Com o objetivo de se estudar o micotrofismo de Stylosanthes guianensis e o comportamento de três associações micorrízicas vesículo-arbusculares em diferentes condições edáficas, foram feitos estudos de laboratório e casa-de-vegetação. Em laboratório foram avaliados os efeitos da calagem em um solo ácido e da adubação fosfatada na germinação de esporos de Gigaspora margarita, Glomus macrocarpus e Acaulospora scrobiculata. Os efeitos da calagem e da adubação fosfatada no desenvolvimento das micorrizas e das plantas, aos 40, 60 e 80 dias após o plantio das sementes, foram avaliados em casa-de-vegetação. De uma maneira geral, o S. guianensis, que ocorre naturalmente em solos muito pobres em P. mostrou uma grande dependência da adubação fosfatada e/ou da micorriza. O micotrofismo do S. guianensis aumenta em solos ácidos com baixos níveis de P. Os processos de germinação dos esporos dos fungos MVA e de colonização das raízes são afetados pelas diferentes condições edáficas, dependendo da adaptabilidade dos fungos e/ou das micorrizas a tais condições. Possíveis mecanismos que aumentam a tolerância do S. guianensis a níveis tóxicos de Al e Mn são discutidos / Greenhouse and laboratory experiments were carried out in order study the Stylosanthes guianensis micotrophy and the behaviour of three MVA associations under different edaphic conditions. The effects of liming and phosphate fertilization on spore germination of Gigaspora margarita, Glomus macrocarpum and Acaulospora scrobiculata were evaluated under laboratory conditions. The same effects on plant growth and mycorrhizal development were also evaluated at 40, 60 and 80 days after planting under greenhouse conditions. It was found that S. guianensis, which grows generally under low P level conditions, presented a great dependency on phosphate fertilization and/or on MVA association. At low P levels and low soil pH, the S. guianensis mycotrophy was even greater. Spore germination and root colonization were affected by different edaphic conditions according to the fungal or to the mycorrhizal adaptability to such conditions. Some mechanisms which may contribute to increase S. guianensis tolerance to Al and Mn toxic levels are also discussed

O presente trabalho visou basicamente estudar a influência dos fatores ph, temperatura de ativação e tempo de incubação na germinação dos esporos de bactérias isoladas da fermentação alcoólica. Para ativação, os esporos de Bacillus subtilis, Bacillus coagulans, <Bacillus brevis e Bacillus megaterium foram submetidos aos aquecimentos a 60, 80 e 90 ºC em caldo de cana-de-açúcar a ph 4,5; 5,5 e 6,5. Depois do tratamento de ativação, as suspensões de esporos foram resfriadas à aproximadamente 35ºC, e em seguida, pré-incubadas a 35,0 &#177; 1,0 ºC por 6 horas. Amostras foram coletadas a 0, 2, 4 e 6 horas, diluídas serialmente, plaquadas e incubadas a 35,0 &#177; 1,0 ºC por 24 horas. O número de colônias foi tomado como o número de esporos ativados e germinados. A análise estatística dos dados permite concluir que houve uma diminuição no número de esporos germinados, para todas as espécies de Bacillus empregadas, com o aumento da temperatura e tempo de incubação, sendo que a ativação a 90 ºC provocou uma certa inativação dos mesmos. Houve também redução no número de esporos germinados para todos os níveis de ph, com o aumento do tempo de incubação, e o ph 4,5 mostrou um efeito inibitório mais acentuado na germinação dos esporos, exceto para Bacillus brevis. De uma maneira geral, verificou-se que o melhor tratamento para a ativação e germinação dos esporos das quatro espécies investigadas, em meio de caldo de cana-de-açúcar foi 80 ºC e ph 5,5. / This study was undertaken to investigate the influence of pH, activation temperature and incubation time on germination of bacteria spores isolated from alcohol fermentation process. The spores of Bacillus subtilis, Bacillus coagulans, Bacillus brevis and Bacillus megaterium were activated by heating them at 60, 80 and 90 ºC in sugar- cane- juice at pH 4,5, 5,5 and 6,5. After the activation treatments the spores suspensions were cooled to 35,0 ºC and then pre-incubated at 35,0 &#177; 1,0 ºC for 6 hours. Samples were withdrawn at 0, 2, 4 and 6 hours, serial diluited plated and incubated at 35,0 &#177; 1,0 ºC for 24 hours. The number of colonies developed was taken as the number of spores activated and germinated. The statiscal analysis of data showed that there was a reduction of the number of spores germinated for all four species of Bacillus, as the temperature of activation and time of incubation increased. The higher activation temperature (90 ºC) showed and inactivation effect on the spores. There was also a reduction of the spores germinated for all pH levels with the increase of the incubation time, and pH 4,5 showed a higher inhibitory effect on the spore germination, with exception for B. brevis spores. In the overall, the best treatments for the spores activation and germination in sugar-cane-juice, was 80 ºC and pH 5,5, what means that they may germinated if present, in the sugar-cane-juice, at the heat treatment conditions, for a sugar and alcohol production.

Com o objetivo de se estudar o micotrofismo de Stylosanthes guianensis e o comportamento de três associações micorrízicas vesículo-arbusculares em diferentes condições edáficas, foram feitos estudos de laboratório e casa-de-vegetação. Em laboratório foram avaliados os efeitos da calagem em um solo ácido e da adubação fosfatada na germinação de esporos de Gigaspora margarita, Glomus macrocarpus e Acaulospora scrobiculata. Os efeitos da calagem e da adubação fosfatada no desenvolvimento das micorrizas e das plantas, aos 40, 60 e 80 dias após o plantio das sementes, foram avaliados em casa-de-vegetação. De uma maneira geral, o S. guianensis, que ocorre naturalmente em solos muito pobres em P. mostrou uma grande dependência da adubação fosfatada e/ou da micorriza. O micotrofismo do S. guianensis aumenta em solos ácidos com baixos níveis de P. Os processos de germinação dos esporos dos fungos MVA e de colonização das raízes são afetados pelas diferentes condições edáficas, dependendo da adaptabilidade dos fungos e/ou das micorrizas a tais condições. Possíveis mecanismos que aumentam a tolerância do S. guianensis a níveis tóxicos de Al e Mn são discutidos / Greenhouse and laboratory experiments were carried out in order study the Stylosanthes guianensis micotrophy and the behaviour of three MVA associations under different edaphic conditions. The effects of liming and phosphate fertilization on spore germination of Gigaspora margarita, Glomus macrocarpum and Acaulospora scrobiculata were evaluated under laboratory conditions. The same effects on plant growth and mycorrhizal development were also evaluated at 40, 60 and 80 days after planting under greenhouse conditions. It was found that S. guianensis, which grows generally under low P level conditions, presented a great dependency on phosphate fertilization and/or on MVA association. At low P levels and low soil pH, the S. guianensis mycotrophy was even greater. Spore germination and root colonization were affected by different edaphic conditions according to the fungal or to the mycorrhizal adaptability to such conditions. Some mechanisms which may contribute to increase S. guianensis tolerance to Al and Mn toxic levels are also discussed

O presente trabalho visou basicamente estudar a influência dos fatores ph, temperatura de ativação e tempo de incubação na germinação dos esporos de bactérias isoladas da fermentação alcoólica. Para ativação, os esporos de Bacillus subtilis, Bacillus coagulans, <Bacillus brevis e Bacillus megaterium foram submetidos aos aquecimentos a 60, 80 e 90 ºC em caldo de cana-de-açúcar a ph 4,5; 5,5 e 6,5. Depois do tratamento de ativação, as suspensões de esporos foram resfriadas à aproximadamente 35ºC, e em seguida, pré-incubadas a 35,0 &#177; 1,0 ºC por 6 horas. Amostras foram coletadas a 0, 2, 4 e 6 horas, diluídas serialmente, plaquadas e incubadas a 35,0 &#177; 1,0 ºC por 24 horas. O número de colônias foi tomado como o número de esporos ativados e germinados. A análise estatística dos dados permite concluir que houve uma diminuição no número de esporos germinados, para todas as espécies de Bacillus empregadas, com o aumento da temperatura e tempo de incubação, sendo que a ativação a 90 ºC provocou uma certa inativação dos mesmos. Houve também redução no número de esporos germinados para todos os níveis de ph, com o aumento do tempo de incubação, e o ph 4,5 mostrou um efeito inibitório mais acentuado na germinação dos esporos, exceto para Bacillus brevis. De uma maneira geral, verificou-se que o melhor tratamento para a ativação e germinação dos esporos das quatro espécies investigadas, em meio de caldo de cana-de-açúcar foi 80 ºC e ph 5,5. / This study was undertaken to investigate the influence of pH, activation temperature and incubation time on germination of bacteria spores isolated from alcohol fermentation process. The spores of Bacillus subtilis, Bacillus coagulans, Bacillus brevis and Bacillus megaterium were activated by heating them at 60, 80 and 90 ºC in sugar- cane- juice at pH 4,5, 5,5 and 6,5. After the activation treatments the spores suspensions were cooled to 35,0 ºC and then pre-incubated at 35,0 &#177; 1,0 ºC for 6 hours. Samples were withdrawn at 0, 2, 4 and 6 hours, serial diluited plated and incubated at 35,0 &#177; 1,0 ºC for 24 hours. The number of colonies developed was taken as the number of spores activated and germinated. The statiscal analysis of data showed that there was a reduction of the number of spores germinated for all four species of Bacillus, as the temperature of activation and time of incubation increased. The higher activation temperature (90 ºC) showed and inactivation effect on the spores. There was also a reduction of the spores germinated for all pH levels with the increase of the incubation time, and pH 4,5 showed a higher inhibitory effect on the spore germination, with exception for B. brevis spores. In the overall, the best treatments for the spores activation and germination in sugar-cane-juice, was 80 ºC and pH 5,5, what means that they may germinated if present, in the sugar-cane-juice, at the heat treatment conditions, for a sugar and alcohol production.

Submitted by Gizele Lima (gizele.lima@inpa.gov.br) on 2016-08-17T20:29:51Z No. of bitstreams: 2 PPGBot_Dissertação_Marcos_Santana.pdf: 1512595 bytes, checksum: ded7d5728f1fbb3a32cae21b7b0010d1 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-17T20:29:51Z (GMT). No. of bitstreams: 2 PPGBot_Dissertação_Marcos_Santana.pdf: 1512595 bytes, checksum: ded7d5728f1fbb3a32cae21b7b0010d1 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2005-07-29 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The large number of species of the genus Geastrum, family Geastraceae, as well as the high morphological similarity among the species, make the identification process very complex, mainly in regions where the number of taxonomists is scarce, as in the Amazon. Due to the high diversity of this group and the few information about its growth and development in laboratory conditions, this work presents methods in ideal conditions of mycelial cultivation of G. lloydianum and G. subiculosum, species of common occurrence and occur the study period. The isolation of the monokaryotic mycelium after germination of its basidiospores and the mate in vitro for each species is presented in order to contribute to the understanding of the biology and dynamics of these species. The mean of culture Potato Dextrose Agar-prepared is indicated to the cultivation of both species, with good incubation temperature at 30ºC in stationary mode, with pH 7. This mean of culture is also indicated to the germination in vitro of the basidiospores from the two species that started with 35 days of incubation at 25ºC, without illumination. The compatibility among the isolated monokaryotics cultures of both species through in vitro mating was confirmed by observing the clamp connection on the resulting mycelium after pairing, the molecular similarity between samples of dikaryotic mycelium originated from basidiocarp, as well as the resulting dikaryotic mycelium samples observed after mating. This study enables future work involving to sexual compatibility studies, becoming a useful tool to taxonomy and providing evidence of a biological species in the genus Geastrum. / O grande número de espécies do gênero Geastrum, família Geastraceae, bem como a grande semelhança morfológica entre as espécies desse gênero, tornam o processo de identificação bastante complexo, principalmente em regiões onde o número de taxonomistas é bastante reduzido, como na Amazônia. Diante da alta diversidade desse grupo e do pouco conhecimento disponível sobre seu crescimento e desenvolvimento em condições de laboratório, este trabalho apresenta métodos em condições ótimas de cultivo micelial de G. lloydianum e G. subiculosum, que foram selecionadas por serem espécies de ocorrência comum e por ocorrerem e todo período de estudo. O isolamento do micélio monocariótico a partir da germinação dos basidiósporos e os cruzamentos in vitro dos monocários para cada espécie é apresentado com o objetivo de contribuir para a compreensão da biologia e dinâmica entre estas espécies. O meio de cultura Batata Dextrose Ágar-preparado é indicado para o cultivo das duas espécies, com temperatura ótima de incubação a 30°C, em modo estacionário e pH 7. Esse mesmo meio de cultivo também é indicado para a germinação in vitro dos basidiósporos das duas espécies, sendo a germinação observada a partir de 35 dias de incubação, a 25°C, sem iluminação. A compatibilidade entre as culturas monocarióticas para as duas espécies foi confirmada pela presença de grampos de conexão no micélio resultante após pareamento, assim como pela similaridade molecular entre as amostras de micélio dicariótico oriundas do basidioma e amostras de micélio dicariótico resultante dos pareamentos compatíveis. Este estudo viabiliza futuros trabalhos envolvendo a compatibilidade sexual para o grupo e com isso, o que pode vir a tornar-se uma ferramenta útil para taxonomia pela comprovação de espécie biológica para o gênero Geastrum.

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.

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.