Given the concern for environmental preservation, by cause of human activities and its profound impacts, research works have led to a shift from conventional said agriculture using agrochemicals and fertilizers to agriculture that pursues ways less harmful to the environment management. The objective was to prospect and also isolate the bacteria with proper characteristics for growth benefits from the rhizosphere sugarcane soil and its subsequent use in production of microbial inoculants. As to reach this purpose, 24 soil samples from sugarcane mills in the state of Alagoas were collected and isolated for qualification and quantification of soluble phosphorus, production of exopolysaccharides (EPS), verification of biofilm formation, production of indole acetic acid (IAA), cytokinins and gibberellins production, rooting induction and sugarcane budding. The used methodology for phosphate solubilization was performed according to the recommendations of the authors referenced in the bibliography. According to the results obtained for phosphate solubilizing growth medium (Nbrip) showed that 17% had high capacity and inorganic phosphate solubilizing growth medium capacity Reached 67%. The others results stayed between low or absence of solubilization. Of the isolates tested, 75 % Were able to grow in medium with low water activity Aw 0919 at 30 °C and the appearance of colonies was Observed five days after inoculation. Results for EPS production at room temperature showed that 4% of the isolates surveyed achieved a hight production, followed by 42% which has achieved average production and the remaining 54% of low production. Analysing biofilm production capacity in TSB medium in absorbance of 540 nm were observed that 4% of the isolates had a higher frequency for biofilm formation, 83% achieved average production and 13% of isolates with low frequency output. Larger quantity for production of IAA in the presence precursor L-tryptophan was observed at the end of 72 hours despite significant differences among the isolates, except for isolate 7 which was considered high 51.62194 μg.mL-1 and isolated 6 to lower production 14.98113 μg.mL-1, all other isolates were classified as high producers. Among the isolates tested 25% were able to synthesize cytokines and 83.33% synthesized gibberellin compared to the control. All isolates, compared in control, increased in size which suggested the action of one or both hormones in question at the same time. The sprouting of inoculated buds compared in control to those without inoculation, the RB72454 variety of sugarcane, in end of the evaluation, in the presence of isolated samples 4, 16, 21 and 24 demonstrated that only 25% of the buds had sprouted and grew roots, not differing significantly from the control. As the result inoculation significantly increased a sprouting rate up to 83.33% of the isolates, and the best results obtained were in samples 7, 12, 19 and 20 (94.5, 100, 95 and 94.5% respectively) in both the number of sprouted buds as for speed emission of shoots and roots. / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Tendo em vista a preocupação com a preservação ambiental, devido à constatação de que as atividades antrópicas podem causar profundos impactos, os trabalhos de pesquisa têm levado a uma mudança da agricultura dita convencional, que utiliza produtos agroquímicos e fertilizantes, para uma agricultura que busca formas de manejo menos nocivos ao ambiente. Objetivou-se a prospecção e o isolamento de bactérias com a características para promoção de crescimento a partir do solo rizosfera de cana – de – açúcar para serem utilizados na produção de inoculantes microbianos. Foram coletadas 24 amostras de solos provenientes de usinas sucroalcooleiras do Estado de Alagoas, de onde foram retirados os isolados para qualificação e quantificação de fósforo solúvel, produção de Exopolissacarídeos (EPS) e a verificação da formação de biofilme, produção de ácido indolacético (AIA), Produção de citocininas e giberelinas, Indução de enraizamento e brotação de gemas de cana-de-açúcar. A metodologia utilizada para solubilização de fosfato foi realizada de acordo com as recomendações dos autores. Os resultados obtidos para solubilização de fosfato em meio Nbrip demonstraram que 17% apresentaram alta capacidade de solubilização de fosfato inorgânico e 67% alcançaram média capacidade. Os demais estão entre baixa e ausência de solubilização. Dos isolados testados, 75% foram capazes de crescer em meio com atividade de água reduzida 0,919 Aw, a 30°C, o aparecimento de colônias foi observado cinco dias após a inoculação.Os resultados para produção de EPS em temperatura ambiente demonstraram que 4% dos isolados pesquisados atingiram uma ótima produção, seguido de 42% que obtiveram média produção e os demais, 54%. Quanto à capacidade de produção de biofilme em meio TSB em absorbância de 540 nm, 4% dos isolados obtiveram maior freqüência para formação de biofilme, 83% atingiram média produção e 13% dos isolados com baixa frequência de produção. As maiores quantidades para produção de AIA, na presença do precursor L-triptofano foi evidenciada ao final de 72 horas, apesar das diferenças significativas entre os isolados estudados, exceto o isolado sete que foi considerado elevado 51,62194 μg.mL-1 e o isolado seis com a produção mais baixa 14,98113 μg.mL-1, os demais isolados foram classificados altos produtores. Dentre os isolados testados 25% foram capazes de sintetizar citocininas e 83,33% sintetizaram giberelinas comparados ao controle. Todos os isolados, comparados a testemunha, aumentaram em tamanho, sugerindo a ação de um ou dos dois hormônios em questão. Na brotação das gemas inoculadas comparados ao controle sem inoculação da variedade RB72454 de cana-de-açúcar, ao final da avaliação, na presença dos isolados 4, 16, 21 e 24, apenas 25% das gemas haviam brotado e emitido raízes, não diferindo significativamente do controle. A inoculação aumentou significativamente a velocidade de brotação para 83,33% dos isolados, sendo os melhores resultados obtidos para 7, 12, 19 e 20 (94.5, 100, 95 e 94.5% respectivamente) tanto para o número de gemas brotadas como para velocidade de emissão de brotos e raizes.

A regulação da expressão gênica é vital para todos os organismos se adaptarem rapidamente às mudanças ambientais. Estes mecanismos adaptativos são altamente complexos e a maioria deles não está completamente esclarecida. O fosfato inorgânico (Pi), um nutriente essencial para todos os organismos, é requerido em importantes processos celulares como a biosíntese de ácidos nucléicos e a sinalização metabólica. O sistema de aquisição de Pi no fungo filamentoso Neurospora crassa inclui pelo menos quatro genes regulatórios: nuc-2, preg, pgov e nuc-1. Em condições limitantes de Pi, NUC- 2, uma proteína com domínio de repetição de anquirina, inibe o funcionamento do complexo PREG-PGOV, ativando assim o fator de transcrição NUC-1 e a expressão de genes envolvidos na captação de fosfato, como fosfatases, fosfato permeases e nucleases. Visando entender a funcionalidade do gene nuc-2 na regulação da expressão gênica em resposta aos níveis de Pi exógeno, foram construídas duas bibliotecas de subtração de cDNA entre as linhagens selvagem St.L.74A e nuc-2A de N. crassa, cultivadas em Pilimitante. Obtivemos 52 transcritos induzidos e 16 reprimidos pela proteína NUC-2. A categorização funcional destas sequências revelou genes envolvidos em diversos processos celulares, como transporte, regulação transcricional, transdução de sinal, metabolismo, síntese protéica e desenvolvimento. Entre os genes modulados negativamente pela proteína NUC-2, foi identificado um gene que codifica a proteína MAK-2 (mitogen-activated protein kinase-2), envolvida em vias de sinalização intracelular. O papel funcional deste gene no monitoramento do Pi extracelular foi avaliado por microarranjos de oligonucleotídeos, comparando as linhagens selvagem e mutante mak-2, cultivadas em baixa concentração de Pi. Foram identificados 4.214 genes regulados pela proteína MAK- 2, dentre eles a ciclina codificada pelo gene preg. Além disto, genes regulados em função da concentração de Pi foram identificados, mostrando o envolvimento de 3.174 transcritos. Os resultados obtidos neste trabalho revelam novos aspectos moleculares envolvidos na adaptação à disponibilidade de Pi extracelular, sugerindo que o gene mak-2 constitui um novo componente da via de sinalização e monitoramento de fosfato em N. crassa. / Gene expression regulation is crucial for all organisms to rapidly adapt to environmental changes. These adaptive mechanisms are highly complex and most of them have not been completely elucidated. The inorganic phosphate (Pi), an essential nutrient for all organisms, is required for important cellular processes, such as nucleic acids biosynthesis and metabolic signaling. The Pi acquisition system in the filamentous fungus Neurospora crassa includes at least four regulatory genes: nuc-2, preg, pgov and nuc-1. Under limiting Pi conditions, NUC-2, an ankyrin-like repeat protein, inhibits the functioning of the PREG-PGOV complex, allowing the activation of the transcription factor NUC-1 and the expression of genes involved in phosphate acquisition, such as phosphatases, phosphate permeases and nucleases. Aiming at a better comprehension of the nuc-2 functionality in gene expression regulation in response to exogenous Pi levels, two cDNA subtraction libraries were constructed comparing N. crassa wild type St.L.74A and nuc-2A strains, grown under Pi starvation. We obtained 52 NUC-2 up- and 16 downregulated genes. Functional categorization of these sequences revealed genes involved in several cellular processes, such as cellular transport, transcriptional regulation, metabolism, protein synthesis and development. Among the NUC-2 negatively modulated genes, we identified the MAK-2 (mitogen-activated protein kinase-2) protein coding gene, involved in the intracellular signaling pathway. The functional role of this gene in the extracellular Pi sensing was evaluated by oligonucleotide microarrays, comparing wild type and mak-2 strains responses under Pi starvation. We identified 4.214 MAK-2 regulated genes, among them the cyclin coding gene, preg. Furthermore, 3.174 genes regulated in response to Pi levels were identified. In a nutshell, the results obtained in this work reveal novel molecular aspects of the adaptation to extracellular Pi availability, suggesting that the mak-2 gene constitutes a novel component of the N. crassa phosphate sensing and signaling pathway.

A regulação da expressão gênica é vital para todos os organismos se adaptarem rapidamente às mudanças ambientais. Estes mecanismos adaptativos são altamente complexos e a maioria deles não está completamente esclarecida. O fosfato inorgânico (Pi), um nutriente essencial para todos os organismos, é requerido em importantes processos celulares como a biosíntese de ácidos nucléicos e a sinalização metabólica. O sistema de aquisição de Pi no fungo filamentoso Neurospora crassa inclui pelo menos quatro genes regulatórios: nuc-2, preg, pgov e nuc-1. Em condições limitantes de Pi, NUC- 2, uma proteína com domínio de repetição de anquirina, inibe o funcionamento do complexo PREG-PGOV, ativando assim o fator de transcrição NUC-1 e a expressão de genes envolvidos na captação de fosfato, como fosfatases, fosfato permeases e nucleases. Visando entender a funcionalidade do gene nuc-2 na regulação da expressão gênica em resposta aos níveis de Pi exógeno, foram construídas duas bibliotecas de subtração de cDNA entre as linhagens selvagem St.L.74A e nuc-2A de N. crassa, cultivadas em Pilimitante. Obtivemos 52 transcritos induzidos e 16 reprimidos pela proteína NUC-2. A categorização funcional destas sequências revelou genes envolvidos em diversos processos celulares, como transporte, regulação transcricional, transdução de sinal, metabolismo, síntese protéica e desenvolvimento. Entre os genes modulados negativamente pela proteína NUC-2, foi identificado um gene que codifica a proteína MAK-2 (mitogen-activated protein kinase-2), envolvida em vias de sinalização intracelular. O papel funcional deste gene no monitoramento do Pi extracelular foi avaliado por microarranjos de oligonucleotídeos, comparando as linhagens selvagem e mutante mak-2, cultivadas em baixa concentração de Pi. Foram identificados 4.214 genes regulados pela proteína MAK- 2, dentre eles a ciclina codificada pelo gene preg. Além disto, genes regulados em função da concentração de Pi foram identificados, mostrando o envolvimento de 3.174 transcritos. Os resultados obtidos neste trabalho revelam novos aspectos moleculares envolvidos na adaptação à disponibilidade de Pi extracelular, sugerindo que o gene mak-2 constitui um novo componente da via de sinalização e monitoramento de fosfato em N. crassa. / Gene expression regulation is crucial for all organisms to rapidly adapt to environmental changes. These adaptive mechanisms are highly complex and most of them have not been completely elucidated. The inorganic phosphate (Pi), an essential nutrient for all organisms, is required for important cellular processes, such as nucleic acids biosynthesis and metabolic signaling. The Pi acquisition system in the filamentous fungus Neurospora crassa includes at least four regulatory genes: nuc-2, preg, pgov and nuc-1. Under limiting Pi conditions, NUC-2, an ankyrin-like repeat protein, inhibits the functioning of the PREG-PGOV complex, allowing the activation of the transcription factor NUC-1 and the expression of genes involved in phosphate acquisition, such as phosphatases, phosphate permeases and nucleases. Aiming at a better comprehension of the nuc-2 functionality in gene expression regulation in response to exogenous Pi levels, two cDNA subtraction libraries were constructed comparing N. crassa wild type St.L.74A and nuc-2A strains, grown under Pi starvation. We obtained 52 NUC-2 up- and 16 downregulated genes. Functional categorization of these sequences revealed genes involved in several cellular processes, such as cellular transport, transcriptional regulation, metabolism, protein synthesis and development. Among the NUC-2 negatively modulated genes, we identified the MAK-2 (mitogen-activated protein kinase-2) protein coding gene, involved in the intracellular signaling pathway. The functional role of this gene in the extracellular Pi sensing was evaluated by oligonucleotide microarrays, comparing wild type and mak-2 strains responses under Pi starvation. We identified 4.214 MAK-2 regulated genes, among them the cyclin coding gene, preg. Furthermore, 3.174 genes regulated in response to Pi levels were identified. In a nutshell, the results obtained in this work reveal novel molecular aspects of the adaptation to extracellular Pi availability, suggesting that the mak-2 gene constitutes a novel component of the N. crassa phosphate sensing and signaling pathway.

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:40:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 466360 bytes, checksum: e0d21936cd393cfb2e58f6a6e09e5149 (MD5) Previous issue date: 2007-03-16 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / The objective of this work was to evaluate the impact of the herbicides ametryn and trifloxysulfuron-sodium, singly or combined, and 2,4-D, on the soil microrganisms and the mineral nutrition of the sugar-cane plants. In the first trial, it was evaluated the activity of inorganic phosphate-solubilizing microorganisms and the numbers of fungi and bacteria in the rhizosphere of sugar cane and, in the second, the respiratory rate, microbial biomass, metabolic quotient, and total C-CO2 evolved from the soil. In the third trial, the growth and the macro and micronutrients concentrations were evaluated in the foliar tissues of the sugar-cane plants after the herbicide application. In the three trials, foliar tissue samples and rhizospheric and non-rhizospheric soil samples were collected and immediately analyzed at 15, 30, 45, and 60 days after spraying (DAS). At 15 DAS, all herbicides tested led to reductions in the numbers of fungi in the soil. 2,4-D caused a reduction in the densities of bacterial populations in the rhizosphere at all times of evaluation, evidencing a higher sensitivity of bacteria to this compound. The soil microbial biomass was sensitive to ametryn applied singly or combined, especially up to 30 DAS. These treatments resulted in the highest values of metabolic quotient at 45 and 60 DAS. The foliar concentrations of N, P and Mg were not affected for the herbicide use. At 60 DAS, trifloxysulfuron-sodium lead to increase of 22.10% in the biomass accumulation of shoots sugar cane plants. Trifloxysulfuron-sodium and 2,4-D led to higher inorganic phosphate solubilization at 15, 30, and 45 DAS, and 15 and 30 DAS, respectively, without affecting the microbial biomass. This work evidences that herbicide application in the shoots of sugar cane affects the foliar concentrations of macro and micronutrients and the soil microorganisms in the rhizosphere. / Objetivou-se neste trabalho avaliar a microbiota do solo e a nutrição mineral da cana-de-açúcar após aplicação dos herbicidas 2,4-D, ametryn, trifloxysulfuronsodium e ametryn+trifloxysulfuron-sodium. No primeiro ensaio, avaliou-se a atividade e a densidade populacional dos microrganismos solubilizadores de fosfato inorgânico (MSFI) e totais no solo rizosférico da cana-de-açúcar e, no segundo, foram avaliadas a taxa respiratória, a biomassa microbiana e o quociente metabólico do mesmo solo. No terceiro ensaio, avaliaram-se o crescimento e as concentrações de macro e micronutrientes nos tecidos foliares das plantas de cana-de-açúcar após a aplicação dos herbicidas. Nos três ensaios foram realizadas avaliações aos 15, 30, 45 e 60 dias após a aplicação (DAA) dos herbicidas. Todos os herbicidas provocaram redução na densidade populacional fúngica do solo somente no período inicial de avaliação. O 2,4-D foi mais tóxico às bactérias do solo até aos 60 DAA. Analisando o quociente metabólico, ressaltaram-se condições estressantes para a microbiota do solo quando este foi tratado com ametryn isolado e em mistura com trifloxysulfuronsodium. A atividade dos MSFI foi favorecida pela aplicação do 2,4-D até os 30 DAA e o trifloxysulfuron-sodium estimulou essa atividade por todo período de avaliação. As concentrações de N, P e Mg nos tecidos foliares não foram afetados pela utilização dos herbicidas. Em plantas tratadas com trifloxysulfuron-sodium observou-se acréscimo de 22,10% no acúmulo de massa seca da parte aérea das plantas aos 60 DAA. Este trabalho evidenciou que a aplicação dos herbicidas na parte aérea de plantas de cana-de-açúcar afetou a concentração dos nutrientes foliares, a densidade populacional de microrganismos, atividade de solubilização de fosfato, a taxa respiratória, a biomassa e o quociente metabólico na rizosfera.