacto sobre a microbiota bacteriana em solos tratados com associa??es de cascalho de perfura??o e tortas de mamona e crambe como adubos agr?colas atrav?s da an?lise de DGGE. A aplica??o da t?cnica de DGGE foi eficiente na avalia??o e confirmou que os tratamentos contribu?ram para o aumento da diversidade bacteriana nas amostras de solos estudadas. O terceiro experimento comparou a sensibilidade da t?cnica de cultivo, oficial para diagn?stico da Cria P?trida Americana (CPA), uma doen?a ap?cola causada por Paenibacillus larvae, com t?cnica de independente de cultivo por PCR do material extra?do direto do mel. Este estudo constatou que a sensibilidade da t?cnica proposta foi superior ? obtida pela t?cnica de cultivo de P. larvae. Com isso, conclui-se que as t?cnicas independentes de cultivo foram ?teis no atendimento das demandas das quest?es dos setores agr?colas contemplados no estudo.

Devido aos altos teores de húmus e matéria orgânica pirolisada, os solos de Terra Preta de Índio da Amazônia (TPA) apresentam uma dinâmica diferente de outros, com hidrocarbonetos alifáticos e aromáticos em grandes quantidades. Os alcanos são os maiores constituintes da matéria orgânica do solo, pouco reativos, insolúveis e recalcitrantes, promovendo menor rendimento à produção de combustíveis fósseis e renováveis. Os hidrocarbonetos aromáticos, assim como alcanos, são encontrados no ambiente de forma natural ou introduzidos e podem ser tóxicos, mutagênicos ou carcinogênicos. O estudo das comunidades bacterianas desses locais é de interesse no entendimento da alta fertilidade destes solos e da ação do carvão na relação planta-solo-microrganismo, além de bioprospecções de novas vias metabólicas. Diversos estudos já avaliaram genes de interesse para biodegradação destes compostos na TPA, como bph (Brossi, 2014) em solo e ?-ARHDs (Germano, 2011) em solo e carvão, ambos para degradação de hidrocarbonetos aromáticos. Porém o gene alk, para degradação de alcanos, ainda não fora estudado em carvão de TPA e nenhum isolamento bacteriano deste carvão foi feito e o presente trabalho teve esta abordagem inovadora para os solos de TPA, aliando cultivo, biologia molecular e bioensaios. O carvão foi separado, diluído e plaqueado em cinco meios de cultivo, com posterior incubação microaerofílica. Ao final da obtenção dos isolados, uma seleção de singularidade de morfologia foi feita a fim de se trabalhar com riqueza de tipos bacterianos, resultando em 86 isolados. Na identificação molecular pelo gene 16S ribossomal bacteriano identificamos 24 gêneros: Burkholderia, Ralstonia, Pseudomonas, Achromobacter, Pantoea, Leclercia, Acinetobacter, Cupriavidus, Enterobacter, Variovorax, Leifsonia, Leclercia, Pantoea, Parapusiliimonas, Bordetella; Bacillus, Paenibacillus, Lysinibacillus, Brevibacillus, Rummeliibacillus; Arthrobacter, Streptomyces, Rhodoccocus; e Fibrobacterium, além de bactérias não cultivadas. Os meios GA e ES comprovaram ser um método com boa eficiência para isolamento de quantidade e variedade de bactérias do carvão, tanto aeróbias quanto anaeróbias facultativas, sendo pertencentes aos filos Proteobacteria, Firmicutes, Actinobacteria e Bacteroidetes. Apenas 11 isolados possuem o gene alk. Observamos que 53,49% de isolados foram positivos para a degradação de 0,05% de fenantreno; 70,93% foram positivos para a degradação de 8% de óleo diesel; e 88,37% foram positivos para degradação de 0,05% de bifenil. Houve isolados com capacidade de degradar mais de um substrato, e até mesmo os 3 substratos. Este estudo demonstra que os biocarvões de TPA são um microhabitat para microrganismos com capacidade comprovada em metabolizar hidrocarbonetos aromáticos complexos e diversos como fonte de carbono e energia. Os isolados apresentam um grande potencial biotecnológico para a geração de moléculas ligadas aos processos metabólicos da biodegradação, principalmente os não-cultivados, podendo auxiliar processos de biorremediação de áreas contaminadas e, possivelmente, produção de biocombustíveis de segunda geração. Além disso, os dados gerados por este estudo fornecem informações sobre o papel dessas bactérias na ciclagem de nutrientes, que influenciam diretamente na resiliência e fertilidade dos solos de Terra Preta de Índio da Amazônia por serem capazes de degradar compostos recalcitrantes de carbono dos fragmentos de biocarvão, ácidos húmicos e, talvez, grupos funcionais aderidos, além de outras frações da matéria orgânica humificada / Due to high humus content and pyrolyzed organic matter, Amazonian Dark Earth Soils (ADE) show different dynamic than other soils, presenting high contents of aliphatic and aromatic hydrocarbons. Alkanes are the major constituents of soil organic matter, low reactive, insoluble and recalcitrant, promoting lesser yield on fossil and renovable fuels production, as well as pollute the environment when in high concentrations. Aromatic hydrocarbons, as well as alkanes, are found in environment due to natural e industrial processes, are insoluble and recalcitrants, and can be toxic, mutagenic and carcinogenic. The study of bacterial communities from these areas is of major interest to reveal the high fertility of these soils, and understand the biochar influences on the plant-soil-microrganism relation, besides discover novel bacteria, genes and proteins. Diverse studies had already evaluated genes of interest for the biodegradation of hydrocarbons on ADEs, like bph gene (Brossi, 2014) from soils and ?-ARHDs (Germano, 2011) from soils and biochar. However, the alk gene for the biodegradation of alkanes was never studied in biochar. Neither any bacterial isolation from the ADEs biochar was done until now, so this work has this innovative approach to the ADEs. Biochar was separated, dilluted and plated on five culture media, and microarophilic incubation. The isolates were selected by their morphology and 86 isolates were obtained. We identified 24 bacterial genera throught the 16S rRNA gene sequencing: Burkholderia, Ralstonia, Pseudomonas, Achromobacter, Pantoea, Leclercia, Acinetobacter, Cupriavidus, Enterobacter, Variovorax, Leifsonia, Leclercia, Pantoea, Parapusiliimonas, Bordetella; Bacillus, Paenibacillus, Lysinibacillus, Brevibacillus, Rummeliibacillus; Arthrobacter, Streptomyces, Rhodoccocus; and Fibrobacterium, in addition to uncultured-bacteria. GA and ES media were the best on variety and number of bacteria from biochar, such aerobic as well as facultative anaerobic bacteria, being from the phyla Proteobacteria, Firmicutes, Actinobacteria and Bacteroidetes. The alk gene was found in 11 isolates. We observed 53,49% of isolates were positive for 0,05% phenanthrene degradation; 70,93% of isolates were positive for 8% diesel oil degradation; and88,37% of isolates were positive for 0,05% biphenyl degradation. There were isolates capable to degrade more than one substratum, even the three substrata. This study demonstrates that ADE biochars are a microhabitat for bacteria with proved capacity to metabolize complex aromatic hydrocarbons as carbon and energy sources. The isolates have great biotehcnological potential to generate molecules associated to metabolic process of biodegradation, mainly the uncultured ones, being helpfull for polluted areas bioremediation and, possibly, to the production of second generation biofuels. Furthermore, the generated data supplies the role of bacteria from ADE biochar on the nutrient cycle, wich directly influences the resiliance and fertility of ADEs, for microbiota being capable to degrade recalcitrant carbon fragments of biochar, humic acids and, possibly, adhered functional groups, besides other organic matter fractions, as well

Os objetivos deste estudo foram avaliar o equilíbrio iônico dos meios de cultura, o crescimento, aspectos nutricionais e bioquímicos em brotações de Eucalyptus grandis cultivadas em meio líquido suplementado com nitrogênio (17,3; 26,0; 39,0 e 58,5 mmol L-1), fósforo (2,0; 3,0; 4,5 e 6,75 mmol L-1), potássio (7,5; 11,0; 16,5 e 24,75 mmol L-1), cálcio (3,3; 5,0; 7,5 e 11,25 mmol L-1); magnésio (2,0; 3,0; 4,5 e 6,75 mmol L-1) e enxofre (2,29; 3,29; 4,79 e 7,04 mmol L-1). O experimento foi conduzido em delineamento inteiramente aleatorizado com 19 tratamentos. As massas fresca e seca, porcentagem de massa seca, taxa de crescimento relativo, pH dos meios de cultura foram avaliadas semanalmente durante 21 dias de cultivo e teores de nutrientes minerais, carboidratos não-estruturais solúveis totais, proteínas solúveis totais e prolina foram avaliados aos 21 dias de cultivos. O equilíbrio iônico dos meios de cultura mostrou alterações em função do macronutriente e concentração utilizada. Fósforo e cálcio foram os que mais influenciaram as estimativas da especiação iônica. A morfogênese das brotações foi afetada pelo macronutriente e concentração utilizada. Concentrações a partir de 39 mmol L-1 de nitrogênio, 4,5 mmol L-1 de fósforo, 16,5 mmol L-1 de potássio, 7,5 mmol L-1 de cálcio, 6,75 mmol L-1 de magnésio e 4,79 mmol L-1 de enxofre mostraram-se excessivas. O meio de cultura JADS (CORREIA et al., 1995) contendo, em mmol L-1, 26,0 (N), 3,0 (P), 11,0 (K), 5,0 (Ca), 3,0 (Mg) e 3,0 (S) apresentou crescimento ótimo das brotações, mas não o crescimento máximo. As massas frescas e secas apresentaram incrementos ao longo do período de cultivo e maiores taxas de crescimento relativo durante os primeiros 7 dias de cultivo. Variações das concentrações dos macronutrientes em meios de cultura promoveram respostas diferenciadas para teores de macronutrientes e de micronutrientes na massa seca de brotações. Teores de carboidratos nãoestruturais solúveis totais, proteínas solúveis totais e prolina da massa fresca das brotações variaram em função do macronutriente e concentração utilizada aos 21 dias de cultivo. / The aim of this work were to evaluate the ionic equilibrium of the culture media, biochemical and nutritional aspects of Eucalyptus grandis shoot growth in liquid media suplemented with nitrogen (17,3; 26,0; 39,0 and 58,5 mmol L-1), phosphate (2,0; 3,0; 4,5 and 6,75 mmol L-1), potassium (7,5; 11,0; 16,5 and 24,75 mmol L-1), calcium (3,3; 5,0; 7,5 and 11,25 mmol L-1); magnesium (2,0; 3,0; 4,5 e 6,75 mmol L-1) and sulphate (2,29; 3,29; 4,79 and 7,04 mmol L-1). The experiment was carried out on a completely randomized statistical design with 19 treatments. The fresh weight, the oven dry weight, the dry weight percentage, the relative growth rate and the pH value were weekly evaluated for 21 days culture period. Mineral nutrients contents, total soluble non-structural carbohydrate, total soluble protein and proline were determined at the 21rst day of culture. The ionic equilibrium of the culture media showed alterations in functions of the macronutrient and concentration utilized. Concentration from nitrogen 39 mmol L-1, phosphate 4,5 mmol L-1, potassium 16,5 mmol L-1, calcium 7,5 mmol L-1, magnesium 6,75 mmol L-1 and sulphate 4,79 mmol L-1 showed to be excessives. The culture medium JADS (CORREIA et al., 1995) composition (N 26,0; P 3,0; K 11,0; Ca 5,0; Mg 3,0, and S 3,0 mmol L-1) showed the optimum shoot growth, but not the maximum growth rate. The fresh and oven dry weight production showed increament along the culture period and the relative growth rates were higher at the first week of culture. Variations on the macronutrient concentrations in the culture media showed diferentiated response to the mineral nutrient content in the shoot dry mass. Fresh mass content of total soluble non-structural carbohydrate, total soluble protein and proline showed variations in function of the macronutrients and of the concentration utilized at the 21rst day of culture.

Submitted by Vasti Diniz (vastijpa@hotmail.com) on 2017-07-31T12:25:00Z No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 2557660 bytes, checksum: 4c049fddfaa1836ee5649b7be251a121 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-07-31T12:25:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 2557660 bytes, checksum: 4c049fddfaa1836ee5649b7be251a121 (MD5) Previous issue date: 2014-04-30 / Microalgae have a varied chemical composition with many products of interest to the food, pharmaceutical, cosmetic and energy sector, which makes them a group of high biotechnological potential. In this work some species of microalgae isolated from the Caatinga biome were studied regarding the taxonomic viewpoint and its cultivation in synthetic medium viewing to assess their ability to produce fatty acids methyl esters. Promising species for biodiesel production and essential fatty acids were also cultivable in alternative medium prepared with soil extract with vinasse, chicken manure and extract of biocompound obtained from fruits and vegetables marketed in EMPASA–PB. The acceptability for use of microalgae in human and/or animals was evaluated among agricultural workers of the semi-arid region of the state of Paraiba for the exotic species Spirulina platensis. Cultures of local species were obtained from water samples collected in various aquatic environments of the Caatinga inoculated in the Zarrouk and WC mediums, and maintained for growth in a culture chamber at 25°C ± 1°C. The isolated species were encoded and embedded in the Collection of Microalgae of the LARBIM/UFPB. A total of 24 strains of microalgae were obtained, of which 21 were identified to specific level, and 14 were grown in synthetic media to produce biomass for the fatty acids methyl esters analysis. Two local strains D39Z (Planktothrix isothrix) and D115WC (Scenedesmus acuminatus) and an exotic strain D9Z (Spirulina platensis) were cultured in the alternative mediums. Growth curves were monitored by cell counts and measurements of the in vivo fluorescence, in triplicate, and all growth parameters were analyzed for each species tested. Biomass of S. platensis growing in synthetic medium was used for the preparation of cakes, biscuits and juices used in sensory analysis of acceptability test and purchase intent for Spirulina, attended by 75 agricultural workers from the city of Frei Martinho-PB. These workers were also evaluated for their attitude about S. platensis. Differences in growth parameters were observed in cultured species, with the maximum growth constant (k) recorded in D112Z strain (Synechococcus nidulans) with 0.71 divisions.day-1, the longest duration of the exponential phase (8 days) in strains D74Z (Rhabdoderma lineare) and D133WC (Lagerheimia longiseta), and the highest biomass yield (0.75 g/L) was registered in the strain D28Z (Chlorococcum cf. hypnosporum). The highest yield of fatty acids (590.8%, compared to soybean) was recorded in strain D115WC (S. acuminatus). Strains growing in the alternative media exhibited distinct patterns of growth with higher yields in the extract of biocompounds. Acceptability rates of S. platensis higher than the expected (70%) were observed for all tested attributes (appearance, odor and texture) in three versions (wet biomass, dry biomass and foods), except for odor as “in natura” (66.12%). Regarding the intention of purchase, 88% of respondents said they would buy the product if they found them in the trade. The tests showed a positive index of internal consistency in relation to the attitudes about Spirulina, indicating that the tested farmers are open to technological innovations. / Microalgas apresentam uma composição química variada com muitos produtos de interesse à indústria alimentícia, farmacêutica, de cosméticos e setor energético, o que as tornam um grupo de elevado potencial biotecnológico. Neste trabalho foram estudadas espécies de microalgas isoladas do Bioma Caatinga do ponto de vista taxonômico, e avaliando sua capacidade de produção de ésteres metílicos de ácidos graxos mediante o cultivo das diferentes cepas em meios sintéticos. Cultivos de espécies promissoras à produção de biodiesel e de ácidos graxos essenciais também foram desenvolvidos em meios alternativos preparados com extrato de solo com vinhaça, esterco de galinha e extrato de biocomposto obtido com resíduos de hortifrutigranjeiros comercializados na EMPASA–PB. A aceitabilidade quanto ao uso de microalgas na alimentação humana e/ou animal entre trabalhadores rurais da região semiárida do estado da Paraíba foi avaliado para a espécie exótica Spirulina platensis. Os cultivos das espécies locais foram obtidos a partir de amostras de água coletadas em diversos ambientes aquáticos da Caatinga, inoculadas nos meios Zarrouk e WC e mantidas em câmara de cultura a 25°C±1ºC. As espécies isoladas foram codificadas e incorporadas ao Banco de Microalgas do LARBIM/UFPB, obtendo-se 24 cepas de microalgas, das quais 21 foram identificadas ao nível de espécie e 14 foram cultivadas em meios sintéticos visando à produção de biomassa e análises de ácidos graxos. Duas cepas locais D39Z(Planktothrix isothrix) e D115WC (Scenedesmus acuminatus) e uma cepa exótica D9Z( Spirulina platensis) foram cultivadas em meios alternativos. As curvas de crescimento foram acompanhadas por meio de contagens celulares e de medidas da fluorescência in vivo, em triplicatas, e todos os parâmetros de crescimento foram analisados para cada espécie testada. Biomassa de S. platensis cultivada em meio sintético foi usada na preparação de bolos, sucos e biscoitos utilizados na análise sensorial do teste de aceitabilidade e intenção de compra de produtos à base de Spirulina, do qual participaram 75 trabalhadores rurais do município de Frei Martinho-PB. Estes trabalhadores também foram avaliados quanto sua atitude frente à S. platensis. Diferenças nos parâmetros de crescimento foram observadas nas espécies cultivadas, sendo o valor máximo da constante de crescimento (k) registrado na cepa D112Z (Synechococcus nidulans) com 0,71 divisões/dia, a maior duração da fase exponencial (8 dias) nas cepas D74Z (Rhabdoderma lineare) e D133WC (Lagerheimia longiseta) e o maior rendimento em biomassa (0,75 g/L) na cepa D28Z (Chlorococcum cf. hypnosporum). O maior rendimento de ácidos graxos (415,65 mg/g em relação à soja) foi registrado na cepa D115WC (S. acuminatus). As cepas cultivadas em meios alternativos exibiram padrões de crescimento distintos com melhores rendimentos em extrato de biocomposto. Índices de aceitabilidade de S. platensis superiores ao esperado (70%) foram observados para todos os atributos testados (aparência, odor e textura) nas três versões (biomassa úmida, seca e em alimentos), exceto para odor na forma “in natura” (66,12%). Quanto à intenção de compra, 88% dos entrevistados afirmaram que comprariam os produtos caso os encontrassem no comércio. Os testes de atitudes evidenciaram um índice de consistência interno positivo frente à Spirulina, indicando que os agricultores testados são abertos a inovações tecnológicas.

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Os objetivos deste estudo foram avaliar o equilíbrio iônico dos meios de cultura, o crescimento, aspectos nutricionais e bioquímicos em brotações de Eucalyptus grandis cultivadas em meio líquido suplementado com nitrogênio (17,3; 26,0; 39,0 e 58,5 mmol L-1), fósforo (2,0; 3,0; 4,5 e 6,75 mmol L-1), potássio (7,5; 11,0; 16,5 e 24,75 mmol L-1), cálcio (3,3; 5,0; 7,5 e 11,25 mmol L-1); magnésio (2,0; 3,0; 4,5 e 6,75 mmol L-1) e enxofre (2,29; 3,29; 4,79 e 7,04 mmol L-1). O experimento foi conduzido em delineamento inteiramente aleatorizado com 19 tratamentos. As massas fresca e seca, porcentagem de massa seca, taxa de crescimento relativo, pH dos meios de cultura foram avaliadas semanalmente durante 21 dias de cultivo e teores de nutrientes minerais, carboidratos não-estruturais solúveis totais, proteínas solúveis totais e prolina foram avaliados aos 21 dias de cultivos. O equilíbrio iônico dos meios de cultura mostrou alterações em função do macronutriente e concentração utilizada. Fósforo e cálcio foram os que mais influenciaram as estimativas da especiação iônica. A morfogênese das brotações foi afetada pelo macronutriente e concentração utilizada. Concentrações a partir de 39 mmol L-1 de nitrogênio, 4,5 mmol L-1 de fósforo, 16,5 mmol L-1 de potássio, 7,5 mmol L-1 de cálcio, 6,75 mmol L-1 de magnésio e 4,79 mmol L-1 de enxofre mostraram-se excessivas. O meio de cultura JADS (CORREIA et al., 1995) contendo, em mmol L-1, 26,0 (N), 3,0 (P), 11,0 (K), 5,0 (Ca), 3,0 (Mg) e 3,0 (S) apresentou crescimento ótimo das brotações, mas não o crescimento máximo. As massas frescas e secas apresentaram incrementos ao longo do período de cultivo e maiores taxas de crescimento relativo durante os primeiros 7 dias de cultivo. Variações das concentrações dos macronutrientes em meios de cultura promoveram respostas diferenciadas para teores de macronutrientes e de micronutrientes na massa seca de brotações. Teores de carboidratos nãoestruturais solúveis totais, proteínas solúveis totais e prolina da massa fresca das brotações variaram em função do macronutriente e concentração utilizada aos 21 dias de cultivo. / The aim of this work were to evaluate the ionic equilibrium of the culture media, biochemical and nutritional aspects of Eucalyptus grandis shoot growth in liquid media suplemented with nitrogen (17,3; 26,0; 39,0 and 58,5 mmol L-1), phosphate (2,0; 3,0; 4,5 and 6,75 mmol L-1), potassium (7,5; 11,0; 16,5 and 24,75 mmol L-1), calcium (3,3; 5,0; 7,5 and 11,25 mmol L-1); magnesium (2,0; 3,0; 4,5 e 6,75 mmol L-1) and sulphate (2,29; 3,29; 4,79 and 7,04 mmol L-1). The experiment was carried out on a completely randomized statistical design with 19 treatments. The fresh weight, the oven dry weight, the dry weight percentage, the relative growth rate and the pH value were weekly evaluated for 21 days culture period. Mineral nutrients contents, total soluble non-structural carbohydrate, total soluble protein and proline were determined at the 21rst day of culture. The ionic equilibrium of the culture media showed alterations in functions of the macronutrient and concentration utilized. Concentration from nitrogen 39 mmol L-1, phosphate 4,5 mmol L-1, potassium 16,5 mmol L-1, calcium 7,5 mmol L-1, magnesium 6,75 mmol L-1 and sulphate 4,79 mmol L-1 showed to be excessives. The culture medium JADS (CORREIA et al., 1995) composition (N 26,0; P 3,0; K 11,0; Ca 5,0; Mg 3,0, and S 3,0 mmol L-1) showed the optimum shoot growth, but not the maximum growth rate. The fresh and oven dry weight production showed increament along the culture period and the relative growth rates were higher at the first week of culture. Variations on the macronutrient concentrations in the culture media showed diferentiated response to the mineral nutrient content in the shoot dry mass. Fresh mass content of total soluble non-structural carbohydrate, total soluble protein and proline showed variations in function of the macronutrients and of the concentration utilized at the 21rst day of culture.

O gênero Methylobacterium é composto por bactérias de coloração rósea, metilotróficas facultativas (PPFM - pink-pigmented facultative methylotrophic), que podem fixar nitrogênio, nodular a planta hospedeira, produzir o fitohormônio citocinina e as enzimas pectinase e celulase, podendo dessa forma promover o crescimento vegetal devido à disponibilidade de nitrogênio e à indução de resistência sistêmica. Methylobacterium spp. têm sido descritas como endófitos ou epífitas em diferentes plantas hospedeiras, onde a sua colonização e distribuição no hospedeiro podem ser influenciadas pelo genótipo da planta ou por interações com outros microrganismos associados ao hospedeiro. Neste contexto, poucos trabalhos têm sido desenvolvidos visando um melhor entendimento da interação Methylobacterium-planta e da diversidade deste gênero bacteriano que tem sido isolado de diferentes plantas hospedeiras, exercendo diferentes funções ainda pouco conhecidas. Portanto, este trabalho tem como objetivo estudar a diversidade genética de Methylobacterium spp., por meio do seqüenciamento parcial dos genes 16S rRNA e mxaF; analisar os genes de responsáveis pela interação da Methylobacterium com a planta hospedeira e analisar os genes envolvidos na interação Methylobacterium (endófito)- Xylella fastidiosa (patógeno). Os resultados mostraram que existe uma resposta adaptativa de Methylobacterium spp. específica para cada planta hospedeira. Da mesma forma, foi observado que esta adaptação específica da bactéria à planta, também pode levar à seleção de genótipos específicos para cada planta hospedeira, embora eventos aleatórios também possam ser responsáveis pela diversidade de Methylobacterium na planta hospedeira. Na análise de expressão gênica da interação Methylobacterium-planta, foi observado que o gene relacionado ao metabolismo do metanol (mxaF) não apresentou mudança no padrão de expressão. Genes relacionados a estresse crtI (estresse sentido pela bactéria) e acdS (estresse sentido pela planta), tiveram suas expressões reduzidas na presença da planta, mostrando que a presença de exsudados das plantas não representou um estresse ao desenvolvimento bacteriano. Os genes relacionados à patogenicidade patatin e phoU não foram alterados, confirmando que Methylobacterium é um endófito, e possuem expressão induzida de tais genes quando interagindo com a planta hospedeira. Os resultados permitem concluir que nas condições avaliadas os exsudados das plantas não causam estresse à bactéria (SR1.6/6). Por meio da análise de expressão gênica in vitro de X. fastidiosa em co-cultivo com M. mesophilicum, foi observado que este fitopatógeno vascular apresentou diminuição do crescimento e da formação de biofilme. Os resultados aqui apresentados mostram que a diversidade deste grupo de endófitos é parcialmente determinada pela planta hospedeira, onde tais bactérias interagem tanto com a planta como com outros grupos, como fitopatógenos presentes neste nicho. / The genus Methylobacterium, constituted by PPFMs - pink-pigmented facultative methylotrophic, are able to fix nitrogen, nodule the host plant, produce cytokines and enzymes involved in induction of systemic resistance such as pectinase and cellulase, inducing plant growth. Methylobacterium sp. has been described as endophyte or epiphyte in different host plants, where the colonization and distribution on the host can be influenced by plant genotype or by interaction with other microorganisms associated to the host. In this context, few studies aims the better understanding of the diversity of this genus in different host, the interaction Methylobacterium-plant, and the interaction Methylobacterium-other bacteria. Therefore, this study aims to study the genetic diversity of Methylobacterium spp., by sequencing the 16S rRNA and mxaF gene; to analyze the genes responsible for the Methylobacterium-plant host interaction and to analyze the genes involved in Methylobacterium (endophyte) - Xylella fastidiosa (pathogen) interaction. Results show differential adaptive responses of Methylobacterium spp. in distinct plant species. However, the clustering according to the host plant was observed for a subset of isolates, suggesting that this diversity could be driven by stochastic events, although plant genotype may contribute to this diversity. Analyzing the Methylobacterium-plant interaction gene expression it was observed that genes related to metabolism of methanol (mxaF) was not amended. The genes related to stress such as crtI (stress sensed by the bacteria) and acdS (stress sensed by the plant) had its expression reduced with the plant showing that the plant exudates did not represent a stress to the bacteria development. The genes related to pathogenicity like patatin and phoU were not amended, confirming that Methylobacterium is an endophyte that do not induce when the bacteria interacts with the plant host. Using a genetic expression analyses of X. fastidiosa in vitro in co-cultive with M. mesophilicum, it was seen that this phytopathogen presented the growth and biofilm formation reduction. These results show that the diversity of this endophyte group is partially determinate by the plant host, where this bacterium interacts with the plant and with other groups, such as phytopathogen present in this niche.

Made available in DSpace on 2014-12-17T15:55:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ElinezSR.pdf: 299868 bytes, checksum: 47e2650d60f498f92bb0e2b7cf14cbca (MD5) Previous issue date: 2006-08-28 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior / Intensive production of til?pias, in cages or net tanks, has been proposed as an alternative to increase fish production, that would generate income and offer animal protein in different tropical and subtropical countries. However, this system of production enriches the aquatic environment with nutrients, principally nitrogen and phosphor derived from the dejections of the metabolism of food and eventual food surpluses consumed by the fishes; the alimentation of the fishes in this production modality is dependent on fish food. The emission of these nutritions in levels above the limit that the system is capable metabolize can provoke a phenomenon called eutrofization, putting in risk the quality of water for public and for fish production activities. In this context the work had as a goal to evaluate the tr?fico state of the four reservoirs for intensive production of tilapias in net-tanks, in other words, he maximum fish production that the reservoirs are able to hold, keeping the desired quantity of nutrient concentrations in water for public use. The results of the four ecosystems in the Boqueir?o de Parelhas reservoir showed that it s possible to have an intensive production of tilapias in net tanks, in this environment the annual average concentration of phosphor, was below the considered critical limits to deflagrate the process of eutrofization in semi-arid regions. The carrying capacity of the Boqueir?o de Parelhas reservoir depends on the conversion of the feeding facts and phosphor content in the food but it should vary between 100 and 300 tons per year over a variation in the conversion feeding factor of 1,7 to 2,0:1 and a variation in the P in the food of 0,7 to 0,9% / O cultivo intensivo de til?pias, em gaiolas ou tanques-rede, tem sido proposto como uma alternativa para aumentar a produ??o pesqueira, a gera??o de renda e a oferta de prote?na animal em diversos pa?ses tropicais e subtropicais. No entanto, esse sistema de produ??o enriquece o ambiente aqu?tico com nutrientes, principalmente o nitrog?nio e o f?sforo, oriundos dos dejetos do metabolismo do alimento e com eventuais sobras de alimentos n?o consumidos pelos peixes; uma vez que a alimenta??o dos peixes nessa modalidade de cultivo ? extremamente dependente do aporte de ra??o. A emiss?o desses nutrientes em n?veis acima do limite que o sistema ? capaz de metabolizar pode provocar o fen?meno da eutrofiza??o, comprometendo a qualidade da ?gua do manancial para o abastecimento p?blico e para a pr?pria atividade de piscicultura. Diante deste contexto, este trabalho teve como objetivo avaliar o estado tr?fico de quatro reservat?rios em uma regi?o semi-?rida tropical e estimar a capacidade de suporte dos reservat?rios para o cultivo intensivo de til?pias em tanques-rede, ou seja, a produ??o m?xima de peixes que os reservat?rios s?o capazes de sustentar mantendo as concentra??es de nutrientes na ?gua dentro dos limites considerados desej?veis para reservat?rios destinados ao abastecimento p?blico. Os resultados demonstram que dos quatro ecossistemas estudados, apenas no reservat?rio de Boqueir?o de Parelhas ? poss?vel o cultivo intensivo de til?pias em tanques-redes, uma vez que neste ambiente a concentra??o m?dia anual de f?sforo, esteve abaixo do limite considerado cr?tico para deflagrar o processo de eutrofiza??o em reservat?rios de regi?es semi-?ridas. A capacidade de suporte do reservat?rio Boqueir?o de Parelhas depende do fator de convers?o alimentar do peixe e do conte?do de f?sforo na ra??o mas deve variar entre cerca de 100 e 300 toneladas de peixe por ano assumindo uma varia??o no fator de convers?o alimentar de 1,7 a 2,0:1 e uma varia??o no conte?do de P na ra??o de 0,7 a 0,9%