Esta tese apresenta e discute os dados obtidos a partir de trabalho experimental projetado para avaliar comparativamente o desempenho de reatores desnitrificantes em batelada, tendo etanol, metanol e gás metano como doadores de elétrons. Os experimentos foram realizados em reatores em escala de bancada. Os ensaios com gás metano objetivaram verificar a efetividade deste sub-produto de reatores anaeróbios em substituir os doadores exógenos de elétrons comumente utilizados, tais como metanol e etanol. Para alcançar o objetivo principal deste trabalho, os parâmetros cinéticos de desnitrificação, para os doadores de elétrons ensaiados, foram determinados nas diferentes condições operacionais. Além disso, as alterações ocorridas na população microbiana, ao longo do período experimental, foram avaliadas em relação à diversidade microbiana, por meio de análises microscópicas (óptica, de fluorescência e eletrônica de varredura) e da técnica de Biologia Molecular de PCR/DGGE. A completa desnitrificação foi alcançada para todos os compostos testados, e o etanol foi o doador de elétrons mais eficiente para a desnitrificação. A melhor razão carbono-nitrogênio para a desnitrificação foi igual a 1,0. Contudo, este parâmetro foi encontrado ser inadequado para utilização no processo de desnitrificação, uma vez que não expressa a capacidade real do composto usado em doar elétrons. A desnitrificação com metano ocorreu tanto na presença como na ausência de oxigênio, embora a baixas velocidades quando comparado com os outros compostos. No entanto, a configuração do reator utilizado neste estudo não foi adequada para promover a efetiva dissolução do gás metano na fase líquida. Por essa razão, sugere-se o desenvolvimento de configurações de reatores apropriadas para minimizar as resistências à transferência de massa da fase gasosa para a líquida e também desta para a biomassa. / This thesis presents and discusses the data obtained from an experimental work designed to evaluate the comparative performance of denitrifying batch reactors utilizing ethanol, methanol and methane gas as electron donors. The experiments were carried out at using bench-scale reactors. The experiments using methane gas were meant to verify the effectiveness of such a by-product of anaerobic reactors instead of exogenous electron donors commonly used, such as methanol and ethanol. To achieve this main objective, the kinetic parameters of denitrification for the distinct electron donors assayed were determined in different operating conditions. Besides, the microbial population changes inside the reactors along the experimental time were evaluated in respect to the microbial diversity, by means of microscopy analysis (optical, fluorescent and electronic scanning) and the Molecular Biology technique, PCR/DGGE. Complete denitrification was achieved with all the compounds tested, and ethanol was the most effective electron donor for denitrification. The best carbon to nitrogen ratio for denitrification was 1.0. However, this parameter was found to be inadequate for using in denitrification process, since it does not express the real capacity of the compound used to donate electrons. Denitrification with methane occurred in the presence and also in the absence of oxygen, although at lower velocities compared to those with the other compounds. However, the reactor configuration utilized in this study was not adequate to promote the effective methane gas dissolution in the liquid phase. Therefore, it is suggested the development of appropriate reactor configurations to minimize mass transfer resistances from the gas to the liquid phase and also from that to the biomass.

Submitted by Évelyn Lira (costa_eve@yahoo.com.br) on 2018-11-03T15:34:17Z No. of bitstreams: 3 TESE_Évelyn Costa Lira.pdf: 5199119 bytes, checksum: 3542649866fd36a1d250872b70b7f22e (MD5) Carta de Encaminhamento.pdf: 120410 bytes, checksum: d948e19f5bae8bee2cb485c166efda6d (MD5) Diploma de Doutorado ou Ata de Defesa.pdf: 129558 bytes, checksum: 3cdafbe7ae427bf6a30e4dd767a402e5 (MD5) / Approved for entry into archive by PPGBIOTEC Biotecnologia (ppg_biotec.ufam@yahoo.com.br) on 2018-11-06T20:43:46Z (GMT) No. of bitstreams: 3 TESE_Évelyn Costa Lira.pdf: 5199119 bytes, checksum: 3542649866fd36a1d250872b70b7f22e (MD5) Carta de Encaminhamento.pdf: 120410 bytes, checksum: d948e19f5bae8bee2cb485c166efda6d (MD5) Diploma de Doutorado ou Ata de Defesa.pdf: 129558 bytes, checksum: 3cdafbe7ae427bf6a30e4dd767a402e5 (MD5) / Rejected by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br), reason: A carta anexada deve ser a "Carta de Encaminhamento para o Autodepósito" disponível em http://biblioteca.ufam.edu.br/servicos/teses-e-dissertacoes Dúvidas? ddbc@ufam.edu.br on 2018-11-07T12:20:35Z (GMT) / Submitted by Évelyn Lira (costa_eve@yahoo.com.br) on 2018-11-07T13:48:25Z No. of bitstreams: 3 TESE_Évelyn Costa Lira.pdf: 5199119 bytes, checksum: 3542649866fd36a1d250872b70b7f22e (MD5) Diploma de Doutorado ou Ata de Defesa.pdf: 129558 bytes, checksum: 3cdafbe7ae427bf6a30e4dd767a402e5 (MD5) Carta de Encaminhamento para Autodepósito.pdf: 146139 bytes, checksum: 0b1a55433f2ef8e007ce7d6045af2443 (MD5) / Approved for entry into archive by PPGBIOTEC Biotecnologia (ppg_biotec.ufam@yahoo.com.br) on 2018-11-07T14:13:03Z (GMT) No. of bitstreams: 3 TESE_Évelyn Costa Lira.pdf: 5199119 bytes, checksum: 3542649866fd36a1d250872b70b7f22e (MD5) Diploma de Doutorado ou Ata de Defesa.pdf: 129558 bytes, checksum: 3cdafbe7ae427bf6a30e4dd767a402e5 (MD5) Carta de Encaminhamento para Autodepósito.pdf: 146139 bytes, checksum: 0b1a55433f2ef8e007ce7d6045af2443 (MD5) / Rejected by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br), reason: O Documento anexado como "Carta de Autodepósito" não é o documento exigido. O documento que deve ser anexado é a "Carta de Encaminhamento para o Autodepósito" disponível em http://biblioteca.ufam.edu.br/servicos/teses-e-dissertacoes Dúvidas? ddbc@ufam.edu.br on 2018-11-07T14:56:48Z (GMT) / Submitted by Évelyn Lira (costa_eve@yahoo.com.br) on 2018-11-07T15:22:23Z No. of bitstreams: 3 TESE_Évelyn Costa Lira.pdf: 5199119 bytes, checksum: 3542649866fd36a1d250872b70b7f22e (MD5) Diploma de Doutorado ou Ata de Defesa.pdf: 129558 bytes, checksum: 3cdafbe7ae427bf6a30e4dd767a402e5 (MD5) Carta de Encaminhamento para Autodepósito.pdf: 33896 bytes, checksum: cbb2fa1f7645982868cec33dd021fd5d (MD5) / Approved for entry into archive by PPGBIOTEC Biotecnologia (ppg_biotec.ufam@yahoo.com.br) on 2018-11-12T19:17:48Z (GMT) No. of bitstreams: 3 TESE_Évelyn Costa Lira.pdf: 5199119 bytes, checksum: 3542649866fd36a1d250872b70b7f22e (MD5) Diploma de Doutorado ou Ata de Defesa.pdf: 129558 bytes, checksum: 3cdafbe7ae427bf6a30e4dd767a402e5 (MD5) Carta de Encaminhamento para Autodepósito.pdf: 33896 bytes, checksum: cbb2fa1f7645982868cec33dd021fd5d (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2018-11-12T20:47:54Z (GMT) No. of bitstreams: 3 TESE_Évelyn Costa Lira.pdf: 5199119 bytes, checksum: 3542649866fd36a1d250872b70b7f22e (MD5) Diploma de Doutorado ou Ata de Defesa.pdf: 129558 bytes, checksum: 3cdafbe7ae427bf6a30e4dd767a402e5 (MD5) Carta de Encaminhamento para Autodepósito.pdf: 33896 bytes, checksum: cbb2fa1f7645982868cec33dd021fd5d (MD5) / Made available in DSpace on 2018-11-12T20:47:54Z (GMT). No. of bitstreams: 3 TESE_Évelyn Costa Lira.pdf: 5199119 bytes, checksum: 3542649866fd36a1d250872b70b7f22e (MD5) Diploma de Doutorado ou Ata de Defesa.pdf: 129558 bytes, checksum: 3cdafbe7ae427bf6a30e4dd767a402e5 (MD5) Carta de Encaminhamento para Autodepósito.pdf: 33896 bytes, checksum: cbb2fa1f7645982868cec33dd021fd5d (MD5) Previous issue date: 2017-11-30 / FAPEAM - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Amazonas / The role of the human microbiota in health and disease processes has received increased attention due to the ease of characterization of microbial communities using independent culture methods, which are based on the analysis of hypervariable regions of the gene 16S rRNA. The vaginal microbiota is inhabited by microbial communities that play a very important role in the maintenance of vaginal homeostasis and in the presence of colonization by pathogenic microorganisms, but the mechanisms by which they exert this influence are not yet so well defined. in this context, an understanding of their relative abundance and variations is necessary for the recognition of potential pathogenic microorganisms and the physiological processes of protection of this microbiota. This study evaluated the vaginal microbial diversity in four different conditions: I Microbiota Normal II Vaginal Candidosis Microbiota III Bacterial vaginosis microbiota IV microbiota presenting pre-malignant and malignant lesions of the cervix. Cervical samples from 187 women were collected, characterized and diagnosed at the molecular level for the presence of HPV, C. trachomatis, T. vaginalis e N. gonorrhoeae. HPV positive samples were genotyped at ABI 3500 and HPV co-infection were related to the presence of other pathogens and socio-economic and clinical factors obtained through the questionnaire filled out by the volunteers. Significance and association analyzes were performed using the Chi-square Test of Pearson, exact of Fischer’s Test and Kruskal-Wallis test using R 2.9.0. After the groups were composed, four libraries of amplicons of the regions V1-V2 of the gene 16S rRNA and, later sequenced on Ion PGM platform. The sequences generated were analyzed using the QIIME and classified by comparison in the Greengenes database. the prevalence found for HPV was 51.33%, and the most prevalent types were HPV 16, 58 and 33. The prevalence found for CT and TV were 6.42% and 12.83%, respectively, with co- HPV / CT infection in 5.20% and HPV / VT in 6.25% of the women. The DNA of N. gonorrhoeae were not found in samples. as to the estimation of microbial diversity, the number of samples sequenced was enough to guarantee coverage of the total diversity found. Overall abundancy revealed a predominance of the genus lactobacillus on the four study groups, followed by the genres Ureaplasma, Prevotella and Shuttleworthia, followed by the study groups. the greatest microbial diversity was found in the vaginosis group, with the most abundant genera Prevotella, Shuttleworthia and Megasphaera, followed by the lesion group, abundance of genders Ureaplasma, Prevotella e Shuttleworthia. The differences at the species level are extremely necessary for the understanding of the physiological role of the vaginal microbial in the maintenance of autochthonous balance and of pathogenic mechanisms in the development of diseases related to vaginal microbiota. In addition, an understanding of the functionality of the types of CST is necessary to complement what we already know about its structure. Studies are needed to investigate the changes and stability of this microbiota. / O papel da microbiota humana nos processos de saúde e doença tem recebido maior atenção devido à facilidade para a caracterização das comunidades microbianas utilizando os métodos independentes de cultivo, que se baseiam na análise das regiões hipervariáveis do gene 16S rRNA. A microbiota vaginal é habitada por comunidades microbianas que exercem papel importantíssimo para a manutenção da homeostase vaginal e prevenção da colonização por microrganismos patogênicos, mas os mecanismos pelos quais exercem essa influência ainda não são tão bem definidos. Neste contexto, uma compreensão quanto a sua abundância relativa e variações é necessária para o reconhecimento de microrganismos patogênicos potenciais e de processos fisiológicos de proteção dessa microbiota. Este estudo avaliou a diversidade microbiana vaginal em quatro condições distintas: I. microbiota autóctone; II. Microbiota apresentando candidose vaginal; III. microbiota apresentando vaginose bacteriana e; IV. microbiota apresentando lesões pré-malignas e malignas do colo do útero. Amostras cervicais de 187 mulheres foram coletadas, caracterizadas e diagnosticadas a nível molecular quanto à presença de HPV, C. trachomatis, T. vaginalis e N. gonorrhoeae. Amostras HPV+ foram genotipadas em ABI 3500 e a co-infecção do HPV foi relacionada à presença dos outros patógenos e fatores sócio-econômicos e clínicos obtidos através do questionário preenchido pelas voluntárias. Análises de significância e associação foram realizadas através dos Testes Qui-Quadrado de Pearson, Exato de Fischer e Kruskal-Wallis utilizando o R 2.9.0. Após a composição dos grupos, foram montadas quatro bibliotecas de amplicons das regiões V1-V2 do gene 16S rRNA e, posteriormente sequenciadas em plataforma Ion PGM. As sequências geradas foram analisadas utilizando o QIIME e classificadas por comparação no banco Greengenes. A prevalência encontrada para HPV foi de 51,33% sendo que os tipos mais prevalentes foram HPV 16, 58 e 33. As prevalências encontradas para CT e TV foram de 6,42% e 12,83%, respectivamente, sendo observadas co-infecção HPV/CT em 5,20% e HPV/TV em 6,25% das mulheres. O DNA de N. gonorrhoeae não foi encontrado nas amostras. Quanto à estimativa da diversidade microbiana, o número de amostras sequenciado foi suficiente para garantir a cobertura da diversidade total encontrada. A abundância geral revelou predominância do gênero Lactobacillus nos quatro grupos de estudo, seguido pelos gêneros Ureaplasma, Prevotella e Shuttleworthia entre os grupos estudados. A maior diversidade microbiana foi encontrada no grupo Vaginose, tendo como gêneros mais abundantes Prevotella, Shuttleworthia e Megasphaera, seguido pelo grupo Lesão, com abundância dos gêneros Ureaplasma, Prevotella e Shuttleworthia. As diferenças a nível de espécie são extremamente necessárias para o entendimento do papel fisiológico da microbiota vaginal na manutenção do equilíbrio autóctone e de mecanismos patogênicos no desenvolvimento de doenças relacionadas à microbiota vaginal. Além disso, uma compreensão da funcionalidade dos tipos de CST é necessária para complementar o que já sabemos sobre sua estrutura. Estudos são necessários para investigar as mudanças e a estabilidade desta microbiota.

O conhecimento das associações entre os microrganismos componentes da microbiota dos solos é de grande interesse no meio científico, principalmente relacionado aos microrganismos que se associam de forma benéfica com as plantas. Neste contexto, destaca-se a micorriza arbuscular, que é a associação entre os fungos micorrízicos arbusculares (FMAs) e uma amplitude de espécies vegetais. Além desta íntima interação entre estes organismos, torna-se necessário conhecer a importância dos demais componentes do sistema solo, como a microbiota formada por fungos e bactérias dos solos, para o estabelecimento desta interação. Os objetivos dos estudos componentes desta tese se concentraram na avaliação de FMAs (D. heterogama, R. clarus e Gi. rosea) inoculados em sistemas alterados quanto à composição das comunidades microbianas dos solos, promovidas pela metodologia de \'diluição para extinção\'. No primeiro estudo foram encontradas respostas diferenciais na capacidade de colonização micorrízica (%CM) de plantas de cana-de-açúcar pelos FMAs inoculados nos diferentes sistemas, além do efeito diferencial dos FMAs quanto às alterações nas comunidades de fungos e bactérias do solo. Num estudo mais detalhado, desenvolvido apenas com R. clarus em plantas de milho, foi verificado que a maiores diversidades microbianas do solo resultaram em maior colonização do hospedeiro, principalmente no período inicial de desenvolvimento das plantas. Neste experimento foi descrita a correlação direta da capacidade de colonização do FMA com a riqueza e a diversidade filogenética da microbiota dos solos. A descrição dos perfis metabólicos dos solos contendo diferentes comunidades microbianas revelou a capacidade diferencial destes solos em utilizar diferentes fontes de carbono, além de demonstrar um aumento no metabolismo (evidenciado pelo consumo total de fontes de carbono) devido à inoculação do FMA. Em conjunto, os dados obtidos nos dois estudos indicam que a micorrização das plantas depende da ação de outros microrganismos do sistema solo, que atuam como um terceiro fator nesta simbiose e que a microbiota do solo responde a inoculação de um organismo exógeno, primordialmente aumentando seu metabolismo. Deve-se, portanto, considerar que a degradação biológica dos solos, com perda de sua biodiversidade, pode ter papel determinante no funcionamento de interações específicas e benéficas às plantas. / Knowledge about the associations between microbial components of soil microbiota is of great interest in the scientific community, primarily related to microorganisms that are associated beneficially with plants. In this context, there is the arbuscular mycorrhiza, which is made of the association between mycorrhizal fungi (AMF) and a range of plant species. In this close interaction between these organisms, it is necessary to describe the importance of other components of the soil system, such as the microbiota formed by fungi and bacteria from the soil, to establish this interaction. The objectives of the studied that compose this thesis focused on the evaluation of AMF (D. heterogama, R. clarus and Gi. rosea) fitness, when inoculated in modified systems on the composition of the microbial communities in the soil, with alterations promoted by the \'dilution to extinction\' methodology. In the first study, differential responses were found in root colonization capacity (% CM) of sugarcane by AMF inoculated in different systems, and the differential effect of AMFs, changing the communities of fungi and bacteria of soil. In a more detailed study, designed only to R. clarus in corn plants, it was found that higher microbial diversity of soil resulted in higher colonization of the host, especially in the initial period of plant development. In this experiment it was described the direct correlation of AMF colonization capacity with richness and phylogenetic diversity of soil microbiota. The description of the metabolic profiles of soil containing various microbial communities revealed the differential ability of these soils utilize different carbon sources, in addition to demonstrating an increase in metabolism (as evidenced by the total consumption of carbon sources) due to inoculation of the AMF. Together, the data from the two studies indicate that colonization of plants by AMF depends on the action of other microorganisms soil system, which act as a third factor in this symbiosis, and that the soil microbes respond to inoculation of an exogenous organism, primarily increasing its metabolism. One should therefore consider that the biological degradation of the soil, with loss of biodiversity, may have crucial role in the functioning of specific and beneficial interactions to plants.

Esta tese apresenta e discute os dados obtidos a partir de trabalho experimental projetado para avaliar comparativamente o desempenho de reatores desnitrificantes em batelada, tendo etanol, metanol e gás metano como doadores de elétrons. Os experimentos foram realizados em reatores em escala de bancada. Os ensaios com gás metano objetivaram verificar a efetividade deste sub-produto de reatores anaeróbios em substituir os doadores exógenos de elétrons comumente utilizados, tais como metanol e etanol. Para alcançar o objetivo principal deste trabalho, os parâmetros cinéticos de desnitrificação, para os doadores de elétrons ensaiados, foram determinados nas diferentes condições operacionais. Além disso, as alterações ocorridas na população microbiana, ao longo do período experimental, foram avaliadas em relação à diversidade microbiana, por meio de análises microscópicas (óptica, de fluorescência e eletrônica de varredura) e da técnica de Biologia Molecular de PCR/DGGE. A completa desnitrificação foi alcançada para todos os compostos testados, e o etanol foi o doador de elétrons mais eficiente para a desnitrificação. A melhor razão carbono-nitrogênio para a desnitrificação foi igual a 1,0. Contudo, este parâmetro foi encontrado ser inadequado para utilização no processo de desnitrificação, uma vez que não expressa a capacidade real do composto usado em doar elétrons. A desnitrificação com metano ocorreu tanto na presença como na ausência de oxigênio, embora a baixas velocidades quando comparado com os outros compostos. No entanto, a configuração do reator utilizado neste estudo não foi adequada para promover a efetiva dissolução do gás metano na fase líquida. Por essa razão, sugere-se o desenvolvimento de configurações de reatores apropriadas para minimizar as resistências à transferência de massa da fase gasosa para a líquida e também desta para a biomassa. / This thesis presents and discusses the data obtained from an experimental work designed to evaluate the comparative performance of denitrifying batch reactors utilizing ethanol, methanol and methane gas as electron donors. The experiments were carried out at using bench-scale reactors. The experiments using methane gas were meant to verify the effectiveness of such a by-product of anaerobic reactors instead of exogenous electron donors commonly used, such as methanol and ethanol. To achieve this main objective, the kinetic parameters of denitrification for the distinct electron donors assayed were determined in different operating conditions. Besides, the microbial population changes inside the reactors along the experimental time were evaluated in respect to the microbial diversity, by means of microscopy analysis (optical, fluorescent and electronic scanning) and the Molecular Biology technique, PCR/DGGE. Complete denitrification was achieved with all the compounds tested, and ethanol was the most effective electron donor for denitrification. The best carbon to nitrogen ratio for denitrification was 1.0. However, this parameter was found to be inadequate for using in denitrification process, since it does not express the real capacity of the compound used to donate electrons. Denitrification with methane occurred in the presence and also in the absence of oxygen, although at lower velocities compared to those with the other compounds. However, the reactor configuration utilized in this study was not adequate to promote the effective methane gas dissolution in the liquid phase. Therefore, it is suggested the development of appropriate reactor configurations to minimize mass transfer resistances from the gas to the liquid phase and also from that to the biomass.

Neste trabalho foi realizada a caracterização microbiana, por meio de técnicas de Biologia Molecular, do lodo granular do processo de precipitação dos metais ferro, zinco e cobre por sulfeto gerado a partir de um reator biológico em batelada sequencial (ASBR) para redução de sulfato de drenagem ácida de minas (DAM) sintética em suas diferentes fases operacionais. O reator foi inoculado com lodo granular de reator UASB tratando efluente de abatedouro de aves, operando em relação DQO/sulfato 1,0. O etanol foi utilizado como doador de elétrons e o sulfato de sódio como receptor de elétrons. Para o presente estudo as amostragens de lodo foram realizadas em pH 5,0; pH 4,0; pH 4,0 + Fe2+, pH 4,0 + Fe2+; Zn2+; pH 4,0+Fe2+; Zn2+; Cu2+ sempre quando ocorria redução máxima de sulfato no reator, o inóculo também foi estudado para comparação. Após coleta de todas as amostras, realizou-se a extração do DNA, seguida de purificação e amplificação para o RNAr16S para os Domínios estudados e as sequencias foram separadas através de DGGE. A estrutura das comunidades foi analisada em função da composição e riqueza de bandas de DGGE nos consórcios microbianos. A análise do perfil de bandas do DGGE permitiu visualização da dinâmica da população microbiana presente em cada fase do tratamento biológico da DAM. Os resultados revelaram que ocorreu maior variação na diversidade de microrganismos do domínio Bacteria do que de Archaea nos tratamentos da DAM com os parâmetros operacionais estudados. Dentre essas observações, percebe-se que as sucessivas diminuições de pH foram menos influentes na diversidade do que foi a adição dos metais, principalmente quando houve adição do Fe. O Domínio Bacteria apresentou maiores reduções de bandas do que o domínio Archaea, que sofreu menores influências às condições operacionais. Comparando-se a diversidade de bactérias e arqueias neste estudo, observa-se que as bactérias foram 56,5% maior que as arqueias em termos de diversidade pelas bandas de DGGE apresentadas. Diminuições no pH e adição sucessiva dos metais Fe, Zn e Cu foram associados a alterações temporais na estrutura da comunidade bacteriana. Nas análises de sequenciamento para domínio Bacteria, apesar de baixa qualidade do sequenciamento das bandas recortadas, foi possível fazer uma comparação entre o BLAST e a base de sequências do NCBI. Uma das bandas apresentou similaridade de 88 e 87% com clones não cultivados de Geobacter e Clostridum, respectivamente. Estes microrganismos são relatados como sendo redutores de sulfato. Outras duas bandas apresentaram 91% de similaridade com clone não cultivado de bactérias. Já para o Domínio Archaea, a análise comparativa indicou similaridade de três das cinco bandas com os clones não cultivados de Methanomicrobiales archaeon F5OHPNU07IK8FO e duas das bandas com o gênero Methanosaeta sp. clone DI CO3, ambas arqueias relatadas como sendo presentes em lodo granular de diversos tratamentos anaeróbios. Conclui-se que a estimativa da diversidade permitiu inferir que as alterações nas composições das comunidades microbianas foram devidas as condições operacionais impostas. / The microbial characterization of this study was carried out by molecular biology techniques, of granular sludge samples from precipitation of the metals iron, zinc and copper in sulphide generated from a biological sequencing batch reactor (ASBR) to reduce the sulphate of synthetic acid drainage mines in its different operational phases. The reactor was inoculated with granular sludge from UASB reactor treating effluent from poultry slaughterhouse operating in ratio COD/sulphate 1.0. Ethanol was used as electron donor and sodium sulphate as electron acceptor. For this study, samples of sludge were taken on pH 5.0; pH 4.0; pH 4.0 + Fe2+, pH 4.0 + Fe2+; Zn2+; pH 4.0 + Fe2+; Zn2+; Cu2+ whenever maximum reduction of sulphate in the reactor occurred. The inoculums was also studied for comparison. After collecting all samples, the extraction of DNA was carried out, followed by purification and amplification to RNAr16S for the studied Domains and the sequences were separated by DGGE. The structure of the communities was analyzed in view of the composition and richness of DGGE bands in microbial consortia. The DGGE bands’ profile analysis allowed visualization of the dynamics of the microbial population present in each phases of the AMD biological treatment. Results showed that a higher variation occurred in diversity of microorganisms of the Bacteria domain than that in Archaea in treatment with the operating parameters studied. Among these observations, it is perceived that the successive decreases in pH were less influential in diversity than it was the metals additions, mainly when there was addition of Fe. The Bacteria domain presented higher reductions bands than the Archaea domain, which suffered lower influences from operational conditions. When comparing the diversity of Bacteria and Archaea in this study, it is observed that the bacteria were 56.5% higher than the Archaea in terms of diversity by DGGE bands presented. Diminishing in pH and successive addition of the metals Fe, Zn and Cu were associated with temporal changes in the structure of bacterial community. In sequencing analysis to Bacteria domain, although the low quality of the sequence of the cut bands, it was possible to make a comparison between BLAST and the base of sequence of the NCBI. One of the bands presented a similarity of 88% and 87 with uncultivated clones of Clostridum and Geobacter, respectively. These microorganisms are reported to be sulphate reducers. Two other bands presented 91% similarity with the uncultivated clone of bacteria. For the Archaea domain the comparative analysis indicated similarity of three of the five bands with the uncultivated clones of archaeon Methanomicrobiales F5OHPNU07IK8FO and two of the bands with the genus Methanosaeta sp. clone DI CO3, both of then reported as present in granular sludge of several anaerobic treatments. It is concluded that the estimate of diversity allowed inferring that the alterations in the composition of microbial communities occurred due the imposed operations conditions.

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2017-04-17T12:51:52Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1575552 bytes, checksum: e757d5b192800fddc4a2a4306d5548a8 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-04-17T12:51:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1575552 bytes, checksum: e757d5b192800fddc4a2a4306d5548a8 (MD5) Previous issue date: 2015-07-28 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Durante o processo de extração do petróleo, um elevado volume de água é consumido gerando grandes volumes de efluentes salinos contaminados com compostos tóxicos de difícil degradação. A amônia é um desses compostos, que em concentrações elevadas, pode ser prejudicial para o ambiente. Por isso, antes de ser descartado ou reutilizado, o efluente deve ser tratado. O tratamento biológico por lodos ativados tem sido o mais utilizado devido ao baixo custo e boa qualidade do efluente tratado. O processo biológico de remoção de amônia é denominado nitrificação, onde a amônia é oxidada a nitrito que é oxidado a nitrato. A primeira oxidação pode ser realizada tanto por bactérias quanto por archaeas. O sal é um fator de instabilidade nas estações de tratamento biológico, porque interfere diretamente nos processos de degradação de poluentes como a nitrificação. Então, o uso de microrganismos adaptados ao sal nas estações de tratamento otimizaria o processo. Dessa forma, o objetivo do estudo foi avaliar a diversidade microbiana total e nitrificante no lodo nitrificante ao longo do processo de aclimatação dos microrganismos à altas concentrações salinas, visando um melhor entendimento sobre a ecologia destes microrganismos. Para tal, o lodo foi aclimatado em batelada, com adição semanal de 5 g/l de NaCl ao efluente de alimentação e a taxa de remoção de amônia foi monitorada. O sal foi adicionado até a completa inibição da nitrificação, que ocorreu na concentração de 125 g/l de NaCl. Em cada concentração salina, uma alíquota do lodo foi coletada e fixada. Os pontos com 25, 50, 75, 100, 105, 115 e 125 g/L foram selecionados, e o DNA total foi extraído das amostras. O DNA foi amplificado com primers específicos para a região RNAr 16S de bacteria e Archaea, e a separação dos amplicons foi feita por eletroforese em gel de gradiente desnaturante (DGGE). Após o DGGE, três pontos foram selecionados para o estudo da diversidade através de sequenciamento massivo da região RNAr 16S de bacteria e archaea e quantificação das populações metabolicamente ativas por Flow-FISH. Foram selecionados os pontos com 25 g/l de NaCl, concentração salina normal do efluente, 100 g/l de NaCl, que foi a ultima concentração salina onde a taxa de nitrificação foi de 100 %, e 125 g/l de NaCl, onde a nitrificação chegou a zero. Os resultados mostraram que com o aumento da salinidade a abundancia de bactérias diminuiu e a de Archaea aumentou, e na concentração de 125 g/L de sal, 80 % da população metabolicamente ativa é composta por archaea. Este resultado era esperado, uma vez que muitos microrganismos pertencentes ao domínio Archaea são resistentes à condições extremas como altas salinidades. Os resultados também mostraram que a remoção de amônia nas três concentrações salinas analisadas é feita por um grupo distinto de microrganismos, envolvendo bactérias autotróficas, bactérias heterotróficas e archaeas, evidenciando a ocorrência da nitrificação autotrófica, heterotrófica e processo ANAMMOX. / During the process of petroleum extraction, a high volume of water is consumed generating large volumes of saline effluent contaminated with toxic compounds that are difficult to degrade. Ammonia is one of these compounds, which at high concentrations can be harmful to the environment. Therefore, before being discarded or reused, the wastewater must be treated. Biological treatment has been the most widely used due to low cost and good quality of the final effluent. The biological process of removing ammonia is nitrification, where ammonia is oxidized to nitrite which is oxidized to nitrate. The first step may be performed both by bacteria and by archaea. The salt is a factor of instability in biological treatment plants, because it interferes directly on pollutant degradation processes such as nitrification. Then, the use of microorganisms adapted to salt in wastewater treatment station would optimize the process. Thus, the aim of the study was to evaluate the total and nitrifying microbial diversity in nitrifying sludge during the acclimation process of microorganisms to high salt concentrations, seeking a better understanding of the ecology of these microorganisms. For this, the sludge acclimatization was carried out in batch with weekly addition of NaCl to the effluent and the removal rate of ammonia was monitored. The salt was added until complete nitrification inhibition, which occurred in the concentration of 125 g/l NaCl. At each salt concentration, a sludge aliquot was collected and fixed for analysis. The points 25, 50, 75, 100, 105, 115 and 125 g/L were selected, and total DNA was extracted from the samples. The DNA was amplified with specific primers for the 16S rRNA region of bacteria and archaea and the separation of amplicons was performed in denaturing gradient gel electrophoresis (DGGE). After DGGE, three points were selected for the study of diversity by massive sequencing of 16S rRNA region of bacteria and Archaea and quantification of metabolically active population by Flow-FISH. Points were selected with 25 g/l of NaCl, initial salt concentration of the effluent, 100 g/l of NaCl, which was the last salt concentration where nitrification rate was 100 %, and 125 g/l of NaCl, where nitrification reached zero. The results showed an increase in the abundance of archaea and a decrease in the abundance of bacteria over increasing the salt concentration, and in the concentration of 125 g/l of salt, 80 % of metabolically active population is Archaea. This result was expected, since many microorganisms belonging to domain Archaea are resistant to extreme conditions such as high salinity. The results also showed that removal of ammonia in the three salt concentrations analyzed is made by a distinct group of microorganisms, involving autotrophic bacteria, heterotrophic bacteria and archaea, indicating the occurrence of nitrification autotrophic, nitrification heterotrophic and ANAMMOX processes.

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2016-08-05T10:29:44Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1856205 bytes, checksum: 84c73dca46a2c32f26d826bb501fbd2b (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-05T10:29:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1856205 bytes, checksum: 84c73dca46a2c32f26d826bb501fbd2b (MD5) Previous issue date: 2016-04-28 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A presente tese teve como objetivo analisar os efeitos do sal na remoção de amônia e na diversidade da comunidade microbiana envolvida neste processo. O trabalho foi dividido em três etapas, descritas em três artigos técnico-científicos. O primeiro artigo abordou os efeitos da salinidade na remoção de amônia de águas de produção de petróleo, em reatores em batelada sequencial. Foram realizados ensaios de bancada com a construção de reatores biológicos com alimentação intermitente. Utilizou-se lodo e efluentes industriais provenientes de uma estação de tratamento de efluentes de um terminal de petróleo. Os experimentos mostraram que se pode alcançar uma remoção completa de amônia via nitrificação biológica a concentrações de sal de até 100 g NaCl L^-1. No entanto, a uma concentração de 125 g NaCl L^-1, os microrganismos nitrificantes foram inibidos e uma remoção muito baixa de amônia foi observada nessas condições. No segundo artigo avaliaram-se as mudanças do perfil da comunidade microbiana do lodo responsável pela remoção de amônia da água de formação de petróleo quando submetidas ao aumento gradual de sal (NaCl) na etapa anterior. Analisou-se amostras de lodo de dois reatores biológicos em batelada sequencial, que foram operados com adição semanal de 5 g L^-1 de NaCl, até a completa inibição do processo de remoção de amônia que ocorreu com uma concentração de 125 g L^-1. Durante o processo de aclimatação do lodo ao sal, as amostras foram coletadas e tiveram seu DNA extraído. Realizou-se o PCR-DGGE e o sequenciamento massivo do gene rRNA 16S para análise da diversidade microbiana. Os perfis de bandas do PCR-DGGE mostraram que ocorreu uma mudança na comunidade microbiana à medida que se aumentou a concentração de sal no reator. Observou-se uma redução da presença de bactérias e concomitantemente um aumento das populações de archaeas. Os dados do sequenciamento revelaram que a remoção de amônia no reator é realizada por diferentes vias, através de bactérias nitrificantes autotróficas (Nitrosococcus, Nitrosomonas, Nitrosovibrio, Nitrospira e Nitrococcus), Archaea oxidante de amônia (Candidatus nitrosoarchaeum), microrganismos ANAMMOX (Candidatus Brocardia, Candidatus Kuenenia e Candidatus Scalindua) e potenciais nitrificantes heterotróficos (Paracoccus spp., Pseudomonas spp., Bacillus spp., Marinobacter sp., e Alcaligenes spp.). O terceiro trabalho investigou os efeitos do aumento gradual da concentração de NaCl na eficiência de remoção de amônia e na estrutura e diversidade da comunidade microbiana do grânulo aeróbio. Para tal, dois reatores biológico em batelada sequencial foram operados visando a formação de lodo granular aeróbio. Os reatores foram alimentados com efluente sintético, o qual foi enriquecido com NaCl, cuja concentração foi aumentada 5 g L^-1 de NaCl por semana. A remoção de amônia se manteve eficiente até salinidade de 40 g L^-1, sendo observado um leve decréscimo da eficiência com o aumento da salinidade. Não houve acumulo de nitrito e nitrato no efluente tratado, a remoção de ambos aumentou com o acréscimo de NaCl. Tais resultados evidenciaram a ocorrência de nitrificação/desnitrificação simultânea. Com o aumento da concentração de sal nos reatores os grânulos diminuíram de tamanho até se desintegrarem. A granulação aeróbia foi desfavorecida em concentração de NaCl acima de 10 g L^-1. A abundância de bactéria e archaea aumentou com o acréscimo de NaCl. Diversos gêneros de microrganismos responsáveis pela remoção de nitrogênio foram identificados no sequenciamento, incluindo aqueles envolvidos nos processos de nitrificação e desnitrificação convencionais (Nitrosomonas, Nitrosovibrio, Nitrospira, Nitrobacter, Denitromonas, Paracoccus, Bacillus, Klebsiella, Pseudomonas, Nitratireductor, Achromobacter, Thiobacillus, Azoarcus, Thauera, Alcaligenes, Hyphomicrobium, Rhodopseudomonas e Micrococcus), os microrganismos ANAMMOX (Candidatus kuenenia) e os heterotróficos (Paracoccus sp., Bacillus sp., Pseudomonas sp., Acinetobacter sp., Alcaligenes sp. e Aeromonas sp.). / This thesis aimed to analyze the effects of salt removal of ammonia and the diversity of the microbial community involved in this process. The work was divided into three chapters presented with three technical-scientific articles. The first article discusses the effects of salinity on the removal of ammonia from produced water from oil and gas production in sequencial batch reactors. Lab-scale tests were carried out in three sequencing batch biological reactors. The wastewater and sludge used in study consisted of produced water from oil extraction collected at an industrial treatment plant from a Brazilian petroleum terminal. The experiments showed that complete of ammonia removal via biological nitrification was achieved at salt concentrations up to 100 g NaCl L^-1. However, at a concentration 125 g NaCl L^-1, the nitrifying microorganisms were inhibited and a very low ammonia removal was achieved under these conditions. In the second article it was evaluated the changes of the microbial community profile of sludge responsible for the ammonia removal from produced water when subjected to a gradual increase of salt (NaCl). The biological sludge samples from two sequential batch reactors which were operated with a weekly addition of 5 g L^-1 NaCl were analyzed, until the complete inhibition of the ammonia removal process, which occurred at a concentration of 125 g L^-1. During the sludge acclimation process, the samples were collected and had their DNA extracted. The PCR-DGGE and massive sequencing of 16S rRNA region were carried out for analysis of microbial diversity. The profiles bands of PCR-DGGE showed that there was a change in the microbial community as the increased salt concentration in the reactor. It was observed a reduction in the bacteria population while the population of archaeas had an increase. The data of the 16S rRNA gene sequencing revealed that the ammonia removal was performed in different routes. The main microorganisms observed were the conventional autotrophic nitrifying bacteria (Nitrosococcus, Nitrosomonas, Nitrosovibrio, Nitrospira, Nitrococcus), archaea oxidizing ammonia (Candidatus nitrosoarchaeum), ANAMMOX (Candidatus Brocardia, Candidatus Kuenenia, Candidatus Scalindua), and potential heterotrophic nitrifyers (Paracoccus spp., Pseudomonas spp., Bacillus spp., Marinobacter sp., Alcaligenes spp.). The third paper investigated the effects of gradual increase of NaCl concentration in the ammonia removal efficiency and the microbial structure and diversity of aerobic granular sludge. Two biological sequencing batch reactors were operated with aerobic granular sludge. The reactors were fed with a synthetic effluent enriched gradually with NaCl (5 g L^-1 of NaCl per week). The removal of ammonia remained effective within all salinities tested, but had a slight efficiency decline when salinity increased. There was no accumulation of nitrite and nitrate in the treated effluent. The nitrite and nitrate removal increased with the addition of NaCl. These results proved the occurrence of simultaneous nitrification/denitrification. As the salt concentration increased in the reactor, the aerobic granules size diminished until they completely disintegrated. The aerobic granulation was negatively affected in NaCl concentration above 10g L^-1. The abundance of bacteria and archaea increased with NaCl addition. Several genera of microorganisms responsible for removing ammonia were identified, including the conventional nitrification/denitrification (Nitrosomonas, Nitrosovibrio, Nitrospira, Nitrobacter, Denitromonas, Paracoccus, Bacillus, Klebsiella, Pseudomonas, Nitratireductor, Achromobacter, Thiobacillus, Azoarcus, Thauera, Alcaligenes, Hyphomicrobium, Rhodopseudomonas and Micrococcus), ANAMMOX (Candidatus kuenenia) and heterotrophic/aerobic nitrification denitrification microorganisms (Paracoccus sp., Bacillus sp., Pseudomonas sp., Acinetobacter sp., Alcaligenes sp. and Aeromonas sp.).

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:27:23Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2008-08-08Bitstream added on 2014-06-13T19:35:23Z : No. of bitstreams: 1 rodrigues_gr_me_jabo.pdf: 533286 bytes, checksum: dff723ba2dc7ffcab8ade10e5ed0fee4 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Os microrganismos apresentam uma imensa diversidade genética e desempenham funções únicas e cruciais na manutenção de ecossistemas, uma dessas funções é a produção de enzimas extracelulares que ajudam na mineralização da matéria orgânica, liberação de carbono e nutrientes na forma de serem assimilados. Devido a esses importantes fatores é que cada vez mais aumenta a busca por enzimas que possam ser utilizadas nos diversos setores industriais com maior aproveitamento e baixo custo. A celulase pertence a essa classe de enzimas, ela é formada por um complexo multienzimático capaz de hidrolisar celulose através da quebra da ligação ~,1-4. A partir disso foi realizada uma busca de gene r~lacionado com a hidrolise da celulose em biblioteca metagenômica de DNA extraído de solo de arboreto de eucalipto. Foram realizado testes bioquímicos e moleculares, partindo de um par de oligonucleotídeo iniciadores degenerado que foi construído para identificar gene da glucanase que está ligado na hidrolise da celulose. Com o teste bioquímico foi possível selecionar clones que estão relacionados com hidrolise da celulose, a confirmação dos clones positivos foi feita através de reações de PCR. Após a escolha do clone foi feita uma sub-biblioteca, os clones da sub-biblioteca foram sequenciados e através do sequenciamento foi possível encontrar gene relacionado à hidrólise da celulose. / The microorganisms show a abundant genetic diversity and perform unique and crucial ecosystems maintence, one of this function is the produce of extracellular enzymes that mineralize organic matte and release carbon and nutrients in forms that can be assimilated. Due this important factors its increasing the search of enzymes who can be use on the manufacturing with better utilization and low cust. The cellulase belongs to this class of enzymes and its formed by a complex multienzimatic who its able to hydrolisar a cellulose trough the broke of the linked (3- 1-4. The cellulose, o homopolissacarideo wich we see in big amount on the biosphere. So, was made a screening to genes related with cellulase in metagenômic library of aboreto of eucalyptus cloning larg fragmenets in vector cosmídeo, with size who was between 30 and 45kb. There was made tests biochemists and molecular starting of a couple degenerate primes wich vvas made to identify the gene of glucanase that its connected in hydrolise da cellulose.With this tests we could detect the dones related with hydrolose of cellulose.

Submitted by Rafael Santana (rafael.silvasantana@ufpe.br) on 2018-03-13T18:54:02Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) Oucilane - versão final da dissertação.pdf: 2341797 bytes, checksum: 8a8683e7a09cf5b3b53d182aeb69a96c (MD5) / Made available in DSpace on 2018-03-13T18:54:02Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) Oucilane - versão final da dissertação.pdf: 2341797 bytes, checksum: 8a8683e7a09cf5b3b53d182aeb69a96c (MD5) Previous issue date: 2017-02-17 / FACEPE / O tratamento com grânulos aeróbios apresentam inúmeras vantagens em relação ao sistema de lodos ativados convencionais. Esta tecnologia, quando operada sob condições específicas, é capaz de realizar em uma única unidade a remoção de matéria orgânica e nutrientes, necessitando, assim, de menores áreas de implantação. Os micro-organismos presentes na estrutura do grânulo são semelhantes ao sistema de lodos ativados. Entretanto, os grânulos possuem em sua estrutura microzonas aeróbias, anóxicas e anaeróbias onde os processos de remoção ocorrem simultaneamente. Contudo, a maioria dos estudos desenvolvidos tem utilizado esgoto sintético e escala laboratorial. Neste trabalho, o objetivo foi estudar a influência de diferentes trocas volumétricas e velocidades ascensionais na formação de grânulos aeróbios e na diversidade microbiana em reatores em bateladas sequenciais tratando esgoto doméstico diluído. Para isso, foram realizados três experimentos, E1, E2 e E3 com diferentes trocas volumétricas (59%, 71% e 59%, respectivamente) e diferentes velocidades ascensionais (1,06 cm.s-1, 0,88 cm.s-1 e 0,88 cm.s-1, respectivamente), tempo final de sedimentação de 10 minutos e tempo de ciclo de 3 horas. Grânulos foram observados nos experimentos aos 51 dias, 78 dias e 53 dias para E1, E2 e E3, respectivamente. Avaliando a influência da presença e ausência de inóculo, quando operados com a mesma troca volumétrica, no tempo necessário à granulação e na concentração média de SSVLM, identificou-se que não houve diferença entre E1 e E3. A eficiência de remoção de DQO e NH4+-N obtida no E1 foi de 81,2 ± 7,8% e 62,6 ± 30,1%, respectivamente; no E2, de 81,3 ± 6,5% e 42,2 ± 19,6%, respectivamente; e, no E3, de 78,3 ± 9,8% e 75,4 ± 25,4%. O processo de nitrificação foi afetado principalmente pela troca volumétrica, devido à lavagem da biomassa de crescimento lento para fora dos reatores. Os testes respirométricos indicaram que houve uma maior concentração de micro-organismos heterotróficos no sistema. Avaliando a comunidade microbiana presente na estrutura dos grânulos, pôde-se observar a predominância da associação de vorticellas e rotíferos na superfície dos grânulos. Aplicando a técnica da PCR observou-se que no processo de nitrificação e desnitrificação, os grupos de bactérias dominantes foram as BOA e as desnitrificantes. A presença identificada do grupo Anammox e desnitrificantes na fase de grânulos nos reatores indicaram a presença de microzonas anóxicas. E, por fim, apesar da presença de PAO nos sistemas, não houve uma alta eficiência de remoção de fósforo. Isso ocorreu devido à não estabilização do sistema e ausência de grânulos bem desenvolvidos com presença de microzonas anaeróbias. / The treatment with aerobic granules has many advantages over the conventional activated sludge system. This technology, when operated under specific conditions, is capable of carrying out in a single unit the removal of organic matter and nutrients, thus requiring smaller areas of implantation. The microorganisms present in the granule structure are similar to the activated sludge system. However, granules have aerobic, anoxic and anaerobic microzones in their structure where removal processes occur simultaneously. However, most studies have used synthetic sewage and laboratory scale. In this work, the objective was to study the influence of different volumetric exchanges and ascending speeds in the formation of aerobic granules and microbial diversity in sequential batch reactors treating dilute domestic sewage. For this, three experiments were held, E1, E2 and E3 with different volumetric exchanges (59%, 71% and 59%, respectively) and different ascending speeds (1.06 cm.s-1, 0.88 cm.s-1 and 0.88 cm.s-1, respectively), final sedimentation time of 10 minutes and cycle time of 3 hours. Granules were observed in the experiments at 51 days, 78 days and 53 days for E1, E2 and E3, respectively. Evaluating the influence of presence and absence of inoculum, when operated with the same volumetric exchange, in the time required for the granulation and in the mean concentration of SSVLM, it was identified that there was no difference between E1 and E3. The removal efficiency of COD and NH4 + -N obtained in E1 was 81.2 ± 7.8% and 62.6 ± 30.1%, respectively; In E2, of 81.3 ± 6.5% and 42.2 ± 19.6%, respectively; and, at E3, 78.3 ± 9.8% and 75.4 ± 25.4%. The nitrification process was mainly affected by the volumetric exchange due to the slow-growing biomass washing out of the reactors. The respirometric tests indicated that a higher concentration of heterotrophic microorganisms in the system. As to microbial community present in the structure of the granules, the was a predominance of association of vorticellas and rotifers. The PCR technique was applied to identify that in the process of nitrification and denitrification, the dominant bacteria groups were AOB and denitrifiers. The identified presence of the Anammox group and denitrifiers in the granule phase in the reactors indicated the presence of anoxic microzones. Finally, despite the presence of PAOs in the systems, there was no high phosphorus removal efficiency. This occurred due to the non-stabilization of the system and the absence of well-developed granules with the presence of anaerobic microzones.

Submitted by Geyciane Santos (geyciane_thamires@hotmail.com) on 2015-07-09T14:40:35Z No. of bitstreams: 1 Tese - Solange Pires de Araújo.pdf: 3515735 bytes, checksum: b93126b2f4b53b8defbc853c668965cc (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2015-07-09T14:47:24Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Tese - Solange Pires de Araújo.pdf: 3515735 bytes, checksum: b93126b2f4b53b8defbc853c668965cc (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2015-07-09T14:52:48Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Tese - Solange Pires de Araújo.pdf: 3515735 bytes, checksum: b93126b2f4b53b8defbc853c668965cc (MD5) / Made available in DSpace on 2015-07-09T14:52:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tese - Solange Pires de Araújo.pdf: 3515735 bytes, checksum: b93126b2f4b53b8defbc853c668965cc (MD5) Previous issue date: 2014-10-20 / CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / The Amazon, which owns the largest fauna and flora in the world presents unparalleled wealth of biological diversity, however, keep intact this megadiversity requires scientific and technological knowledge. In this context, there is an important biotechnological tool that is the bioremediation of impacted environments with petroleum hydrocarbons and derivatives. In the present study samples of microbial communities of fungi and bacteria associated with aquatic macrophytes Eichhornia crassipes (Mart.) Solms, Ichnanthus calvescens Döll and Cyperus ligularis L., were researched. These host plants common at Rio Negro were collected in contaminated environments by oil and oil products at Waterway Station from Manaus. From the species selected, 155 bacterial strains were isolated, being 97 epiphytic and 58 endophytic, and 54 fungi strains, being 30 epiphytic and 24 endophytic. Selective media were used for isolation of microorganisms such as BH liquid medium (Bushhnell Haas) plus oil. The oil and diesel used are from the Base Oil Urucu, Amazonas. The biodegradability tests were performed on selective medium (BH), with the addition of oil as the carbon source known as Medium I This test was repeated with the addition to the medium I the redox indicator 2,6-dichlorophenol indophenol (DCPIP), called medium II. After the evaluationof microbial isolates were selected 6 bacteria and 7 fungi. Molecular identification of bacteria was performed by the 16S ribosomal DNA region and revealed the presence of Bacillus pumilus (endophytic / epiphytic), Lysinibacillus fusiform (epiphytic), Pseudomonas aeruginosa (epiphytic) and Acinetobacter junii (epiphytic/epiphytic). For molecular identification of fungi was performed by the ITS1 and ITS2 region and revealed the presence of Curvularia trifolii (epiphytic), Curvularia clavata (endophytic / epiphytic), Gibberella intermedia (epiphytic/endophytic), Phoma herbarum (epiphytic) and Dothideomycetes sp (epiphytic). These microorganisms were selected for composition of microbial consortium that were used for hydrocarbon biodegradation tests. The measurement of biodegradation of oil and diesel activities was estimated by chromatography and mass spectrometry. In tests we used water of Rio Negro with the aim of approaching research the environment that are being studied. Degradation of hydrocarbons by consortia of fungi and bacteria had significant average values (98.7 to 100%), but did not show any statistical difference between the degradation of the control containing water of the Rio Negro (97.3%). In the experiment with the mixed consortium (FB), there were significant differences, because although the control containing water of the Rio Negro has promoted degradation of diesel by wild microbiota (81.7%), this degradation was lower and statistically different from the mixed consortium (97,5%). Analysis were carried out for degradation of the compounds naphthalene and phenanthrene of diesel by consortia . It was observed that phenanthrene was the best that has been degraded by the mixed consortium (F / B), however the naphthalene was better degraded by the control containing only water from the Rio Negro, highlighting the potential of wild microorganisms that deserve attention in future research, the isolation of these ones in waters from Rio Negro. In the experimental design with the consortia, the results showed that mixed consortia (FB) have potential for use in future bioremediation. / A Amazônia, detentora da maior fauna e flora do mundo apresenta riqueza inigualável de diversidade biológica, entretanto, manter intacta essa megadiversidade requer conhecimentos científicos e tecnológicos. Nesse contexto, situa-se uma importante ferramenta biotecnológica que é a biorremediação de ambientes impactados por hidrocarbonetos de petróleo e derivados. No presente trabalho realizou-se estudo de amostras das comunidades microbianas de fungos e bactérias associadas às macrófitas aquáticas Eichornia crassipes (Mart.) Solms, Ichnanthus calvescens Döll e Cyperus ligularis L. Essas plantas hospedeiras comuns nas águas do rio Negro foram coletadas em ambientes contaminados por petróleo e derivados na Estação Hidroviária de Manaus. Das espécies vegetais selecionadas foram isoladas 155 linhagens de bactérias, sendo 97 epifíticas e 58 endofíticas e 54 cepas de fungos, sendo 30 epifíticos e 24 endofíticos. Foram empregados meio seletivo para isolamento dos microrganismos tal como meio liquido BH (Bushhnell Haas) acrescido de petróleo. O petróleo e o diesel utilizados foram provenientes da Base Petrolífera de Urucu, Amazonas. Os ensaios de biodegradabilidade foram realizados em meio seletivo (BH), com a adição de petróleo como fonte de carbono denominado Meio I. Este ensaio foi repetido com a adição ao meio I do indicador redox 2,6-diclorofenol indofenol (DCPIP), denominado meio II. Após a avaliação dos isolados microbianos foram selecionados 6 bactérias e 7 fungos. A identificação molecular das bactérias foi realizada por meio da região do DNA ribossomal 16S e revelou a presença de Bacillus pumilus (Endofítica/epifítica), Lysinibacillus fusiformes (Epifítica), Pseudomonas aeruginosa (Epifítica) e Acinetobacter junii (Epifítica/epifítica). A identificação molecular dos fungos foi realizada por meio da região TS1 e ITS2 e revelou a presença das seguintes espécies: Curvularia trifolii (epifítica), Curvularia clavata (endofítica/epifítica), Gibberella intermedia (epifítica/endofitica), Phoma herbarum (epifítica) e Dothideomycetes sp (epifítica). Estes microrganismos foram selecionados para composição do consórcio microbianos que foram utilizados em ensaios de biodegradação de hidrocarbonetos. A mensuração das atividades de biodegradação de petróleo e diesel foi estimada por cromatografia e espectrometria de massa. Nos ensaios utilizou-se água do rio Negro com o objetivo de aproximar a pesquisa ao ambiente de estudo. A degradação dos hidrocarbonetos pelos consócios de fungos e bactérias apresentaram médias significativas (98,7-100%), mas não apresentaram diferenças estatísticas entre a degradação do controle contendo água do rio Negro (97,3%). No experimento com o consórcio misto (F/B), houve diferenças significativas, pois embora o controle contendo água do rio Negro tenha promovido degradação do diesel pela microbiota selvagem (81,7%), esta degradação foi inferior e diferente estatisticamente do consórcio misto (97,5%). Foram realizadas análises de degradação dos compostos naftaleno e fenantreno do óleo diesel pelos consórcios Observou-se que o composto fenantreno foi o que melhor foi degradado pelo consórcio misto (F/B). Entretanto, o naftaleno foi melhor degradado pelo controle contendo somente água do rio Negro, destacando o potencial dos microrganismos selvagens que merecem atenção nas futuras pesquisas, no isolamento destes em águas do rio Negro. O índice de toxicidade dos extratos microbianos foram avaliados como toxicidade moderada para o consórcio misto (F/B), já para o consórcio de fungos e consórcios de bactérias não apresentou toxicidade. No planejamento experimental com os consórcios, os resultados obtidos demonstraram que consórcios mistos (F/B) apresentaramm potencial para uso em futuros processos de biorremediação.