Os fungos filamentosos acionam mecanismos eficientes para sobrevivência nas diferentes condições ambientais e modulam, por exemplo, a produção de proteínas. A abordagem proteômica tem sido utilizada com sucesso para investigar os mecanismos fisiológicos envolvidos nas adaptações metabólicas desses microrganismos, frente às mudanças de parâmetros físicos e químicos do meio extracelular. No presente trabalho foi avaliado o efeito das variações de pH, fontes de carbono e nitrogênio (aminoácidos e fontes complexas) sobre a produção de peptidases e sobre o proteoma intra- e extracelular do fungo Aspergillus niveus em bioprocessos submersos. As atividades proteolíticas foram avaliadas durante 96 h de cultivo e as melhores induções, entre os estudos comparativos, foram observadas em pH 6, xilose, cisteína e farinha de pena. O efeito dessas variações sobre o proteoma de A. niveus foi avaliado em 96 h de cultivo submerso e, para isso, foram realizados estudos proteômicos nos quais os conteúdos proteicos foram avaliados por eletroforese bidimensional (2-DE); e os spots proteicos selecionados foram identificados por espectrometria de massas (MALDI-TOF/TOF-MS/MS). As proteínas apresentadas no estudo demonstram que as variações de pH, fontes de carbono e nitrogênio influenciaram as proteínas intra- e extracelulares de A. niveus. Os perfis de proteínas mostram que os parâmetros avaliados foram capazes de influenciar a síntese ou degradação de polímeros biológicos e a resposta aos efeitos químicos e/ou disponibilidade de nutrientes do meio extracelular modularam proteínas envolvidas em diversas rotas metabólicas. Além disso, a suplementação com fontes de nitrogênio orgânicas promoveram a indução de enzimas com potencial biotecnológico para aplicação industrial, o que reforça a importância dos estudos proteômicos para a determinação do comportamento de fungos filamentosos frente às condições ambientais / The filamentous fungi activate efficient mechanisms to survive in different environment conditions and protein production modulation may be a tool of these survival adaptation. Proteomic approach has been used as methodology to investigate physiological processes related to these microorganism adaptation after chemical and physical changes in extracelullar medium. In this study, the influence of pH variation, carbon and nitrogen sources (amino acid and complex sources) was analyzed on protease production and in intra- and extracellular proteomics of filamentous fungus Aspergillus niveus during submerged bioprocess. The proteolytic activities were evaluated for 96 hours of incubation and as the best indutors among those studied, there were proteases in pH 6, xylose, cystein and feather meal conditions. The variation effects over A. niveus proteome 96 hours submerged bioprocess was analyzed, the protein contents was separated, evaluated and identified by bidimensional electrophoresys followed by mass spectometry (MALDI-TOF/TOFMS/ MS). The identified proteins showed that bioprocess condition variations could influence on intra- and extracelullar proteins of A. niveus. The protein profiles presented a modulation on synthesis and degradation of biological polymers, and on proteins from metabolic pathway in response to chemical effects and/or extracellular nutrient available. Moreover, the supplementaiton with nitrogen sources promoted the production of enzymes with biotechnological potential on industrial application, highlighting the importance of proteomics to determine the filamentous fungus behavior under environment changes.

A crescente demanda por energia e a necessidade de promover o desenvolvimento sustentável colocam em foco os combustíveis renováveis. Dentro de biocombustíveis, os 2G ou segunda geração, têm como objetivo a utilização da energia contida na biomassa vegetal. Muitos microorganismos são capazes de excretar enzimas que quebram a lignocelulose, o principal componente das paredes celulares da planta, em açúcares fermentáveis. Os objetivos deste trabalho foram selecionar fungos filamentosos que produzem enzimas que degradam a biomassa e otimizar suas condições de cultivo. Quatro isolados e duas linhagems padrão foram testadas para a produção de celulases e identificadas pelo sequencimaneto da região ITS (Internal Transcribed Spacer). Após a caracterização inicial, três linhagens foram selecionadas e testadas em diferentes fontes de nitrogênio e carbono, e agentes tamponantes, visando o cultivo ótimo para cada delas. As condições ideais foram escolhidas com base em critérios de atividade enzimática, proteínas totais liberadas e pH. Após o estabelecimento das condições ótimas, os sobrenadantes das culturas foram liofilizados e o teor de proteínas determinado. O mesmo extrato foi testado quanto à FPA (Filter Paper Activity), atividades de β-glicosidase e xilanases, e quanto sua capacidade hidrolitica na biomassa pré-tratada. As linhagens selecionadas foram identificadas como Phanerochaete chrysosporium (F88), Aspergillus brasiliensis (F811) e a linhagem padrão Trichoderma reesei QM9414. A melhor combinação de fontes de nitrogênio foi a razão 4:3:3; 5:3:2 e 6:3:1 (sulfato de amónio, ureia e extrato de levedura) para F88, F811 e T. reesei, respectivamente. O ácido cítrico foi selecionado como agente tamponante para F88 e T. reesei, e PIPES para F811. Bagaço pré-tratado por explosão a vapor (BPT), como fonte de carbono, foi o melhor para induzir a produção de celulases e xilanases por F88 e F811, enquanto, Solka-Floc® foi a melhor para T. reesei. As atividades de β-glicosidase e xilanase foram maiores em F811 do que para T. reesei. No entanto, para FPA, T. reesei apresentou o melhor rendimento. Nos ensaios de hidrólise, as conversões de glicana e xilana foram semelhantes para ambas as linhagens, mesmo havendo acúmulo de celobiose no ensaio de T. reesei. Comparando os dados obtidos para ambas linhagens, uma selvagem e outra que é considerada referência industrial, F811 se mostrou promissor para a produção de enzimas hidrolíticas e como consequência, a habilidade em transformar a biomassa em açúcares fermentáveis. / The increasing demand for energy and the necessity to promote sustainable development has focused on renewable fuels. Within the available biofuels, 2G or second generation, has the aim of releasing the energy contained in plant biomass. Many microorganisms are able to secret enzymes capable of breaking down lignocellulose, the main component of plant cell walls, into fermentable sugars. The objectives of this project was to select filamentous fungi that produce enzymes that degrade biomass and optimize the growth conditions for them. Four isolates and two standards strains were tested for the production of cellulases and identified by ITS (Internal Transcribed Spacer) sequencing. After initial characterization, three strains were selected and tested in different sources of nitrogen and carbon, and buffering agents for optimal growth. The ideal conditions were chosen based on the criteria of enzymatic activity, total proteins released and pH. After the ideal condition for each strain were established, cell free extracts from each culture were lyophilized and the total protein content determined. This extract was tested for FPA (Filter Paper Activity), β- glucosidase and xylanase activity and the hydrolysis assays were carried out using pretreated biomass. The selected strains were identified as Phanerochaete chrysosporium (F88), Aspergillus brasiliensis (F811) and the standard strain Trichoderma reesei QM9414. The best combination of nitrogen sources was the ratio 4:3:3; 5:3:2 and 6:3:1 (ammonium sulfate, urea and yeast extract) for F88, F811 and T. reesei, respectively. Citric acid was selected as buffering agent for F88 and T. reesei, and PIPES for F811. Steam exploded bagasse, as a carbon source, was the best to induce the cellulase and xylanase production for F88 e F811, while, Solka-floc® was better for T. reesei. The activities of β-glucosidase and xylanase were higher for F811 than for T. reesei. However, for FPA, T. reesei showed the best yield. In the hydrolysis assays, conversions of glucan and xylan were similar for both strains, even though there was an accumulation of celobiose in the T. reesei\'s assay. Comparing the data obteined for both strains, a wild type and an industrial reference, F811 showed as a promising strain to produce hydrolytic enzymes and as consequence, break down biomass into fermentable sugars.

Este trabalho apresenta o desempenho de um sistema de reatores seqüenciais em batelada aeróbio/anaeróbio, na remoção de matéria carbonácea (DQO) e nitrogenada, no tratamento de esgoto sanitário sintético, simulando esgoto doméstico. O sistema era composto por dois reatores dispostos em série, um aeróbio (RSBAe), responsável pela remoção de matéria carbonácea e nitrificação e outro, anaeróbio (RSBAn), responsável pela desnitrificação. Os reatores foram construídos em acrílico transparente, com volume total de 16,5 L e volume útil de 13,5 L. A operação dos reatores foi realizada com ciclos de 12h e 24h, na fase de adaptação, e de 24h, nas fases subseqüentes. O RSBAn foi agitado intermitentemente recirculando-se o biogás produzido e o RSBAe foi aerado/misturado continuamente. Foram testadas, como fontes de carbono para a desnitrificação, seis diferentes substratos, sendo que eram compostos por combinações dos constituintes do substrato sintético (variações percentuais de proteínas, carboidratos e lipídeos em termos de DQO), e as outras duas, metanol e etanol. A eficiência atingida, na remoção de DQO, foi em média de 95%, e as eficiências alcançadas na nitrificação e desnitrificação foram em média de 99%, para qualquer uma das fontes de carbono utilizadas. / This work presents the performance of (aerobic/anaerobic) sequencing batch reactors in the removal of carbonaceous (COD) and nitrogen matter treating synthetic substrate, simulating domestic wastewater. The system was composed of two reactors in series, one aerobic (RSBAe), responsible for the carbonaceous and nitrogen removal and another, anaerobic (RSBAn), responsible for denitrification. The reactors were built in transparent Plexiglas with total volume of 16,5 L and useful volume of 13,5 L. The reactors operation was carried out with cycles of 12h and 24h, in the adaptation phase, and 24h, in the other phases. The RSBAn were agitated intermittently by recycling the produced biogas and the RSBAe were aerated/agitated continuously. Six different subtracts were tested as carbon sources for denitrification four of them were composed by synthetic substrate combinations (percent variations of protein, carboidrates and lipids as COD) and the other two, methanol and ethanol. The COD removaI efficiency, in the COD removal, was about 95%, and the achieved efficiency in the nitrification and denitrification were about 99%, for any of the carbon source assayed.

Submitted by Erika Demachki (erikademachki@gmail.com) on 2014-09-05T18:06:20Z No. of bitstreams: 2 Sampaio, Fernanda Bueno - 2013.pdf: 855102 bytes, checksum: 072ad37c90c900b69a5b7d188b872f7c (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-09-05T18:06:20Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Sampaio, Fernanda Bueno - 2013.pdf: 855102 bytes, checksum: 072ad37c90c900b69a5b7d188b872f7c (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Previous issue date: 2013-02-28 / Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / The bean is a legume widespread throughout the country and an important source of protein in human food. Inoculation of legumes with rhizobia able to perform biological nitrogen fixation (BNF), has been widely discussed, based on studies indicating its feasibility for use in agriculture, since the BNF decreases partly environmental liabilities generated by high consumption of nitrogen fertilizer. The use of wild bean genotypes seeks greater diversity of rhizobia for isolation and study of the ability of BNF, which may result in greater specificity for symbiotic bean crop. The objective was to obtain and characterize the morphology and on the use of carbon sources captured populations of rhizobia in wild bean genotypes, soil from the states of Goiás, Minas Gerais and Paraná. Soil samples were collected from six areas in the depth of 0-20 cm for conducting chemical and physical analyzes and an test was conducted in a greenhouse in pots of 3 liters sterilized with 11 wild bean genotypes to obtain the isolates. Were obtained 523 isolates of rhizobia and selected 231 isolates, 76 of Goiás, Minas Gerais 99, and 56 of Paraná. A total of seven species of bacteria as reference strains, three of the genus Rhizobium tropici (SEMIA 4077, SEMIA 4080 and SEMIA 4088), three of the genus Rhizobium leguminosarum bv. phaseoli (BR266, BR351 and BR281) and one of the genus Rhizobium multihospitium (R82), for comparison with the data obtained. The isolates were characterized morphologically and on the use of carbon sources. From the information similarity matrices were generated using Jaccard coefficient being generated for the states of Goiás, Minas Gerais and Paraná, similarity dendrograms by UPGMA clustering method, using the software NTSYS-pc, version 1.8. The 523 isolates were obtained from nodules of wild bean genotypes with the predominance of isolates that acidify the culture medium and fast growth, and the solos from Araucária and Prudentópolis produce greater amount of mucus that of Jussara, Nova Veneza, Uberlândia and Unaí. The rhizobia isolates obtained from soils of Goiás and Minas Gerais exhibit greater phenotypic diversity than those from soils of Paraná. Usage analysis of carbon sources revealed that rhizobia isolates obtained from soils of Goiás have higher metabolic diversity. Overall, the largest number of isolates grouped with the reference strains, especially with the inoculant strains used as the common bean (SEMIA 4080, SEMIA SEMIA 4088 and SEMIA 4077), indicating that these isolates have metabolic characteristics similar to these strains. / O feijoeiro é uma leguminosa bastante difundida em todo o território nacional e importante fonte de proteína na alimentação humana. A inoculação de plantas leguminosas com rizóbios, capazes de realizar a fixação biológica de nitrogênio (FBN), tem sido amplamente discutida, com base em estudos que indicam a sua viabilidade de utilização na agricultura, visto que a FBN diminui em parte o passivo ambiental gerado pelo elevado consumo de fertilizante nitrogenado. A utilização de genótipos silvestres de feijoeiro visa obter uma maior diversidade de rizóbios para isolamento e estudo da capacidade de FBN, o que poderá resultar em maior especificidade simbiótica para a cultura do feijoeiro. Objetivou-se obter e caracterizar morfologicamente e quanto ao uso de fontes de carbono isolados de rizóbios capturados em genótipos silvestres de feijoeiro, de solos oriundos dos Estados de Goiás, Minas Gerais e Paraná. As amostras de solo das seis áreas foram coletadas na profundidade de 0-20 cm para realização de análises químicas e físicas e foi realizado um ensaio em casa-de-vegetação, em vasos de 3 litros esterilizados, com 11 genótipos silvestres de feijoeiro para obtenção dos isolados. Foram obtidos 523 isolados de rizóbios, e selecionados 231 isolados, sendo 76 de Goiás, 99 de Minas Gerais e 56 do Paraná. Foram utilizadas sete espécies de bactérias como estirpes de referência, sendo três do gênero Rhizobium tropici (SEMIA 4077, SEMIA 4080 e SEMIA 4088), três do gênero Rhizobium leguminosarum bv. phaseoli (BR266, BR351 e BR281) e uma do gênero Rhizobium multihospitium (R82), para fins de comparação com os dados obtidos. Os isolados foram caracterizados morfologicamente e quanto ao uso de fontes de carbono. A partir das informações foram geradas matrizes de similaridade usando coeficiente de Jaccard, sendo gerados para os estados de Goiás, Minas Gerais e Paraná, dendrogramas de similaridade pelo método de agrupamento UPGMA, usando o software NTSYS-pc, versão 1.8. Obteve-se 523 isolados de nódulos de genótipos silvestres de feijoeiro com predominância de isolados que acidificam o meio de cultivo e de crescimento rápido, sendo que os provenientes de solos de Araucária e Prudentópolis produzem maior quantidade de muco que os de Jussara, Nova Veneza, Uberlândia e Unaí. Os isolados de rizóbios obtidos de solos do estado de Goiás e Minas Gerais apresentam maior diversidade fenotípica do que aqueles oriundos de solos do Paraná. A análise de uso de fontes de carbono revela que os isolados de rizóbios obtidos de solos do estado de Goiás apresentam maior diversidade metabólica. De forma geral, o maior número de isolados agrupa com as estirpes referência, especialmente com as estirpes usadas como inoculante do feijoeiro comum (SEMIA 4080, SEMIA 4088 e SEMIA 4077), indicando que estes isolados apresentam características metabólicas semelhantes a estas estirpes.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Objetivou-se com esse trabalho selecionar bactérias residentes de filoplano de maracujazeiro como possível agente de biocontrole da mancha-bacteriana que tem como agente causal a bactéria Xanthomonas axonopodis pv. passiflorae (Xap) e estudar os mecanismos de ação envolvidos no controle biológico. A primeira etapa de seleção baseou-se em testes in vivo com 224 isolados obtidos a partir de folhas sadias de maracujazeiro amarelo coletadas em pomares comerciais, sendo 102 oriundos do estado de Roraima, 72 do Pará e 50 de São Paulo. Estes foram testados em casa-de-vegetação no controle das bactérias fitopatogénicas originadas dos estados de Roraima (Xap-RR), São Paulo (Xap-SP) e Pará (Xap-PA). Após esta etapa, foram selecionados os residentes de filoplano RR-46; RR-29; RR-133; RR-98 e RR-14, oriundo de Roraima e SP-11; SP-18; SP-22; SP-48 e SP-28, provenientes de São Paulo devido apresentarem baixos níveis de severidade da doença 2,3; 2,8; 2,9; 3,5; 3,6; 3,2; 3,25; 3,55; 4,25 e 6,25%, respectivamente. Não houve nenhum antagonista detectado como promissor proveniente do estado do Pará. Foram selecionados os isolados RR-14; RR-29; RR-46; RR-98; RR-133; SP-11; SP-18; SP-22; SP-28 e SP-48, para a segunda etapa de seleção. Esta realizada, in vitro onde os isolados foram submetidos aos ensaios para verificação da utilização de fontes únicas de carbono para verificação de sobreposição de nicho, antibiose por difusão em meio de cultura, produção de sideróforos e influencia na atividade da enzima peroxidase na planta. Os resultados demonstraram que os isolados RR-98 e RR-113 foram capazes de competir por nicho somente contra Xap-RR, através da sobreposição de nicho. Na antibiose, por difusão em meio de cultura o isolado RR-29, foi capaz de inibir três isolados de Xap, provenientes de RR, SP, PA e o isolado SP-28 inibiu apenas as duas últimas. A produção de sideróforos foi observada somente pelos isolados RR-29 e SP-28. Nenhum antagonista foi capaz de influenciar no aumento da atividade de peroxidases nas plantas de maracujazeiro o que indica que não são capazes de induzirem resistência. A sobreposição de nicho, competição por ferro e/ou antibiose são fatores que explicam a capacidade de controle da mancha-bacteriana, mediadas pelos isolados RR-98 e RR-133, RR-29 e SP-28. / The mass selection in vivo is a step of great importance that there be no targeting of biological control mechanisms involved, but only about the efficacy of the biocontrol agent. The objective of this work was to select residents phylloplane bacteria passion fruit as possible biocontrol agent of bacterial spot which is the causal agent Xanthomonas axonopodis pv. passiflorae. 224 isolates were obtained from healthy leaves of yellow passion fruit collected from commercial orchards, and 102 from the state of Roraima, 72 from Pará and 50 from São Paulo. The isolation was done using a half of definitive leave soaked in sterile saline (0.85% NaCl) with 0,3% Tween 80 and maintained in a shaker for 20 minutes, followed by serial dilutions and seeding in Petri dishes containing culture medium 523. Four steps to select for isolates of Roraima, three for isolates from São Paulo and three isolates from Pará were conducted in greenhouse so there would be a confirmation of the antagonistic efficacy of these isolates. Disease severity ranged between 1,1% and 15,3% for isolates from Roraima, 1,15% to 27,5% for isolates from São Paulo and 1,5% to 36,4% for isolates Pará were selected residents phylloplane RR-43, RR-29, RR-133, RR-98 and RR-14, derived from Roraima and SP-11, SP-18, SP-22, SP-48 and SP-28, coming from São Paulo because they presented low levels of disease severity 2,3; 2,8; 2,9; 3,5; 3,6; 3,2; 3,25; 3,55; 4,25 and 6.25%, respectively. There was no antagonist detected from Pará. Were selected isolates RR-43, RR-29, RR-133, RR-98, RR-14 SP-11, SP-18, SP-22, SP-48 and SP-28, for in vitro assays.

Este trabalho apresenta o desempenho de um sistema de reatores seqüenciais em batelada aeróbio/anaeróbio, na remoção de matéria carbonácea (DQO) e nitrogenada, no tratamento de esgoto sanitário sintético, simulando esgoto doméstico. O sistema era composto por dois reatores dispostos em série, um aeróbio (RSBAe), responsável pela remoção de matéria carbonácea e nitrificação e outro, anaeróbio (RSBAn), responsável pela desnitrificação. Os reatores foram construídos em acrílico transparente, com volume total de 16,5 L e volume útil de 13,5 L. A operação dos reatores foi realizada com ciclos de 12h e 24h, na fase de adaptação, e de 24h, nas fases subseqüentes. O RSBAn foi agitado intermitentemente recirculando-se o biogás produzido e o RSBAe foi aerado/misturado continuamente. Foram testadas, como fontes de carbono para a desnitrificação, seis diferentes substratos, sendo que eram compostos por combinações dos constituintes do substrato sintético (variações percentuais de proteínas, carboidratos e lipídeos em termos de DQO), e as outras duas, metanol e etanol. A eficiência atingida, na remoção de DQO, foi em média de 95%, e as eficiências alcançadas na nitrificação e desnitrificação foram em média de 99%, para qualquer uma das fontes de carbono utilizadas. / This work presents the performance of (aerobic/anaerobic) sequencing batch reactors in the removal of carbonaceous (COD) and nitrogen matter treating synthetic substrate, simulating domestic wastewater. The system was composed of two reactors in series, one aerobic (RSBAe), responsible for the carbonaceous and nitrogen removal and another, anaerobic (RSBAn), responsible for denitrification. The reactors were built in transparent Plexiglas with total volume of 16,5 L and useful volume of 13,5 L. The reactors operation was carried out with cycles of 12h and 24h, in the adaptation phase, and 24h, in the other phases. The RSBAn were agitated intermittently by recycling the produced biogas and the RSBAe were aerated/agitated continuously. Six different subtracts were tested as carbon sources for denitrification four of them were composed by synthetic substrate combinations (percent variations of protein, carboidrates and lipids as COD) and the other two, methanol and ethanol. The COD removaI efficiency, in the COD removal, was about 95%, and the achieved efficiency in the nitrification and denitrification were about 99%, for any of the carbon source assayed.