Orientador: Sâmia Maria Tauk Tornisielo / Banca: Jonas Contiero / Banca: Luis Henrique Souza Guimarães / Resumo: Neste estudo, foram isoladas 67 linhagens de fungos filamentosos de solo de área de caatinga, sendo as coletas efetuadas em períodos seco e chuvoso, com o objetivo de se conhecer a biodiversidade deste bioma não explorado e avaliar o potencial destes fungos na produção de xilanase. Algumas linhagens não foram identificadas por inexistência de metodologias específicas e outras foram identificadas através de métodos microscópicos e bioquímicos. Foi efetuada uma triagem dos fungos potencialmente produtores desta enzima em meio de Vogel contendo xilano 1% como única fonte de carbono e avaliou-se através do Método Turbidimétrico Automatizado (Bioscreen-C), a melhor fonte de carbono para crescimento dos fungos selecionados. Os resultados obtidos nos cultivos em MFS, foram inexpressivos quando comparados aos obtidos em MFT. Os melhores produtores de xilanase em MFT foram cultivados em meio líquido de Vogel e MFT com adição individual de outras fontes de carbono a 1% (carbometilcelulose- CMC, xilano e a melhor fonte de carbono para crescimento, determinada pelo Bioscreen-C) em temperaturas apropriadas, pH 5, por 5 dias, inóculo de 1 x 107 esporos/mL. O CMC causou repressão catabólica na síntese de xilanase por estes fungos tendo a adição do xilano apresentado o mesmo efeito, com exceção de Trichoderma viride, que teve sua atividade aumentada para 143,0 U/mL e Aspergillus niger 11 que teve sua atividade aumentada de 33,4 U/mL para 57,1 U/mL / Abstract: In this study, 67 strains of filamentous fungi were isolated from caatinga area, the collections were performed during the dry and rainy period, aiming to know the biodiversity of this not explored bioma and to evaluate the potential of these fungi to produce xylanase. Some of the strains were not identified due to the lack of specific methodologies and others were identified through microscopic and biochemical methods. A selection of the fungi which were considered potentially producers of xylanase was carried out in Voguel medium containing 1% of xylan as an only carbon source, and through a Automatized Turbidimetric Method (Bioscreen - C) the best carbon source for the fungi growth was evaluated. The results obtained in SBM were not expressive when compared to the ones obtained in WBM. The best xylanase producers in WBM were cultivated in Voguel liquid medium and WBM adding individually other carbon sources at 1% (carboxymethylcellulose -CMC; xylan; and the best growth carbon source determined by Bioscreen-C) at appropriated temperatures, pH 5,0 ; for 5 days, and a spore concentration of 1 x107 spores/mL. The CMC addition caused catabolic repression in xylanase production by these fungi, xylan addition showed the same effect, but Trichoderma viride 13 and Aspergillus niger 11 which have their activities increased from 39,21 U/mL to 143,0 U/mL and from 33,4 U/mL to 57,1 U/mL, respectively / Mestre

Orientador: Luis Henrique Souza Guimarães / Banca: Rosimeire Cristina Linhari Rodrigues Pietro / Banca: Douglas Chodi Masui / Resumo: Os microrganismos, de modo especial os fungos filamentosos, possuem papel fundamental na decomposição de matéria orgânica, sendo interessantes como modelos para realização de diferentes estudos biológicos. Além disso, são de fácil manejo e as condições de cultivo podem ser facilmente adaptadas em laboratório. Outra vantagem é, geralmente, o baixo custo e o fácil acesso aos nutrientes necessários para o crescimento dos mesmos. Entre os microrganismos, os fungos filamentosos têm se destacado na obtenção de enzimas de interesse biotecnológico, como é o caso das invertases, as quais podem ser empregadas nas indústrias de alimentos e bebidas. As invertases (EC 3.2.1.26) são hidrolases que podem ser encontradas em uma grande variedade de organismos, realizando a hidrólise da ligação - D-frutofuranosídica, agindo sobre a sacarose, gerando como produtos D-glicose e D-frutose, em quantidades equimolares. Essa mistura é conhecida como açúcar invertido e é geralmente utilizada pelas indústrias de alimentos. Desta maneira, o objetivo deste trabalho foi estudar a produção de invertase extracelular pelo fungo filamentoso Aspergillus terreus, em fermentação submersa e em fermentação em substrato sólido, bem como purificar e caracterizar a enzima bioquimicamente. Entre os diversos meios de cultura testados em FSbm, a maior produção invertásica foi obtida em meio M5 mantido em agitação orbital (100 rpm) a uma temperatura de 30ºC, por um período de 48 horas de incubação. Já na FSS, o melhor período de incubação foi de 72 horas, também a 30ºC. Entre todas as fontes de carbono testadas, a maior produção invertásica foi obtida utilizandose farinha de centeio para a FSbm e soja moída para FSS. A enzima iv extracelular obtida em FSbm foi purificada 139 vezes com uma recuperação de 11%. A invertase extracelular... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The microorganisms, especially filamentous fungi, have a fundamental role in the decomposition of organic matter, and they are interesting as models for carrying out different biological studies. Moreover, they are easy to handle, and their growing conditions can be easily adapted in the laboratory. Another advantage is, generally, the low cost and easy access to the nutrients needed for their growth. Among the microorganisms, filamentous fungi have been essential in obtaining enzymes of biotechnological interest, such as invertase, which may be employed in the food and beverage industries. The invertases (EC 3.2.1.26) are hydrolases that can be found in a great variety of organisms, performing the hydrolysis of the -D fructofuranosidic bond acting on sucrose, generating products such as D-glucose and D-fructose, in equimolar amounts. This mixture is known as inverted sugar and it is commonly used by food industries. This way, the aim of this work was to study the production of extracellular invertase by the filamentous fungus Aspergillus terreus in submerged fermentation and solid state fermentation, as well as its purification and biochemical characterization. Among the various media tested in FSbm, the highest yield of invertase was obtained by using M5 medium under orbital agitation (100 rpm) at 30°C for 48 hours of incubation. In the FSS, the best incubation period was 72 hours, also at 30°C. Among all carbon sources tested, the highest invertase production was obtained using rye flour for FSbm and soybean meal for FSS. The extracellular enzyme obtained from FSbm was purified 139 fold with 11% recovery. The extracellular invertase of A. terreus is a heterodimer of native vi molecular mass of 74.67 kDa consisting of two subunits, one of 46.77 kDa and another of 26.92 kDa determined... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Resumo: As formigas da tribo Attini são conhecidas pela complexa simbiose que mantêm com fungos, os quais cultivam como alimento. É sabido que além desse fungo, outros microrganismos podem ser encontrados nos ninhos desses insetos e estudos prévios apontaram que alguns microfungos (i.e. leveduras e fungos filamentosos) podem ser importantes nessa simbiose. O objetivo do presente trabalho foi avaliar o papel desses microfungos associados aos jardins dessas formigas. Analisando várias espécies do gênero Acromyrmex do sul do Brasil, demonstrou-se que as formigas importam uma comunidade diversa de microfungos para seus ninhos, provavelmente provenientes do solo e do substrato vegetal que as formigas utilizam para cultivar seu fungo. Num segundo estudo, avaliando formigas Attini da América do Norte (Atta texana, Trachymyrmex septentrionalis e Cyphomyrmex wheeleri) observou-se que a estrutura das comunidades de microfungos nos jardins desses insetos não se correlaciona com a variação sazonal, sugerindo que não existam relações espécie-específicas entre as formigas e os microfungos. Apesar de tais microrganismos não serem especialistas dos jardins desses insetos, é sugerido que os microfungos atuem como antagonistas do fungo simbionte. Ainda, descobriu-se que o parasita especializado Escovopsis spp. parece ser menos freqüente nas populações de formigas da América do Sul em relação as Attini da América Central, porém estudos adicionais são necessários para estabelecer a epidemiologia desse parasita nos ninhos das Attini. Num terceiro estudo, demonstrou-se que leveduras presentes nos jardins de fungos da formiga cortadeira A. texana inibem o crescimento de Escovopsis spp., sugerindo que esses insetos utilizam outros microrganismos, além das bactérias presentes em suas cutículas (Pseudonocardia spp.), para inibir esse parasita. Esse achado traz importantes implicações para essa... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Ants in the tribe Attini are well-known social insects that maintain a symbiotic relationship with fungi which they cultivate as food. Besides of the cultivated fungi, fungus gardens contain several other microorganisms considered to be potential players in this symbiosis. The aim of the present study was to evaluate the possible roles of microfungi (i.e. yeasts and filamentous fungi) in attine gardens. Our microbial profiling of gardens from several species in the genus Acromyrmex from South Brazil revealed that ants can harbor a diverse community of microfungi that probably originated from the surrounding soil or from the substrate used to manure the cultivated fungus. In this sense, additional studies of North American attine species (Atta texana, Trachymyrmex septentrionalis and Cyphomyrmex wheeleri) demonstrated that the structure of microfungal communities in gardens of these ants did not correlate with seasonal changes over a one year period, again suggesting there are no species-specific relationships among ants and microfungi species. Although, the microfungi are not specialized parasites of the attine ant-fungus symbiosis we suggest they can be considered antagonists to the cultivated fungus. Moreover, we demonstrated that the specialized parasite Escovopsis spp. is probably less frequent in South America than in Central America and we reinforce that additional studies are necessary to unravel the epidemiology of this parasite in attine gardens. In another study, we showed that yeasts isolated from gardens of the leafcutter ant A. texana can significantly inhibit the growth of Escovopsis sp. This interesting finding suggests that attine ants may use additional microbes to protect their gardens against Escovopsis spp. and not only actinomycete bacteria (Pseudonocardia spp.) found in their cuticles. Finally, we studied microfungi relationships with female alates (gynes) in two... (Complete abstract click electronic access below) / Orientador: Fernando Carlos Pagnocca / Coorientador: Mauricio Bacci Junior / Banca: Carlos Augusto Rosa / Banca: Lara Durães Sette / Banca: Luiz Carlos Forti / Banca: Maria José Aparecida Hebling / Doutor

Orientador: Sandra Regina Pombeiro Sponchiado / Banca: Rubens Monti / Banca: Hamilton Cabral / Resumo: O bagaço de cana de açúcar (BCA) é o principal subproduto das indústrias de açúcar e álcool no Brasil e em função da sua abundância e baixo custo poderia ser usado para aumentar a produção de etanol, fornecendo vantagens econômicas e ambientais. A hidrólise enzimática é um caminho promissor para obter açúcares de BCA, mas a baixa acessibilidade enzimática da celulose nativa é a chave do problema neste processo. Por este motivo, o pré tratamento da biomassa é exigido para remover a lignina e a hemicelulose. O objetivo principal deste trabalho foi avaliar o potencial biotecnológico de fungos filamentosos capazes de produzir grandes quantidades de enzimas celulolíticas utilizando o BCA como substrato com pré tratamento térmico e termo ácido. As espécies fúngicas selecionadas para este estudo foram: Aspergillus nidulans (mutante melanizado), Trichophyton terrestre e Aspergillus niger. Para o cultivo em estado sólido, o bagaço pré tratado foi inoculado com micélios ou esporos dos fungos e incubados a temperatura ambiente durante 15, 30 e 60 dias. A eficácia da hidrólise microbiana foi avaliada em relação ao açúcar total (AT), ao açúcar redutor (AR), as concentrações de fenol (Fe) e a atividade das enzimas celulolíticas (celulase, avicelase e CMCase). Os resultados mostraram que a quantidade de AT, AR e Fe foi mais elevada quando os fungos foram crescidos sobre o BCA com pré tratamento termo ácido comparado ao BCA com pré tratamento térmico. Dentre os fungos estudados, o filtrado da cultura do A. niger crescido sobre o BCA com pré tratamento termo ácido por 60 dias pode ser usado como o meio fermentativo para a produção de etanol devido a uma elevada concentração açúcar redutor (1,16% m/v ou 11,6 g.L 1 ) e de baixas concentrações de fenol (0,003% m/v ou 0,03 g.L 1 ). O nível o mais elevado de celulase... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The sugar bagasse cane (SCB) is the major by product of the sugar and alcohol industries in Brazil and in function of its abundance and low cost could be used to increase ethanol production, providing economic and environmental advantages. Enzymatic hydrolysis is a promising way for obtaining sugars from SCB, but the low enzymatic accessibility of the native cellulose is a key problem in this processes. For this reason, the pretreatment of biomass is required to remove lignin and hemicellulose. The main objective of this work was to evaluate the biotechnological potential of filamentous fungi to produce large amounts of cellulolitic enzymes using thermal and/or acid pretreated SCB as substrate. The selected fungal species for this study were: Aspergillus nidulans (melanized mutant), A. niger and Trychophyton terrestre. For cultivation in solid state, the pretreated bagasse was inoculated with mycelia or spores of the fungi and incubate at room temperature during 15, 30 and 60 days. The effectiveness of the microbial hydrolysis was evaluated in terms of total sugar (TS), reducing sugar (RS) and phenol (Phe) concentrations and also activity of cellulolitic enzymes (cellulase, avicelase and CMCase). The results showed that the amount of TS, RS and Phe was higher when the fungi grown on acid and thermal pretreated SCB compared to thermal pretreated SCB. Among fungi studied, the filtrate of A. niger culture grown on acid and thermal pretreated SCB for 60 days could be used as fermentative medium for production of ethanol due to presence of high concentration of reducing sugar (1,16% m/v or 11,6 g.L 1 ) and low amounts of phenol (0,003% m/v or 0,03 g.L 1 ). The highest level of cellulase, corresponding to 0,74 IU.mL 1 , was obtained in the A. nidulans culture after 15 days of growth. For CMCase and avicelase, the maximum activity was exhibited respectively... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Orientador: Sâmia Maria Tauk-Tornisielo / Banca: Eleonora Cano Carmona / Banca: Sandra Regina Ceccato Antonini / Resumo: Os ácidos graxos insaturados, presentes naturalmente em óleos vegetais e peixes de áua fria, possuem potentes atividades biológicas como precursores antiinflamatórios e hormonais. A busca por novas fontes de organismos ricos em ácidos graxos insaturados da família ômega 6 tem-se intensificado. Os fungos filamentosos do solo da ordem Mucorales são conhecidos por possuírem naturalmente altas concentrações destes ácidos graxos. Neste estudo foram inicialmente utilizadas duas linhagens de Mucor circinelloides isoladas de solo de área de caatinga (M1) e cerrado (M2), com as quais foram realizados teste preliminares para selecionar a melhor linhagem produtora de ácido gama-linolênico (AGL). A partir dos resultados obtidos nos cultivos em sistema automatizado foram selecionadas as melhores fontes de carbono, glicose e maltose, para produção de biomassa e também o melhor pH 5,8 para o cultivo submerso. Nos cultivos submerso objetivando-se melhor produção de AGL, selecionouse a linhagem M1 sob as condições de cultivo com pH 5,8, temperatura 25° C, rotação de 150 rpm e inóculo com de 1.107 esporos.mL-1. Os cultivos em substrato sólido foram realizados com farinha de soja, farelo de trigo, polpa cítrica, bagaço de cana-de-açúcar e casca de mandioca, acrescidos com extrato de levedura 1% e mantidos a 25° C, por 168 horas. Foram observados decréscimos no teor de lipídios totais (LT) em todos os cultivos realizados. A farinha de soja foi o melhor substrato para produção de AGL. Este substrato suplementado com diferentes suplementos carbônicos demonstrou que a mistura de óleo de canola: óleo de gergelim 2% (1:1 p/p) foi o maior indutor de AGL (6,2 g.Kg-1 Bioproduto; 26,0 g.g-1 LT). A adição de casca de arroz ao substrato melhorou a aera o do substrato e o aproveitamento deste pelo fungo, acentuando a forma o de AGL (8,4 g.Kg-1 Bioproduto; 36,3 g.g-1 LT). Os testes de temperatura / Abstract: Unsaturated fatty acid naturally occur in vegetable oils and cold-water fishes. They have powerful biological activities being anti-inflammatory and hormone precursor. The search for new organisms which are rich in omega 6 unsaturated fatty acid family has been intensified. Soil filamentous fungi from Mucorales order are known by having high fatty acids concentrations. Firstly, two Mucor circinelloides strains isolated from caatinga soil area, M1, and from cerrado, M2, have been used. The preliminary tests have been carried out to select the best strain for production of gamma-linolenic acid (GLA). From the automatized incubator system results, either the best carbon sources, glucose and maltose or the best pH, 5.8, have been selected for biomass production in submerged culture. In that cultures focused on better GLA production, M1 strain has been selected under pH 5.8, temperature of 25 C, 150 rpm rotation and with a 1.107 mL-1 spore inocula. The cultures in solid substrate have been carried out with soy flour, wheat bran, citric pulp, sugar cane bagasse and cassava rind, added with 1% yeast extract, at 25 C, for 168 hour. The increase of total lipids (TL) values of all cultures has been observed. The soy flour was the best substrate for GLA production. The substrate added with different carbonic supplements, demonstrated that canola:sesame 2% (1:1 w/w) oil mixture was the best inducer of GLA production (6.2 g.Kg-1 Bioproduct; 26.0 mg.g-1 TL). The rice rind addition in the substrate improved the aeration and the exploitation of it, for the fungi strain, increasing the GLA synthesis (8.4 g.Kg-1 Bioproduct; 36.3 mg.g-1 TL). Temperature tests have shown that 20 C during 144 hours followed by 12 C during 24 hours has leaded to a greater GLA production (12.9 g.Kg-1 Bioproduct; 43.4 mg.g-1 TL) When the spore concentration as increased to 1.108 spores.mL-1 there was an increase in the GLA production (14.2 g.Kg-1; 58.1 mg.g- 1 TL). The culture ... / Mestre