Dissertação ( mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Biológicas. Programa de Pós-Graduação em Biologia Vegetal. / Made available in DSpace on 2012-10-20T13:08:15Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Dicksonia sellowiana (Presl.) Hook (Dicksoniaceae), popularmente conhecida como xaxim, é uma importante espécie de pteridófita arbórea que pode ser encontrada na Floresta Ombrófila Densa e que há anos vem sendo explorada para fins comerciais. A exploração aliada a seu desenvolvimento lento tem sido um agravante para esta espécie

Introdução: O aumento da demanda por alimentos funcionais, os quais incluem os suplementados ou fermentados por microrganismos probióticos, resultou no avanço da pesquisa e desenvolvimento de novas cepas potencialmente probióticas. Os microrganismos probióticos pertencentes ao gênero Bacillus spp. são atraentes devido a sua estabilidade inerente de bactérias formadoras de esporos. Os esporos permitem uma vida de prateleira prolongada e aumentam a capacidade do microrganismo de sobreviver às barreiras gástricas, que se revelam uma vantagem sobre os lactobacilos. Objetivo: Foram realizados experimentos para o desenvolvimento tecnológico de duas cepas formadoras de esporos de Bacillus coagulans BVB1 e BVB5 como potenciais microrganismos probióticos objetivando avaliar o potencial probiótico dos mesmos. Método: Como primeira etapa, as caracterizações fenotípica e genotípica identificaram que a cepa BVB1 não era B. coagulans e sim B. subtilis. Os estudos seguiram com a cinética da fermentação/esporulação apenas da cepa de Bacillus coagulans BVB5. Conclusão: O desafio da esporulação de Bacillus coagulans BVB5 foi vencido, fato que pode ser verificado na cinética da fermentação que apresentou resultados superiores a 99% de grau de esporulação. / Introduction: The increased demand for functional foods, which include those supplemented or fermented by probiotic microorganisms, resulted in the advancement of research and development of new potentially probiotic strains. Probiotic microorganisms Bacillus spp. Are attractive because of their inherent stability of spore forming bacteria. Spores allow prolonged shelf life and increase the ability to survive gastric barriers, which prove to be an advantage over lactobacilli. Objective: Experiments were performed for the technological development of Bacillus coagulans BVB1 and BVB5 as potential probiotic microorganisms with two strains of Bacillus coagulans aiming to evaluate the efficacy of probiotic product composed of spore forming microorganism (Bacillus coagulans strains BVB1 and BVB5). Method: As a first step, phenotypic and genotypic characterization identified that the BVB1 strain was not B. coagulans but B. subtilis. Although Bacillus subtilis strain BVB1 presented a technological potential to be used as a probiotic strain in food additives, the studies followed with the kinetics of fermentation/sporulation of Bacillus coagulans BVB5, in agreement with the master\'s project originally proposed. Conclusion: The challenge of sporulation of Bacillus coagulans BVB5 was overcome, a fact that can be verified with the results of fermentation kinetic which presented sporulation degree more than 99%.

A água de coco, como comercializada atualmente, é esterilizada e adicionada de conservante químico ou antioxidante, o que ocasiona a redução de suas qualidades sensorial e nutricional. Para evitar esses efeitos indesejados tem se estudado o aquecimento da água de coco através da radiação por micro-ondas, o que possibilitaria uma bebida de melhor qualidade sensorial e sem adição de conservante ou com menor quantidade dessa substância. Esta pesquisa teve como objetivo avaliar a viabilidade da pasteurização da água de coco por micro-ondas, utilizando esporos de B. coagulans como indicador biológico do processo. Esporos de B. coagulans CCGB (LFB-FIOCRUZ) 1433 foram inoculados em amostras de água de coco, obtida diretamente de frutos verdes (Cocos nucífera L.) e previamente acidificada (ácido ascórbico e cítrico), seguida de pasteurização em micro-ondas com frequência de 2450 MHz. Os ensaios, provenientes de um Delineamento Central Composto Rotacional, com 4 variáveis (temperatura, quantidade e composição dos ácidos e potência do aparelho de micro-ondas) foram realizados aleatoriamente, com tempo de processo de até 20 minutos. Os testes foram conduzidos com 3 repetições do ponto central. Também foi realizado o processo em manta de aquecimento a fim de comparar os dois métodos. Os resultados da inativação foram expressos em log número de esporos/mL de água de coco. A temperatura é o fator preponderante para o processo de pasteurização da água de coco através da análise dos resultados obtidos pela DCCR. Também foi possível observar que, nas seguintes condições: a) potência de 120 W; b) 76 mg de ácidos adicionados à bebida e c) composição dos ácidos de 22% ascórbico e 78% cítrico, houve uma separação dos resultados em dois grupos. Um grupo à temperatura de 86 °C, em que, a redução da população de esporos foi menor (entre 0,5 log e 3,7 log número de esporos/mL de água de coco), e outro à temperatura de 92 °C, que apresentou maiores reduções logarítimicas do micro-organismo (entre 3,4 log e 7,0 log número de esporos/mL de água de coco). Realizado o teste ANOVA, ficou comprovado que o aumento predito foi significativo. Houve diferença estatisticamente significativa na comparação entre o aquecimento por micro-ondas e o convencional. Porém, essa diferença não foi considerada uma vez que microbiologicamente pode ser desprezada. Quanto ao tempo de processo, são necessários, em média, 10 a 15 minutos de retenção na temperatura desejada para atingir o maior nível de inativação de esporos nas condições do ponto central (89 °C, 125 W, 75 mg de ácidos adicionados à água de coco e a composição desses ácidos de 75% cítrico e 25% ascórbico). A pasteurização da água de coco por micro-ondas mostrou-se viável, mas outros estudos são necessários para otimizar o processamento. / Coconut water, as currently marketed, is sterilized and added with chemical preservative or antioxidant, which reduces its sensory and nutritional qualities. In order to avoid these undesired effects, the heating of coconut water through microwaves radiation has been studied, which would allow a drink of better sensorial quality and without addition of preservatives or with reduced amount of these substances. The objective of this study was to evaluate the viability of the pasteurization of coconut water by microwave, using spores of B. coagulans as biological indicator of the process. Spores of B. coagulans CCGB (LFB-FIOCRUZ) 1433 were inoculated in samples of coconut water, obtained directly from green fruits (Cocos nucífera L.) and previously acidified (ascorbic and citric acid), followed by pasteurisation using microwaves with frequency of 2450 MHz. The tests, from a Rotational Composite Central Design, with 4 variables (temperature, quantity and composition of the acids and power of the microwave apparatus) were carried out randomly, with a process time of up to 20 minutes. The tests were conducted with 3 replicates of the central point. The conventional heating process was also carried out in order to compare the two methods. Inactivation results were expressed as log of spores /mL of coconut water. Temperature is the preponderant factor for the process of pasteurization of coconut water through the analysis of the DCCR. It was also possible to observe that, under the following conditions: a) power of 120W; b) 76 mg of acids added to the beverage and c) composition of acids of 22% ascorbic and 78% citric acid, the results were separated into two groups: one group at a temperature of 86 °C, where the reduction of the spore population was lower (between 0,5 log and 3,7 log of spores/mL of coconut water), and another one at a temperature of 92 °C, which presented higher logarithmic reductions of the microorganism (between 3,4 log and 7,0 log of spores/mL of coconut water). Once the ANOVA test was performed, it was verified that the predicted increase was significant. There was a difference statistically significant between conventional and microwave heating. However, this difference was not taken into account because microbiologically it could be neglected. As for processing time, an average of 10 to 15 minutes of retention at the desired temperature is required to achieve the highest level of inactivation of spores at the center point conditions (89 °C, 125 W, 75 mg of acids added to the cocnut water and the composition of acids of 75% cítrico e 25% ascórbico). The pasteurisation of coconut water by microwave has proved to be feasible, but other studies are needed to optimize processing.

Esporos de Bacillus subtilis podem ser utilizados como veículos vacinais capazes de expressar ou adsorver proteínas heterólogas em sua superfície. Estudos recentes indicaram que esporos de B. subtilis também conferem um forte efeito adjuvante para vacinas baseadas em proteínas purificadas administradas por via parenteral. Nesse cenário, o objetivo do presente projeto foi avaliar o papel adjuvante dos esporos de B. subtilis e viabilizar sua utilização como carregadores de vacinas de DNA pelo método da biobalística (gene gun). Nesta metodologia, os esporos foram utilizados como substitutos das micropartículas de ouro usualmente empregadas, mantendo a capacidade de transfecção de células eucarióticas in vitro, e produção de anticorpos específicos em camundongos C57BL/6 imunizados com o plasmídeo vacinal pgDE7h (que codifica para uma forma atóxica da oncoproteína E7 do HPV-16). Além disso, esporos de B. subtilis foram capazes de ativar células dendríticas in vitro e, quando coadministrados a pgDE7h pela via intramuscular, conferiram um aumento de 50% na proteção anti-tumoral de animais previamente transplantados com a linhagem tumoral TC-1 (que expressa a proteína E7 do HPV-16), em uma relação dose-dependente. / Bacillus subtilis spores can be used as vaccine vehicles capable of to display or adsorb heterologous proteins in its surface. Recent studies have indicated that spores of B. subtilis confer a strong adjuvant effect for vaccines based on purified proteins administered by the parenteral route. In this scenario, the objective of this project is to evaluate the adjuvant role of B. subtilis spores e viabilize its use as DNA vaccine carriers of biolistic method (gene gun). In this methodology, the spores are used as gold microparticles substitutes usually employed, maintaining the ability to transfect eukaryotic cells in vitro and production of specific antibodies in C57BL / 6 mice immunized with the vaccine plasmid pgDE7h (encoding a non-toxic form of the E7oncoprotein of HPV-16). Additionally, spores of B. subtilis were able to activate dendritic cells in vitro when co-administered intramuscularly to pgDE7h, conferring an increase of 50% of anti-tumor protection in animals previously transplanted with the TC-1 tumor cell line (expressing the E7 protein of HPV-16) in a dose-dependent manner.

Há poucos estudos relacionados com a caracterização dos componentes biológicos presentes no material particulado atmosférico, chamados bioaerossóis. Esses componentes biológicos podem assumir uma relação direta com a deflagração de doenças e também estão relacionados com os processos climáticos, em especial como núcleos de formação de gelo. Dentre os bioaerossóis, foram estudados, neste trabalho, os fungos anemófilos, sendo os principais os Basidiomycota, Ascomycota e os Fungos mitospóricos. O objetivo desse trabalho foi estimar a contribuição dos aerossóis fúngicos para a composição biogênica do material particulado atmosférico da Região Metropolitana de São Paulo. Foram realizadas medidas em dois sítios: na Cidade Universitária e no Pico do Jaguará. Para isso, foram caracterizados os tipos fúngicos utilizando-se um microscópio ótico e estimada a massa dos aerossóis de origem fúngica utilizando-se biomarcadores. Foram realizadas coletas durante 2013, 2014 e 2015 com o amostrador Burkard 7-day Recording Sampler, sendo que em 2015 também foram realizadas coletas com filtros de quartzo com o amostrador Airmetrics MiniVol portable Sampler. Foram identificados e obtida a concentração dos tipos fúngicos observados na atmosfera da RMSP, sendo encontrados 39 grupos principais de fungos, sendo os principais os Basidiomycotas. A concentração média total foi de 5736 (± 2459) esporos/m³ por dia. Os Ascomycota, Basidiomycota e os fungos mitospóricos se correlacionaram com as variáveis meteorológicas de forma diferente. Observou-se variação da concentração de esporos durante os diferentes períodos do dia, sendo que a maior concentração de esporos ocorreu na madrugada, possivelmente devido às condições meteorológicas (elevada umidade e temperaturas mais amenas), contudo a concentração dos fungos mitospóricos foi maior durante o período da tarde, principalmente devido aos mecanismos de liberação de esporos. No verão e na primavera foram obtidas as maiores concentrações de Ascósporos e Basidiósporos e no inverno e outono foram obtidas as maiores concentrações dos fungos mitospóricos. Além disso, observou-se uma correlação positiva e significativa entre a concentração de esporos totais e o material particulado inalável (MP10), indicando que ambos são influenciados da mesma forma pelas variáveis meteorológicas e/ou tem uma fonte em comum, como por exemplo a ressuspensão da poeira do solo. O Arabitol, Manitol, Treitol e os esporos de fungos são positivamente correlacionados, indicando que os três açucares podem ser traçadores de esporos de fungos na atmosfera. Utilizando-se um fator de conversão proposto na literatura foi possível estimar que 2% da concentração do MP10 e 8% da concentração do OC estão associados aos esporos de fungos, indicando a importância dos esporos fúngicos. Com o uso de modelos receptores foram observadas 6 fontes para o MP10: queima de biomassa resultante de processos industriais; queima de biomassa resultante da queima da vegetação; aerossóis fúngicos; formação de aerossol secundário; ressuspensão do solo e emissão veicular. Esses resultados constituem um avanço para a pesquisa em bioaerossóis no Brasil, já que muitas dessas análises ainda não haviam sido realizadas em áreas urbanas no Brasil / Although the biogenic components of Particulate Matter (PM) can have a direct relationship with the outbreak of respiratory diseases and can be linked to changes in climate processes there are very few studies related to its characterization in the atmospheric aerosols. Among the bioaerosols, the airborne fungi were studied, and the Basidiomycota, Ascomycota and Mitosporic fungi were the main characterized. The goal of this work was to estimate the contribution of the fungal aerosol to the RMSP atmosphere, with samplings in two sites: Cidade universitária (USP) and Pico do Jaraguá (PJ). For that, the fungi types were characterized using an optical microscope and it was estimated the mass of the fungal aerosol using biomarkers. Sampling was carried out during 2013, 2014 and 2015 with the \"Burkard 7-day Recording Sampler\", and in 2015, filters were sampled with the \"Airmetrics MiniVol portable Sampler. It was identified and determined the concentration of the fungi types observed in the RMSP atmosphere, and were found 39 main groups of fungi. The main group was the Basidiomycota. The mean concentration of the total fungi was 5736 (± 2459) spores/m³ per day. The Ascomycota, Basidiomycota and the mitosporic fungi correlated in different ways with the meteorological variables. A variation of the spores concentration during different times of the day was observed, with the occurrence of the highest concentration of spores at dawn, possibly due to weather conditions (high humidity and cooler temperatures), but the concentration of the mitosporic fungi was higher during the afternoon, mainly due to the spores release mechanisms. In the summer and spring were observed higher concentrations of Ascospores and Basidiospores and in the autumn and winter were obtained higher concentration of Mitospores. Besides that, it was also observed a positive and significant correlation between the fungal spore with the particulate matter, indicating that both are influenced in the same way by weather variables and/or has a common source such as soil resuspension. Arabitol, Mannitol, Threitol and the fungi spores are positive correlated, indicating that these three sugar alcohols can be a tracer for fungi spores in the atmosphere. Using the conversion factor proposed in the literature was possible to estimate that 2% of the PM10 concentration and 8% of the OC concentration it is due to fungi spores, indicating its importance. Using receptor modeling it was identified six sources for PM10, the biomass burning resulting from industrial processes, the biomass burning resulting from vegetation burning, the fungal aerosol, the secondary formation aerosol, the soil resuspension and vehicular emission. These results are a breakthrough for research on bioaerosols in Brazil, since many of this analyzes had never been performed in urban areas in Brazil

Esporos de Bacillus atrophaeus ATCC 9372 são utilizados como bioindicadores na avaliação da eficiência de processos de esterilização. Considerando o uso dos esporos de Bacillus, deve-se buscar alternativas para sua obtenção visando desenvolver um processo econômico e ambientalmente viável. A obtenção de biomassa de microalga seja para uso como suplemento alimentar ou obtenção de biodiesel se destaca pela elevada quantidade de água utilizada no processo. Após a retirada da biomassa, o meio residual, que é rico em matéria orgânica e nutrientes, poderia ser empregado como substrato para obtenção de outros micro-organismos e de subprodutos de interesse industrial. O objetivo deste trabalho é avaliar a utilização de meios residuais provenientes do cultivo de micro-organismos fotossintetizantes para produção de esporos de B. atrophaeus ATCC 9372. Alíquotas de 100 mL dos meios residuais f2 Guillard e Bold, foram autoclavados e avaliados in natura ou suplementados com glicose (2,5g/L), sulfato de amônio 2%, associados ou não e extrato de levedura (2,5g/L), ou adicionados ao meio após incubação de pré-inóculo por 2 e 4 horas. A suplementação com extrato de levedura e os cultivos com pré-inóculos proporcionaram população de 107 esporos/mL as quais apresentaram resistência térmica a 102 oC, expressos em termos de tempo de redução decimal de D =1,27 min em meio com extrato de levedura, D =1,42 min em meio preparado com inóculo de 4 horas, ambos em meio f2 e D = 1,25 min nas duas condições para meio Bold residual. Os resultados demonstraram a viabilidade do uso de meio residual como meio de crescimento e esporulação de Bacillus atrophaeus ATCC 9372, que pode ser reutilizado para obter produtos farmacêuticos e de interesse industrial. / Bacillus atrophaeus spores ATCC 9372 are commonly used as biological indicators in assessing the efficiency of sterilization processes. Considering the use of Bacillus spores, it is necessary to look for alternatives to obtain them, aiming at a viable economic process and environment. Obtaining microalgae biomass for use as a food supplement or obtaining biodiesel is notable for the high amount of water used in the process. After the biomass removal, the residual growth medium is rich in organic matter and nutrients that could be used as a substrate for the cultivation of other microorganisms, and to obtain by-products of industrial interest. The goal of this work is to evaluate the use of residues from the cultivation of photosynthetic microorganism for the production of spores of Bacillus atrophaeus ATCC 9372. Aliquots of 100 mL residual growth medium were autoclaved and evaluated in natura or supplemented with glucose (2.5g/L), ammonium sulphate 2%, associated or not to yeast extract (2.5g/L) or added to medium after pre-inoculum incubation for 2 and 4 hours. Yeast extract supplementation and cultures using pre-inoculum provided a population of 107 spores / mL which showed thermal resistance at 102 oC, expressed in terms of decimal reduction times of D = 1.27 min in medium with yeast extract, D = 1.42 min in medium prepared with 4 hour inoculum, both resistances related to f2 medium and D = 1.25 min in both conditions for residual Bold medium.The results demonstrated the feasibility of the use of residual medium growth way and sporulation of Bacillus atrophaeus, which can be reused to obtain pharmaceuticals and industrial interest.

Esporos de Bacillus subtilis apresentam propriedades adjuvantes, sendo capazes de aumentar a resposta humoral após a sua coadministração com antígenos misturados ou adsorvidos à sua superfície. Mas, para isso, é necessária a produção de esporos altamente purificados e com rendimentos elevados. Neste trabalho, realizamos com sucesso uma análise quantitativa das condições de esporulação e dos métodos de purificação, o que melhorou a reprodutibilidade do processo e a obtenção de amostras com elevado grau de pureza e rendimento. Avaliamos também as propriedades imunomodulatórias destes esporos, utilizando como antígeno modelo a proteína recombinante Gag-p24 do HIV-1. A coadministração, mas não a adsorção à superfície do esporo, aumentou a imunogenicidade do antígeno sem induzir efeitos deletérios após a administração parenteral em camundongos BALB/c e C57BL/6. Além de promoveram a ativação das APCs, os esporos interagem com receptores relacionados à imunidade inata, devido à ausência do efeito adjuvante em camundongos nocautes para TLR2. Esses resultados abrem perspectivas interessantes para a utilização de esporos como adjuvantes vacinais. / Bacillus subtilis spores have been shown to behave as vaccine adjuvants, promoting the increase of antibody responses after co-administration with antigens either admixed or adsorbed on the spore surface. Nonetheless, such specialized application requires highly purified spore preparations at high yields. In this work, we successfully performed a systematic quantitative analysis of sporulation conditions and spore purification methods, which improved the reproducibility of the process and the obtainment of samples with high purity and yield. Afterwards, we further evaluated the immune modulatory properties of these spores using a recombinant HIV-1 Gag-p24 protein as a model antigen. The co-administration, but not adsorption to the spore surface, enhanced the immunogenicity of that target antigen, without inducing deleterious effects, after subcutaneous administration to BALB/c and C57BL/6 mice. Besides promoting activation of antigen presenting cells, spores interact with receptors related to innate immunity, due to the absence of the adjuvant effect on TLR2 knockout mice. These results open interesting perspectives for the use of B. subtilis spores as vaccine adjuvants.

Phosphorus (P) is a plant macronutrient and soils located in tropical regions generally show low content of this element. Moreover, these soils are acidic and show high fixing capacity of phosphorus, substantially decreasing fertilizers efficiency. For this reason, annual P inputs to soils are required to obtain feasible crop yields. The main concern regarding P in agriculture is this element is extracted from mines that are being depleted. For this reason, it is necessary to develop recycling P technologies in order economize mineral resources and obtain benefits from low cost sources locally available. Bones are a P-rich material that could be employed for P recycling; however, this sub-product from meat industry needs to be treated prior use to ensure health safety. Pyrolysis is a technology that has gained attention because it does not affect bone mineral structure as does calcination, which is a standard treatment. Performing pyrolysis of bones generates a material called bone char and tests suggests that its efficiency is comparable to common soluble fertilizers obtained from P rocks. Another way to obtain higher crop P and other nutrients absorption as well as yield, is to stimulate symbiosis of plants with arbuscular mycorrhizal fungi (AMF), which are naturally found in soils. However, acidic soils from tropical regions generally difficult plant-AMF interaction due to high amount of exchangeable aluminum present. An alternative to overcome this issue would be to apply pyrolysis to organic wastes, generating a material termed biochar, which is rich in carbon, and sometimes nutrients, assisting AMF-plant symbiosis. Our aim was to produce through pyrolysis a set of bone chars in different temperatures (400, 550 and 800 °C) and atmospheric composition (sealed chamber, N2 flux and steam flux), and perform a detailed characterization of the resultant materials (chapter 1) to verify which possible factors are controlling bone char efficiency as fertilizer in a pot experiment labelled with 32P (chapter 2). To test the symbiotic pathway in P acquisition by plants through biochar use, two biochars from eucalyptus wood chips were produced at 300 and 700 °C and applied to a soil inoculated or non-inoculated with AMF. In this experiment we analyzed plant growth and colonization by AMF as well as nutrient absorption (chapter 3). Additionally, a trial with AMF spore germination evaluation was performed to investigate the possible inhibitory or positive effects of the biochars on AMF fungi. / O fósforo (P) é um macronutriente para as plantas e solos localizados em regiões tropicais geralmente apresentam baixo conteúdo deste elemento. Ainda, estes solos são ácidos e apresentam alta capacidade de fixação de P, diminuindo substancialmente a eficiência de fertilizantes. Por esta razão, adições anuais de P ao solo são requeridas para obtenção de produtividades de plantas economicamente viáveis. A principal preocupação em relação ao uso de P na agricultura é que este elemento é extraído de minas que estão sendo exauridas. Por esta razão, é necessário o desenvolvimento de tecnologias de reciclagem de P a fim de economizar recursos minerais e obter benefícios oriundos de fontes de baixo custo disponíveis localmente. Um material que é rico em P e que poderia ser empregado na reciclagem de fósforo é o osso animal, no entanto, este subproduto da indústria de carnes necessita ser tratado previamente ao uso para garantir segurança sanitária. A pirólise é umas tecnologias que tem recebido atenção porque seu emprego no tratamento de ossos não afeta a estrutura do material como a calcinação, que é um tratamento padrão. Realizar a pirólise de ossos gera um material denominado de carvão de osso (bone char, em inglês), o qual testes sugerem que a sua eficiência é comparável à fertilizantes solúveis convencionais obtidos a partir de rochas fosfáticas. Outra forma de obter maior absorção de P e nutrientes e maior produtividade de cultivos é através do estímulo da simbiose de plantas com micorrízicos arbusculares (FMA), estes naturalmente encontrados em solos. No entanto, solos ácidos de regiões tropicais geralmente dificultam a interação de plantas-FMA devido ao elevado teor de alumínio trocável presente. Uma alternativa para superar esse problema seria a aplicação de pirólise a resíduos orgânicos, gerando assim um material chamado biocarvão, o qual é rico em carbono, e as vezes nutrientes, e poderia auxiliar na simbiose de plantas com AMF. Nosso objetivo foi produzir através da pirólise um conjunto de biocarvões em diferentes temperaturas (400, 550 e 800 °C) e composições atmosférias (câmara selada, fluxo de N2 e fluxo de vapor d\'água) e realizar a caracterização dos materiais resultantes (capítulo 1) para verificar que possíveis fatores controlam a eficiência do carvão de osso em um experimento em vasos com marcação com 32P (capítulo 2). A fim de testar o viés simbiótico na aquisição de P pelas plantas com o uso de biocarvão, dois biocarvões de cavaco de eucalipto produzidos a 300 e 700 °C foram aplicados a um solo inoculado ou não com FMA (capítulo 3). Nesse experimento foram analizados o crescimento de plantas e colonização por FMA, como também a absorção de nutrientes. Adicionalmente, um teste com a germinação de esporos de FMA foi realizado para investiar possíveis effeitos positions ou inibitórios dos biochar em esporos de FMA.

Em busca de melhorar a eficiência do uso de fontes de fósforo (P) e viabilizar o aumento da absorção deste nutriente, objetivou-se com este trabalho determinar as mudanças promovidas por plantas de cobertura, associadas à fontes fosfatadas de solubilidade distintas, na colonização por fungos micorrízicos arbusculares (FMA), como também avaliar as mudanças promovidas na disponibilidade de frações de P no solo e na eficiência de uso do P pelas coberturas. O delineamento adotado foi de blocos ao acaso, em esquema fatorial 5x3, com quatro repetições. Foram utilizadas quatro plantas de cobertura: milheto (Pennisetum glaucum), braquiária (Brachiaria ruziziensis), guandú-anão (Cajanus cajan) e crotalária (Crotalária juncea), além do controle (pousio);Duas fontes de P: fosfato natural reativo Bayóvar e superfosfato simples, além de um tratamento controle (sem fosfato),. Avaliou-se a colonização micorrízica por FMA e densidade de esporos no solo em três épocas, correspondendo à estação chuvosa e seca de 2013 e a estação chuvosa de 2014. Avaliou-se também a produção de massa seca e o acúmulo de P pelas plantas. No final do segundo ano, analisou-se o fracionamento de P do solo. A colonização radicular foi mais influenciada nas épocas chuvosas. A presença das plantas de cobertura proporcionou maior colonização micorrízica e densidade de esporos na época chuvosa. As aplicações de fontes fosfatadas não influenciam a densidade dos esporos, enquanto que as plantas de cobertura, principalmente o guandú e a braquiária, apresentaram aumento no número de esporos. Apesar de não aumentar as frações lábeis do P no solo, a utilização de plantas de cobertura proporcionou maior ciclagem do nutriente. Os fosfatos não influenciaram a massa seca nem o acúmulo de P, sendo que houve efeitos das plantas de cobertura na massa seca e no acúmulo de P na parte aérea, com destaque para o milheto e a braquiária. / In order to improve the use efficiency of phosphorus sources and enable a higher absorption of this nutrient, this research aimed to determine the changes promoted by cover crops and phosphorus sources of different solubility in the colonization by arbuscular mycorrhizal fungi (AMF), as much as the availability of P fractions in the soil and the use efficiency of P by the cover crops. A complete randomized block design was adopted, in a 5x3 factorial scheme, with four replications. For the first factor were used four cover crops: millet (Pennisetum glaucum), brachiaria (Brachiaria ruziziensis), pigeon pea (Cajanus cajan) and sun hemp (Crotalaria juncea), including a control (fallow); for the second factor were used the reactive phosphate Bayovar and the simple superphosphate plus a control treatment (no phosphate). It was assessed the AMF colonization, the spore density in the soil in three different times, the rainy and dry seasons in 2013, and the rainy season in 2014. At the end of 2014, it was also evaluated the amount of the fractioned P in the soil. The root colonization was more influenced in rainy season. The presence of cover crops provided greater mycorrhizal colonization and spore density in the rainy season. The applications of phosphate sources did not influence the spores density. However, the cover crops, mainly pigeon pea and brachiaria, showed an increase in the number of spores. The use of cover crops did not increase the labile fractions of P in the soil, Nevertheless they provided greater cycling of this nutrient. Phosphates did not influence the dry matter or the accumulation of P. Interestingly, the dry matter and P accumulation in shoots was influenced by the kind of cover crops, being higher for millet and brachiaria.

O S. mutans é o agente etiológico da cárie dental humana, uma doença com ampla distribuição mundial. A adesão à superfície dental depende da interação entre a proteína de superfície P1 e a aglutinina salivar (SAG) adsorvida ao dente. A região N-terminal da P1 é um alvo vacinal importante que está diretamente associada às funções de adesão e agregação. Este trabalho teve o objetivo de avaliar estratégias vacinais contra o S. mutans baseadas na proteína P1 usando linhagens recombinantes de B. subtilis. O B. subtilis é uma bactéria gram positiva, formadora de esporos, não patogênica, empregada como sistema de expressão de proteínas heterólogas e como veículo vacinal administrado por vias de mucosas. Empregamos o B. subtilis para expressar e purificar a proteína P139-512 derivada da proteína P1 de S. mutans UA159. O antígeno P139-512 apresentou epítopos lineares e conformacionais semelhantes aos presentes na proteína P1 nativa. O sítio de ligação à SAG está preservado nessa proteína assim como suas propriedades imunogênicas. A coadministração parenteral do antígeno com adjuvantes vacinais promoveu resposta sistêmica específica com anticorpos eficazes no bloqueio da adesão de S. mutans. Por fim, usamos esporos de B. subtilis como veículo de entrega de mucosa para o antígeno alvo de S. mutans. Esporos de B. subtilis foram modificados para expressar na superfície adesinas bacterianas (SlpA, InvA ou Inv600) com capacidade de ligação ao epitélio intestinal e, quando no estágio de célula vegetativa, expressar intracelularmente o antígeno P139-512. A imunização oral com os esporos adesivos induziu altas concentrações de anticorpos sistêmicos e de mucosa. A imunização nasal ou sublingual com os esporos recombinantes induziu níveis de anticorpos sistêmicos maiores do que aqueles obtidos após a imunização oral. Além disso, esses anticorpos foram mais eficientes em bloquear a adesão de S. mutans à SAG imobilizada, sem interferir com a agregação. Em conclusão, os resultados obtidos abrem perspectivas interessantes para o desenvolvimento de vacinas anti-cárie baseadas em linhagens de B. subtilis. / S. mutans is the major etiologic agent of human dental caries, a disease with worldwide distribution. The adhesion to the tooth surface is dependent on the interaction of the P1 surface protein and salivary agglutinin (SAG) adsorbed to the tooth. The N-terminal region of P1 is an important vaccine target that is directly associated with adhesion and aggregation functions. This study aimed to evaluate vaccination strategies against S. mutans based on the P1 protein using recombinant B. subtilis strains. B. subtilis is a gram positive, spore-forming, non-pathogenic bacterium used as expression system for heterologous proteins and as a vaccine vehicle administered by mucosal routes. Inicially, we employed a recombinant B. subtilis strain to express and purify the P139-512 protein derived from the S. mutans UA159 P1 protein. The P139-512 antigen showed important conformational and linear epitopes similar to those present in the native P1 protein. The SAG-binding site is preserved in P139-512 as well as immunological properties. The parenteral co-administration of antigen with vaccine adjuvants stimulated systemic antibodies effective in blocking adhesion of S. mutans to SAG. Lastly, we used B. subtilis spores as a mucosal delivery vehicle for antigen targeting. B. subtilis endospores were modified to display bacterial adhesins (SlpA, InvA or Inv600), capable to bind to the intestinal epithelium, on the spore surface and to express intracellularly the P139-512 antigen during the vegetative cell stage. Oral immunization with adhesives spores induced high systemic and mucosal specific antibodies levels. The nasal or sublingual immunization with B. subtilis recombinant spores induced higher amounts of systemic antibodies than the oral immunization. Furthermore, the specific antibodies were highly effective in blocking the adherence of S. mutans to immobilized SAG, without interfering with aggregation. In conclusion, the results open interesting perspectives for the development of anti-caries vaccines based on B. subtilis strains.