Na natureza, as orquídeas são totalmente dependentes de fungos micorrízicos para germinar. Estes fungos podem penetrar nas células das raízes e formar pélotons, os quais, quando digeridos pela planta, providenciam açúcares simples para o embrião. Durante a fase aclorofilada de desenvolvimento da plântula, orquídeas são obrigatoriamente dependentes dos fungos; algumas continuam assim por toda vida enquanto outras se tornam facultativamente responsivas à colonização. O objetivo deste trabalho foi identificar quantos clados de fungos podem estabelecer associação micorrízica com Coppensia doniana (sin. Oncidium donianum), uma orquídea amplamente distribuída nos arredores de Campos do Jordão e, demonstrar como as características morfológicas dos isolados, quando analisadas com ferramentas de estatística multivariada, podem ser úteis para a taxonomia destes fungos. Dez plantas foram amostradas em um sítio com vegetação típica de campos de altitude, junto ao Parque Estadual de Campos do Jordão. Fungos foram isolados pela transferência asséptica de cortes de raízes contendo pélotons para meios de cultura BDA modificados. Três clados de fungos foram formados, tanto analisando as características qualitativas das culturas quanto as quantitativas. Os clados foram identificados como dois morfotipos do gênero Ceratorhiza (fase anamórfica de Ceratobasidium) e uma Rhizoctonia-uninucleada. O sequenciamento da região ITS produziu resultados idênticos a estes, mostrando os mesmos três clados. Todas as sequências tiveram alta correlação com sequências de Ceratobasidium depositadas no Genbank, o que sugere uma alta afinidade de Coppensia doniana com este gênero. Também ficou demonstrado que os dados morfológicos, quando associados à estatística multivariada são uma ferramenta útil na taxonomia polifásica de Rhizoctonia spp. As sequências dos isolados de Coppensia doniana também foram comparadas com as de isolados de outras orquídeas, dentro da subtribo Oncidiinae, incluindo: Ionopsis utricularioides e Psygmorchis pussila, coletadas na região do Valle del Cauca Colômbia e isolados de 10 Ionopsis utricularioides, Oncidium altissimum e Tolumnia variegata, estudados por Otero (2002, 2004, 2007), em diferentes regiões de Porto Rico, Costa Rica, Cuba e Panamá. Esta última análise veio a comprovar a preferência de orquídeas da subtribo Oncidiinae por fungos do gênero Ceratobasidium, apesar de que os clados obtidos no Brasil e na Colômbia foram distantes filogeneticamente dos clados previamente estudados na América Central. Representantes dos três clados obtidos de C. doniana em Campos do Jordão foram também testados quanto à capacidade de induzir germinação em suas sementes. Todos isolados testados tiveram sucesso na germinação das sementes, levando as plântulas a estádios avançados de desenvolvimento após 30 dias, o que indica um alto potencial para utilização biotecnológica destes isolados para a germinação das sementes destas orquídeas, tanto para a floricultura comercial quanto para programas de reintrodução de espécies de orquídeas ameaçadas de extinção. / In nature, orchids are fully dependent on mycorrhizal fungi for germination. These fungi can penetrate root cells and form pelotons, whose digestion provides simple sugars for the embryo. During the achlorophyllous seedling stage, orchids are obligatory dependent on the fungi, and some species remain so through life, while others become facultatively responsive to fungal infection. The aim of this study was to identify how many fungal clades can establish mycorrhizal associations with Coppensia doniana, a widespread orchid from Campos do JordãoBrazil, and to demonstrate how their morphological features, analyzed with multivariate statistics, can be useful for classification. Ten plants were sampled in an Araucaria forest near Campos do Jordão. Fungi were isolated by transferring surface disinfected root segments containing pelotons to PDA culture medium. Three main fungal clades were formed by qualitative and quantitative morphological data. They were identified as two morphotypes of Ceratorhiza (anamorphic stage of Ceratobasidium) and one uninucleated Rhizoctonia. The ITS sequencing corroborates this identification, since the same three clades were found. All sequences were highly correlated to Ceratobasidium ITS data deposited at the Genebank, suggesting a high affinity between this species of Oncidiinae and Ceratobasidium. It also could be shown that morphological data associated with multivariate statistics can be a useful tool in fungal multi-level taxonomy. C. doniana sequences were also compared to sequences obtained from isolates of other orchids, belonging to the sub-tribe Oncidiinae, including: Ionopsis utricuarioides and Psygmorchis pussila, collected in Valle del Cauca Colombia and isolated from I. utricularioides, Oncidium altissimum and Tolumnia variegata, studied by Otero (2002, 2004, 2007) in different regions of Puerto Rico, Costa Rica and other Caribbean islands. This last analysis confirmed the preference of this Oncidiinae sub-tribe for Ceratobasidium, although isolates obtained in Brazil or Colombia belong to different clades from those previously studied in Puerto Rico, Costa Rica, Panama and Cuba. 12 Fungi representing the three clades obtained from C. doniana in Campos do Jordão were also tested for their ability to induce germination of C. doniana seeds, with a positive response for all of them, being able to bring the seedlings to advanced development stages in 30 days. These results suggest a high biotechnological potential of these isolates, to be used in orchid symbiotic germination for commercial flower production or for the reintroduction of endangered Brazilian orchid species.

Fungos aquáticos são o maior grupo microbiano decomponedor de sustâncias orgânicas, atuando na ciclagem de nutrientes, fluxo de energia e equilíbrio biológico. O Brasil é tido como um dos países com a maior biodiversidade, porém, existem poucos estudos sobre a diversidade microbiana em ambientes aquáticos e o prejuízo e consequências dos poluentes. O Rio Tietê foi estudado com o objetivo de caracterizar a diversidade de fungos da água e do sedimento por meio de técnicas dependentes e independentes de cultivo e correlacioná-las às variáveis ambientais. A diversidade fúngica foi avaliada em 30 pontos de água, entre Agosto e Novembro de 2013, e Fevereiro à Abril de 2014 e 10 pontos de sedimento, entre agosto a outubro de2013 e de julho a setembro de 2014. Foram obtidos 451 e 442 fragmentos terminais de restrição (TRFs) para a primeira e segunda coleta de água, 349 e 354 TRFs para o sedimeto. As análises de Redundância (RDA) agruparam as amostras de acordo com o índice de qualidade de agua, sendo os parâmetros de pH, temperatura, nitrato e D.O. os mais significativos para a estruturação na água; e cadmio, níquel e zínco para o sedimento, confirmando que a alteração destes pode modificar a estrutura da comunidade fúngica do Rio Tietê. / Aquatic fungi are the most decomposer microbial group of organic substances, developing a key role in nutrient cycling, energy flow and biological equilibrium. Brazil is considered one of the countries with the highest biodiversity, hence, few studies exist about microbial diversity in aquatic environments and the damage of pollution. Tiete River was studied in order to characterize the diversity of water fungi and the sediment of the river basin through independent and dependent culture techniques and correlate them to environmental variables. Therefore, the fungal diversity was evaluated in 30 points of water between August - November of 2013, and February - April of 2014 and 10 sediment points, between August - October of 2013 and July - September of 2014. 451 and 442 Terminal Restriction Fragments - TRFs were obtained for the first and second collection of water, and 349 and 354 TRFs for the sediment collection. The redundancy analyses - RDA showed the grouping of samples according to water quality index, being the pH, temperature, nitrate and DO the most significant parameters for the structuring of water; and cadmium, nickel and zinc of sediment, confirming that the change of these parameters may modify the structure of the fungal community in Tiete River.

A biogeografia estuda a distribuição dos organismos em relação ao espaço e ao tempo, favorecendo a compreensão dos mecanismos que geram e mantém a diversidade, especiação, extinção e dispersão das espécies. Dentre as florestas tropicais, a Mata Atlântica constitui um mosaico vegetal de grande diversidade, onde a filosfera representa um dos habitats mais comuns para os microrganismos. O objetivo do presente trabalho foi avaliar a estrutura e diversidade da comunidade bacteriana da filosfera de Maytenus robusta no Parque Estadual Carlos Botelho, Parque Estadual Ilha do Cardoso e Estação Ecológica de Assis, no estado de São Paulo, Brasil. As folhas foram coletadas em duas épocas do ano, seca e chuvosa. A estrutura da comunidade bacteriana foi avaliada através de PCR-DGGE da região V3 do gene rRNA 16S e a diversidade por sequenciamento da região V1-V3 do mesmo gene. A similaridade entre a estrutura de comunidades de Bacteria foi determinada com base na presença ou ausência das bandas detectadas no gel após PCR-DGGE. O agrupamento hierárquico gerado com o coeficiente de Jaccard e o método UPGMA mostrou a existência de comunidades bacterianas distintas na filosfera de M. robusta nas áreas amostradas. A existência de padrões biogeográficos foi determinada através de análises de regressão, usando os dados de similaridade da estrutura das comunidades bacterianas e os de distância geográfica entre as árvores amostradas. A correlação negativa observada nas avaliações fornece evidências para suportar a hipótese de que a similaridade entre as comunidades bacterianas da filosfera de plantas da mesma espécie diminui com o aumento da distância entre as árvores, dentro de um mesmo bioma. A avaliação espaço temporal da composição da comunidade bacteriana, realizada pela análise NMDS, demonstrou que houve efeito espacial mas no temporal na estrutura das comunidades bacterianas da filosfera de M. robusta. A afiliação taxonômica de 1.470 sequências de clones do gene rRNA 16S de Bacteria, obtidas da filosfera de M. Robusta, nas diferentes áreas e épocas, e a comparação múltipla das bibliotecas, mostraram que as comunidades bacterianas na filosfera foram distintas umas das outras, sendo os filos Proteobacteria e Acidobacteria os mais frequentes. Somente 1% das Unidades Taxonômicas Operacionais foram comuns entre os indivíduos avaliados. Com base nos resultados obtidos, pode-se inferir que, em cada bioma, plantas da mesma espécie possuem comunidades bacterianas únicas, sugerindo a existência de endemismo, altos níveis de especiação e baixa dispersão das comunidades bacterianas nas áreas avaliadas. / Biogeography studies the distribution of organisms in relation to space and time, favoring the understanding of the mechanisms that generate and keep the diversity, speciation, extinction and dispersion of species. Among the tropical forests, the Atlantic Forest constitutes a highly diverse vegetation mosaic, in which the phyllosphere represents one of the most common habitats for microorganisms. The goal of this work was to evaluate the structure and diversity of the bacterial community from the phyllosphere of Maytenus robusta in the Carlos Botelho State Park, Ilha do Cardoso State Park and Assis Ecologic Station, São Paulo state, Brazil. The leaves were collected in two different seasons of the year, dry season and rainy season. The structure of the bacterial community was evaluated through PCR-DGGE of the 16S rRNA gene V3 region, and the diversity by sequencing of the V1-V3 region of the same gene. The similarities between the structures of the bacterial community were determined based on the presence or absence of bands detected in the gels after PCR-DGGE. The hierarchical clustering generated using the Jaccard coefficient and the UPGMA method showed the existence of distinct bacterial communities in the M. robusta phyllosphere of the sampled areas. The existence of biogeographic patterns was determined through regression analyses, using the community structure similarity data geographic distance among the sampled trees. The negative correlation observed in most of the cases provides evidence to support the hypothesis that the similarity between the bacterial communities from phyllosphere of plants of the same species decreases as the distance among trees increased, within the same biome. The spacial-temporal evaluation of the structure of the bacterial communities, performed by the NMDS analyses, showed the occurrence of spacial but not temporal effects on the structure of the bacterial communities of M. robusta phyllosphere. The taxonomic affiliation of 1,470 bacterial 16S rRNA gene clones obtained from the M. robusta phyllosphere, in different areas and seasons, as well as the multiple comparisons of libraries showed that the bacterial communities in the phyllosphere were distinct from each other, and that Proteobacteria and Acidobacteria phyla were the most frequent. Only 1% of the bacterial Operational Taxonomic Units were common among the individuals evaluated. Based on the results obtained it is possible to conclude that, in each biome, plants of same species have unique bacterial communities, suggesting the existence of endemism, high levels of speciation and low dispersal of bacterial communities in the evaluated areas.

Os microrganismos endofíticos são aqueles, cultiváveis ou não, que habitam o interior da planta hospedeira sem causar danos aparentes ou estruturas externas visíveis. Essa interação microrganismos-planta é intrínseca a determinadas espécies de plantas e/ou bactérias. Nas últimas décadas os estudos de microrganismos endofíticos têm sido realizados em diversas plantas hospedeiras, sendo esses estudos direcionados principalmente para a diversidade e características benéficas induzidas, inclusive o controle biológico de doenças. A doença causada pelo fungo Ceratocystis fimbriata é considerada emergente no setor florestal. O Brasil está entre os maiores produtores mundiais de eucalipto e a expansão do setor juntamente com o cultivo clonal tem acarretado o aumento da incidência de patógenos. O surgimento de novas doenças exige estudos relacionados tanto a interação do agente patogênico com hospedeiro quanto de todos os componentes do patossistema. Neste contexto, os microrganismos endofíticos têm sido descritos como potenciais controladores biológicos de doenças. Dessa forma, o presente trabalho teve por objetivos avaliar a interação de C. fimbriata com a comunidade bacteriana associada à Eucalyptus sp. Adicionalmente, foi estudada a possível transferência desses endófitos via sementes e o padrão de colonização de Pantoea agglomerans em plântulas. Foi observado que plantas não infestadas por C. fimbriata apresentaram maior densidade bacteriana no rizoplano (20,66 x 104 UFC.cm2 -1 de raiz), enquanto que para a comunidade endofítica, a maior densidade foi observada em plantas infectadas pelo fungo (25,13 x 104 UFC.g-1 de raiz). As análises por ARDRA possibilitaram a obtenção de 8 e 13 ribotipos nas comunidades endofítica de raiz e do rizoplano, respectivamente. Os ribotipos mais freqüentes foram identificados como Bacillus cereus. As análises de diversidade por meio de DGGE das comunidades do rizoplano e endofítica de raiz mostraram que a infestação pelo fungo interfere na colonização de Eucalyptus. Foi observado também que bactérias endofíticas estão presentes no interior de sementes de Eucalyptus spp. em uma densidade de 0,33 a 1,83 X 102 UFC.g-1, para as espécies E. camandulensis e E. urophylla, respectivamente. A densidade bacteriana endofítica de plântulas obtidas de sementes desinfectadas superficialmente variaram entre 0,27 X 102 a 0,87 X 102 UFC.g-1, para E. citriodora e o híbrido E. robusta x E. grandis, respectivamente. Em algumas espécies de Eucalyptus não foram isoladas bactérias endofíticas das sementes e plântulas. Os resultados mostraram que algumas espécies de bactérias endofíticas podem ser transmitidas verticalmente por sementes. P. agglomerans inoculada nas sementes foi capaz de colonizar as plântulas após a germinação da semente, indicando que esta pode ser uma das formas utilizadas pelos microrganismos para colonizar e se estabelecer na planta hospedeira. Assim, os resultados obtidos neste trabalho mostram ainda que possa existir interação entre a presença de C. fimbriata e a comunidade bacteriana endofítica e do rizoplano de Eucalyptus. Foi possível observar também que estas bactérias endofíticas que são transmitidas por meio de sementes, permitindo que plântulas previamente inoculadas com bactérias benéficas possam ser produzidas antes de serem levadas a campo. / The endophytic microorganisms are those, cultivated or not, that inhabit the interior of the plant host without causing apparent damages or visible external structures. This interaction microorganisms-plant is specific to certain species of plants and/or bacteria. In the last few years studies of endophytic microorganisms have been carried out in several plant hosts, being these studies focused mainly to diversity and biotechnological potential, such as biological control of disease. The disease caused by the phytopathogenic fungi Ceratocystis fimbriata is considered emerging by the reforestation companies. Brazil is one of the largest world eucalyptus producers and the increasing of the eucalyptus production associated to clonal reproduction has allowed the increase in pathogen incidence. Studies that evaluate the interaction between pathogens and the microbial community associated to the host plant may allow understanding how disease symptoms come up. Endophytic microorganisms have been described as potential biological control of diseases and therefore, the aims of the present work were to i) study the interaction between C. fimbriata and the bacterial community associated to the Eucalyptus sp.; ii) evaluate the bacterial dissemination by seeds; iii) evaluate the colonization profile of Pantoea agglomerans in seedlings after seed inoculation. It was observed that the highest bacterial density on the rhizoplane (20.66 x 104 CFU.cm2 -1 of root) was observed in C. fimbriata uninfectedplants, while for endophytic community the highest density was observed in C. fimbriata infected plants (25.13 x 104 CFU.g-1 of root). The ARDRA analyses showed that the bacterial community of eucalyptus is composed by 8 and 13 ribotypes on rhizoplane and inside the roots (endophytic), respectively. The most frequent ribotypes were identified as Bacillus cereus. The DGGE analyses of diversity of endophytic and rhizoplane community showed that fungi infection shift the colonization of Eucalyptus associated bacteria. The bacterial community inside Eucalyptus spp. seeds ranged from 0.33 to 1.83 X 102 CFU.g-1, for E. camandulensis and E. urophylla, respectively. After seed germination the endophytic bacterial density in seedlings ranged from 0,27 X 102 to 0,87 X 102 CFU.g-1, for E. citriodora and the hybrid E. robusta x E. grandis, respectively. Although, endophytic bacteria have been isolated from seeds, for some plant species, bacteria were not isolated from seedlings. Also, some bacteria may be vertically transmitted from seed to seedlings, but some is specific for seeds. Seed inoculation of P. agglomerans resulted in seedlings colonized by these bacteria, suggesting that these bacteria could be seed transmitted. The results obtained in the present study show that the fungi C. fimbriata inside the Eucalyptus host can shift the endophytic and rhizoplane bacterial diversity. Also, these endophytic bacteria could be transmitted vertically by seeds, allowing that seeds previously inoculated with beneficial bacteria may result in protected plants before planting in the field.

A interação entre bactérias e plantas resulta na ocorrência de vários processos biológicos no ambiente e pode ser regulada por diferentes fatores. Considerando que um recíproco reconhecimento ocorre entre as espécies de bactérias e plantas, alterações nos fatores bióticos e abióticos interferem diretamente nesta interação levando a modificações na composição das comunidades bacterianas associadas às plantas. No presente trabalho foram avaliados diferentes fatores que estão diretamente relacionados a este assunto. Atualmente, a aplicação de técnicas de microbiologia molecular permite acessar alterações causadas nestas comunidades de maneira independente do cultivo bacteriano. Desta maneira, foi demonstrado que na rizosfera de plantas de tabaco, os diferentes estágios de desenvolvimento são os principais determinantes da composição da comunidade bacteriana em detrimento do genótipo das plantas, sejam estas transgênicas ou convencionais. Utilizando plantas transgênicas e convencionais de eucalipto de diferentes genótipos, foi verificado que diferentes plantas não transgênicas podem apresentar comunidades bacterianas mais distintas do que quando os clones não transgênicos são comparados com os transgênicos. No entanto, efeitos específicos podem ocorrer na interação bactéria-planta, como o observado pela inibição da população de Methylobacterium spp. em plantas transgênicas de eucalipto TR-15. Avaliando o efeito da inoculação de bactérias endofíticas na composição de comunidades bacterianas associadas à plantas de batata de diferentes cultivares, os resultados mostram que a inoculação de Pseudomonas putida altera a comunidade bacteriana de maneira similar a alteração da variedade da planta. Os demais isolados avaliados, classificados como Paenibacillus sp. e M. mesophilicum, causam menores alterações na composição das comunidades bacterianas. Adicionalmente foi demonstrado que a colonização das plantas de batata pelo endófito P. putida resulta em pequena alteração no perfil metabólico da planta hospedeira. Por fim, buscando melhores métodos de isolamento da comunidade bacteriana da rizosfera de batata, os resultados mostraram que a mimetização do ambiente pode resultar em melhor acesso da diversidade bacteriana por meio de isolamento e cultivo das espécies componentes desta comunidade. / The plant-bacteria interactions result in the occurrence of biological process in the environment and might be regulated by different factors. Considering that a reciprocal recognition occur amongst bacteria and plants species, shifts in biotic and abiotic factors interfere directly on these interactions, leading to modifications in the composition of bacterial communities to plants associated. In the present work different factors related to this subject were evaluated. Nowadays, the applications of techniques of molecular microbiology allow assessing the shifts caused on these communities by a culture independent approach. On this way, it was demonstrated that in rhizosphere of tobacco plants, different stages of plants development are main determinants of bacterial community composition rather than the plants genotypes, transgenic or not. Using plants transgenic or not, carrying different genotypes, it was verified that different non-transgenic plants could harbor bacterial communities more distinct than those observed in association with transgenic plants. However, specific effects could be observed like the inhibition of Methylobacterium spp. population in eucalyptus transgenic plants TR-15. Considering the effect of endophytic bacteria inoculation in the composition of bacterial communities associated to different cultivars of potato plants, the results show that inoculation of Pseudomonas putida causes similar shifts in the bacterial community similarly to those observed when different cultivars are considered. Other evaluated strains, classified as Paenibacillus sp. and M. mesophilicum, caused minor alterations in the composition of bacterial communities. In addition, it was demonstrated that plant colonization by endophytic P. putida results in small effects on the metabolic profile of host plant. At least, aiming better methodologies for bacteria isolation from potato rhizosphere, the results show that mimicking the natural environment could result in a better assessment of bacterial diversity by isolation of species present in this community.

O metano, assim como o dióxido de carbono e o óxido nitroso, é um importante gás traço da atmosfera. A habilidade do metano em absorver a irradiação infravermelha faz dele um gás 20 a 30 vezes mais eficiente que o dióxido de carbono como um gás de efeito estufa. As várzeas tropicais são as maiores fontes naturais de metano para a atmosfera, contribuindo com cerca de 60% de todas as emissões naturais. As grandes várzeas da bacia Amazônica são as maiores fontes de metano desta região, e estima-se que sua contribuição para as emissões totais de áreas alagadas no mundo seja da ordem de 5%. Por outro lado, os solos de terra firme, especialmente de origem antropogênica, têm elevados teores de matéria orgânica, uma das principais fontes de formação de gás metano natural produzido por um único grupo de microrganismos que, por sistemas enzimáticos únicos, é capaz de produzir metano como produto de seu metabolismo. O metano é produzido pelas arquéias (Archaea) metanogênicas, pela degradação anaeróbia da matéria orgânica. As arquéias metanogênicas são encontradas em diversos ambientes associados à decomposição da matéria orgânica e/ou atividades biogeoquímicas. Uma atmosfera modificada (H2:CO2, 80:20) em combinação com um ambiente anóxico -300mV foi estabelecida ao longo de 18 meses em três solos de várzea e três solos Terra Preta e adjacentes da região de Santarém-PA (Amazônia Oriental), para estimular o crescimento de arquéias metanogênicas. Métodos moleculares baseados no uso e análise do gene 16S rRNA de Archaea permitiram o estudo direto de 12 cultivos individuais de arquéias metanogênicas, enquanto que a determinação da diversidade de comunidades de arquéias foi obtida com a construção de quatro bibliotecas de um dos solos de várzea (Várzea 3) e análise de 669 sequências parciais do gene 16S rRNA. Ensaios envolvendo cultivo e crescimento, monitoramento da produção de metano, microscopia de contraste de fase e de varredura, detecção do gene mcr - coenzima da metil-redutase foram usados como métodos de referência ao longo do desenvolvimento e avaliação dos métodos moleculares. Entre os isolados da Várzea 3, o gênero Mehanosarcina foi predominante, indicando seu possível papel na produção de metano, detectado ao longo dos cultivos in vitro. Dentre os 12 tipos isolados a partir dos nove solos, dez (10) corresponderam a uma sequência de Methanobacterium isolado de trato intestinal de cupins presentes em ambientes tropicais. Em conclusão, nosso método molecular explorativo permitiu uma primeira visão quanto ao entendimento do papel de arquéias metanogênicas em solos de várzea e terra firme da Amazônia Oriental. / Methane, as well as carbon dioxide and nitrous oxide, is an important atmospheric trace gas. The ability of methane to absorb infrared irradiation makes this gas 20 or 30 times more efficient than carbon dioxide for the global warming. The tropical floodplains are the major sources of environment methane, contributing up to 60% for the natural gas emissions. In the Amazonian Basin, they are the major methane sources, contributing to around 5% for the global gas emission. On the other hand, upland soils, especially from anthropogenic origin present high organic matter content, one of the main sources for microbial production of methane by a unique group of microorganisms which present unique enzymatic systems for their metabolism. Methane is produced by methanogenic Archaea, by anaerobic degradation of the organic matter. These microorganisms are found in a variety of environments associated to organic matter decomposition and/or biogeochemical activities. A modified-atmosphere (H2:CO2, 80:20) in combination with an anoxic growth environment for enhancing the methanogenic Archaea growth was established during 18 months in three Amazonian floodplain and three Anthropogenic Dark Earth ("Terra Preta") soils and backgrounds located within the region of Santarém – Pará (Eastern Amazonia). Molecular approaches based on the Archaea 16S ribosomal rRNA gene sequence analysis allowed direct investigation of 12 individual types of methanogenic Archaea while community diversity of 669 clone sequences from four clone libraries from one floodplain soil (Várzea 3) was addressed by examining partial 16S rRNA gene sequences. Cultivation-dependent assays - enrichment and growth, as well as monitoring of methane production, direct phase-contrast microscopy and scanning electron microscopy, detection of the mcr - methyl coenzyme reductase – gene were used as reference methods in the development and evaluation of the molecular methods. Among the isolates from the Várzea 3 the genus Methanosarcina was predominant, indicating its possible role on the methane production, detected throughout the in vitro cultivation. Among the 12 types isolated from the nine soils, 10 corresponded to a sequence of Methanobacterium isolated from the gut of termites from a tropical environment. In conclusion, our explorative molecular approach gave the first picture towards the understanding of the role of methanogenic Archaea in floodplain and upland soils from the Eastern Amazonian.

Orientador: Valéria Maia Merzel / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-28T00:18:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Belgini_DaianeRodriguesBarbosa_M.pdf: 4350336 bytes, checksum: 998807ac1631e5c151a33202b7d5f9a0 (MD5) Previous issue date: 2015 / Resumo: Com o intuito de otimizar o consumo de água do meio ambiente, o reuso de efluentes têm sido cada vez mais empregado. Dentre as diferentes tecnologias utilizadas no tratamento de efluentes para reuso, os sistemas de osmose inversa se destacam por oferecer vantagens como: economia, alta produtividade e alta eficiência na remoção de sais. Entretanto, estes sistemas estão constantemente sujeitos à contaminação por micro-organismos, o que leva à perda da eficiência e aumento nos custos operacionais e de manutenção. Neste contexto, este trabalho tem por objetivo a caracterização da diversidade bacteriana de um sistema de membranas de osmose inversa que trata efluente de uma refinaria de petróleo, a fim de determinar quais são os micro-organismos relacionados com a formação de biofilme. A diversidade planctônica do sistema, i.e., água de alimentação, foi analisada através de plaqueamento e cultivo e de bibliotecas de genes RNA ribossomal 16S. A diversidade bacteriana associada às membranas foi analisada através de fingerprinting genético (DGGE ¿ Denaturing Gradient Gel Electrophoresis) e construção de bibliotecas de genes ribossomais 16S. A partir das amostras de água de alimentação, foram obtidos 37 isolados bacterianos e 211 clones. A análise das membranas foi realizada através do sequenciamento e identificação de 13 bandas excisadas a partir do fingerprinting genético, assim como pela construção de duas bibliotecas gênicas, com 73 e 57 clones cada uma. Dentre os gêneros encontrados nas diferentes amostras, os mais representativos e com potencial para formação inicial de biofilmes foram: Acidovorax, Bosea, Methylibium, Novosphingobium, Rhizobium, Shinella, Sphingomonas, Sphingobium, Devosia, Microbacterium e Sphingopyxis. De acordo com a literatura, alguns destes gêneros são constantemente encontrados em sistemas aquáticos e são importantes na formação inicial de biofilmes em sistemas de osmose inversa. O conhecimento da diversidade de micro-organismos presentes nestes sistemas fornece subsídios para entender a dinâmica e os mecanismos de formação de biofilmes na superfície de membranas, permitindo o o desenvolvimento de estratégias de controle e remoção mais específicas / Abstract: In order to reduce the environmental water consumption, reuse of wastewater has been increasingly employed. Among the different technologies used in the treatment of wastewater for reuse, reverse osmosis system stands out because of its advantages such as economy, high productivity and high efficiency in the removal of salts. However, these systems are constantly subjected to contamination by microorganisms, which causes loss of efficiency and increase in operating and maintenance costs. In this context, this study aims to characterize the bacterial diversity of a reverse osmosis membrane system treating effluent of an oil refinery in order to determine which are the microorganisms related to biofilm formation. The planktonic diversity of the system, i.e. feed water, was analyzed by cultivation techniques and 16S ribosomal gene clone libraries. Bacterial diversity associated with membranes was analyzed through genetic fingerprinting (DGGE - Denaturing Gradient Gel Electrophoresis) and the construction of 16S ribosomal gene libraries. Approximately 37 isolates and 211 clones were obtained from the feed water samples. Analysis of the membranes was performed by sequencing and identification of 13 excised bands from DGGE gel, as well as the construction of two 16S rRNA gene libraries. Among the genera found in the samples, the most representative and with potential to initial biofilm formation were Acidovorax, Bosea, Methylibium, Novosphingobium, Rhizobium, Shinella, Sphingomonas, Sphingobium, Devosia, Microbacterium and Sphingopyxis. According to the literature, some of these genera are constantly found in aquatic systems and are important in the initial formation of biofilms in reverse osmosis systems. Knowledge of the diversity of microorganisms in these systems provides subsidies to understand the dynamics and mechanisms of biofilm formation on the surface of membranes, allowing further development of control and more specific removal strategies / Mestrado / Genetica de Microorganismos / Mestra em Genética e Biologia Molecular

O presente trabalho teve como objetivo comparar o estabelecimento de sauveiros iniciais em duas áreas de cultivo de cana-de-açúcar com solos de diferentes texturas (médio-argilosa e argilosa) e verificar a influência dos fatores químicos e microbiológicos desses solos no estabelecimento de formigueiros iniciais de A. sexdens rubropilosa. Os sauveiros iniciais foram demarcados após a penetração das içás no solo a partir da revoada. As avaliações foram conduzidas após 40 dias da revoada e foram mantidas semanalmente, por um período de 120 dias ou até a reabertura do canal inicial dos ninhos para forrageamento. No experimento de laboratório, as rainhas foram acondicionadas em potes com solo das duas áreas em 25 ± 2ºC e UR 70%. As avaliações de laboratório foram feitas seguindo-se a mesma metodologia de campo, verificando a atividade dos sauveiros. Os sauveiros mortos foram descartados e as rainhas, foram utilizadas para isolamento de microrganismos para associá-los à causa da morte. As análises dos fatores químicos e microbiológicos do solo incluíram macro e micronutrientes, carbono da biomassa microbiana, contagem do número mais provável de fungos, bactérias e contagem de unidades formadoras de colônias de actinomicetos. Houve uma maior sobrevivência dos sauveiros iniciais de A. sexdens rubropilosa em solos contendo textura argilosa do que médio-argilosa em laboratório. Nas áreas com solo de textura argilosa e médio-argilosa, a sobrevivência dos ninhos foi de 47,8 e 26,7%, respectivamente. No campo, por sua vez, não foram observadas diferenças no estabelecimento dos sauveiros iniciais para as duas áreas de cana-de-açúcar. O carbono da biomassa microbiana bem como o número mais provável de bactérias foi superior no solo de textura médio-argilosa comparativamente ao de textura argilosa. Diferentemente dos resultados de laboratório, os estudos de campo indicaram que à ação dos microrganismos do solo no estabelecimento de sauveiros novos de A. sexdens rubropilosa não foi tão expressiva. / The objective of the present study was to compare the establishment of new ant nests in two sugarcane growing areas with different soil types (sandy clay and clay) and to verify the influence of chemical and microbiological soil factors on nest establishment. In order to determine nest establishment, initial ant nests were marked and accompanied with other activities immediately after nuptial flight. Evaluations for verification of nest establishment were made weekly after 40 days for the period of 120 days. In laboratory experiment, mated queens collected from the two areas with different soils were maintained in plastic pots containing soil from respective areas at 25 ± 2ºC and 70% RH. To verify activities of the ants, a method similar to the one used to the field study was adopted. Dead ants were discarded while dead queens were used for isolation of associated microorganisms to determine the cause of mortality. The analysis of chemical and microbiological factors of the soil determined macro and micro-nutrients including carbon biomass, the most probable number of fungi, bacteria and counting of the colony forming units of the actinomycetes. The establishment of new ant nests occurred significantly more in the sandy clay soil than clay soil in laboratory. In the areas of sandy clay and clay soil the establishments were 47.8 and 26.7%, respectively. In the field was not observed difference in the establishment of new ant nest in both areas. The carbon biomass and most probable number of bacteria were significantly higher in the sandy clay soil when compared with clay soil area. Differently from laboratory results, the field studies indicated that the establishment of new ant nests of A. sexdens rubropilosa was not only based on the soil microrganism.

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.

Os sistemas de cultivo agrícola são essenciais à sociedade. A questão atual é saber como mantê-los produtivos sem afetar drasticamente os diferentes ecossistemas e ciclos biogeoquímicos. Sabe-se que a atividade biológica dos solos é de crucial importância à saúde dos mesmos e à produtividade. Deste modo, a implantação de técnicas ambientalmente corretas com monitoramentos eficientes, baseados na qualidade do solo, é fundamental para valorizar a sua conservação. Esta tem sido o foco de pesquisas nas últimas décadas, sendo que refletem ação antrópica, principalmente pela emissão dos gases do efeito estufa (GEEs). O uso de sistemas conservacionistas destaca-se pela viabilidade econômica e ambientalmente benéfica em relação ao manejo convencional. O sistema integração lavoura-pecuária tem sido utilizado para minimizar os impactos ambientais da exploração agrícola, a fim de preservar as características físicas, químicas e biológicas do solo, estendendo sua resiliência e aumentando a produtividade. Os microrganismos são responsáveis por diversos processos biológicos essenciais ao ambiente e algumas espécies participam produzindo ou oxidando o metano (CH4), um dos gases do efeito estufa. Estes são influenciados principalmente pelas mudanças de uso do solo, que quando relacionadas ao manejo inadequado podem alterar a qualidade do solo, a produtividade e a emissão de gases. Assim, a avaliação dos solos dos sistemas agrícolas, sob a interação rizosférica de diferentes culturas e a criação de um ambiente anóxico se faz necessário para entender o comportamento de tais comunidades. Os sistemas de integração lavoura-pecuária e a rotação de culturas foram investigados em relação a microbiota funcional do solo, em função de fatores como ao histórico da área e umidade. Foram avaliadas a abundância, por PCR em tempo real, e a estrutura das comunidades Archaea e Bacteria por TRFLP, e a potencialidade de atuação do solo como emissor e mitigador de CH4 através da quantificação dos microrganismos metanogênicos e metanotróficos de áreas agrícolas e reflorestamento do Alto Xingu, no município de Querência. Com elas foi possível observar que os microrganismos são estruturados, primariamente, em função do tipo de solo e consecutivo efeito rizosférico dos vegetais, de forma que os sistemas de integração lavoura-pecuária (ILP) apresentaram sutilmente maior estabilidade em relação ao sistema rotacionado de soja/milheto, devido ao sistema radicular da pastagem fornecer maior proteção e liberação de exsudatos. Pelas semelhanças existentes com os sistemas ILP, a área de reflorestamento se encontra em recuperação transitória, em uma média da similaridade entre as enzimas de restrição HhaI e MspI, de 85%; e 65% em relação à floresta, que se estruturou de maneira diferenciada das demais áreas. Outro fator de diferenciação das áreas agrícolas foi a forte influência da calagem o que eleva o pH e concomitantemente apresentou teores elevados de Ca e Mg. Já as comunidades de metanotróficas não apresentaram variação em função das metanogênicas, em que a saturação hídrica promoveu seu crescimento somente nos solos de floresta, onde ocorre maior incorporação de matéria orgânica / Agricultural faming systems are essential to society. The current question is how to keep them productive without drastically affecting different ecosystems and biogeochemical cycles. It is known that the soil biological activity is crucial to the health and productivity. Thus, the implementation of environmentally correct techniques with efficient monitoring, based on soil quality is critical to enhance their conservation. This has been the focus of research in recent decades, and reflects human action, mainly by the emission of greenhouse gases (GHGs). The use of conservation tillage systems distinguished by economic viability and environmentally beneficial compared to conventional tillage systems. The crop-livestock system has been used to minimize the environmental impacts of farming, in order to preserve the physical, chemical and biological soil properties, extending its resilience and increasing productivity. Microorganisms are responsible for many essential biological processes to the environment and some species participate in production or oxidation of methane (CH4), a greenhouse gas. These are mainly influenced by land use changes, that when related to inadequate management may alter soil quality, productivity and gases emissions. Thus, the evaluation of soils for agricultural systems under the rhizospheric interaction of different cultures and creating an anoxic environment is needed to understand the behavior of such communities. Crop-livestock systems and crop rotation were investigated in relation to functional soil microbiota, depending on factors such as the area history and moisture. Genes abundance were assessed by real-time PCR, while Archaea and Bacteria community structure by TRFLP, and the potential role of soil as releaser and mitigator of CH4 through the quantification of methanogens and methanotrophs in agricultural areas and reforestation of the Upper Xingu, at Querência city. Through the techniques of qPCR and TRFLP was observed that microorganisms are structured primarily on the type of soil, followed by rhizosphere effect of plants. In this way, crop-livestock integration systems (CLI) are subtly stable then rotational system of soybean/millet due to pasture root system to provide greater protection and root exudation. Alike CLI systems, the reforestation area is in transient recovery on average between the restriction enzymes HhaI and MspI, 85%; and 65% in relation to forest, this structures itself in a differentiated manner from the other areas. The farming areas present strong influence of liming, which leads to grow pH and concomitantly high Ca and Mg contents. The methanotrophic community did not vary due to the methanogenic community, and the water saturation promotes the growth of methanogenic communities only in forest soils where occurs greater organic matter incorporation