Thesis (M.S.) -- Worcester Polytechnic Institute. / Keywords: IAA; S. cerevisiae; quorum sensing. Includes bibliographical references (p.57-59).

"Fungal infections have large implications in agriculture and medicine, and there are few interventions available in the form of antifungal agents due to their toxicity to the host. Saccharomyces cerevisiae is an excellent model for pathogenic fungi because it is a well-studied, tractable organism and shares some traits with pathogenic fungi. Like most pathogenic fungi, S. cerevisiae is dimorphic and transitions from the benign yeast form to a filamentous form in which it produces psuedohyphae. Finding novel routes of suppressing dimorphic transition in a model like S. cerevisiae could lead to the discovery of new antifungal agents. Recently, quorum-sensing mechanisms have been under investigation as new avenues for microbial control. Quorum sensing is a signaling phenomenon that is well described in bacteria. It is the regulation of gene expression in response to cell density via the accumulation of small signaling molecules in the immediate environment. Indole-3-acetic acid (IAA) demonstrates some of the criteria for being a quorum-sensing molecule in S. cerevisiae. The purpose of this thesis was to further explore IAA as a quorum-sensing molecule in S. cerevisiae by demonstrating IAA production by the organism in culture. Radio-labeled tryptophan incorporation experiments followed by Thin Layer Chromatograph (TLC) analysis demonstrated that IAA is produced in culture by S. cerevisiae. A screen of a commercially available gene deletion library using the radio-labeled trypophan incorporation assay identified genes implicated in the IAA biosynthetic pathway. Some of these genes are homologous to those in an IAA pathway in the fungus Ustilago maydis. Further investigation of deletion strains of these candidate genes shows that Ald2 and Ald3, two aldehyde dehydrogenases, are involved in IAA production. The double mutant, ald2∆ald3∆, makes less IAA than wild type and is unable to demonstrate haploid invasive growth. This supports the idea that IAA biosynthesis in S. cerevisiae is necessary for morphological transition and that IAA could serve as a quorum-sensing molecule in S. cerevisiae with dimorphic transition as the quorum-sensing phenotype."

Made available in DSpace on 2017-07-25T19:31:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Marina Oliveira.pdf: 1283767 bytes, checksum: 902cc2416d1d157460b534a7f6b62ed8 (MD5) Previous issue date: 2016-02-29 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The expansion of cultivated blueberry fields in Brazil is directly linked to the provision of quality seedlings to the market, which may result in the increase of production. The plant micropropagation technique enables the production and provides high quality plants, physiologically viable and healthy and free from viruses in a short space of time. Woody plants presente difficulty in the in vitro rooting, in this context the development of a more efficient system of rooting results in plants with higher physiological quality and reduction of losses during the acclimatization phase. In the first experimente the treatments consisted in 8 doses of BIOBRAS 16 (0; 0,1; 0,2; 0,3; 0,4; 0,5; 0,6; 0,7 mg L-1) added to the culture medium at the time of preparation. The following characteristics were evaluated: number of corns, callus diameter, number of roots, the total root length, total length, number of shoots, length of shoots, number of leaves and fresh mass. The lowest concentration of BIOBRAS 16 used (0,1 mg L-1) presented a higher percentage of rooting, root length and number of leaves, but also stimulated the development of calluses. The dose of 0,4 mg L-1 stimulated the formation of shoots and length thereof. There was no significant difference for other parameters evaluated. In the second experiment the treatments consisted in diferent doses of BIOBRAS 16 (0,1; 0,3; 0,5 mg L-1) associated to different doses of indole acetic acid (1; 3; 5 L-1 μM) added to the culture medium during preparation. The parameters evaluated were the same as the experiment 1. The use of BIOBRAS 16 associated with indolacetic acid showed a positive effect for the development of in vitro characteristics of blueberry. For rooting, the concentration of 0,3 mg L-1 BIOBRAS 16 + 5 μM AIA showed a higher percentage. Concentrations of 0,5 mg L-1 BIOBRAS 16 + 5 μM of AIA induced the formation and callus diameter, undesirable feature when the goal is rooting. For the parameters number of shoots and number of leaves, the best result was the concentration of 0,1 mg L-1 BIOBRAS 16 + 5 μM of AIA. / A expansão da área cultivada de mirtileiro no Brasil está diretamente vinculada a oferta de mudas de qualidade ao mercado, que poderá resultar em aumento da produção. A técnica da micropropagação de plantas viabiliza a produção e fornece plantas de elevada qualidade, fisiologicamente viáveis, sadias e isentas de vírus emcurto espaço de tempo. Plantas lenhosas apresentam dificuldade de enraizamento in vitro, nesse contexto o desenvolvimento de um sistema de enraizamento mais eficiente resulta em mudas com maior qualidade fisiológica e diminuição de perdas durante a fase de aclimatização. No primeiro experimento os tratamentos consistiram em 8 doses de BIOBRAS 16 (0; 0,1; 0,2; 0,3; 0,4; 0,5; 0,6; 0,7 mg L-1) adicionados no meio de cultura no momento do preparo. As seguintes características foram avaliadas: número de calos, diâmetro do calo, número de raízes, comprimento total de raízes, comprimento total, número de brotações, comprimento de brotações, número de folhas e massa fresca. A menor concentração de BIOBRAS 16 utilizada (0,1 mg L-1) apresentou maior percentual de enraizamento (%), comprimento de raízes (cm) e número de folhas, porém também estimulou o desenvolvimento de calos. A dose de 0,4 mg L-1 estimulou a formação de brotações e o comprimento das mesmas. Não houve diferença significativa para os demais parâmetros avaliados. No segundo experimento os tratamentos consistiram em diferentes doses de BIOBRAS 16® (0,1; 0,3; 0,5 mg L-1) associadas a diferentes doses de ácido incolacético (1; 3; 5 μM L-1) adicionados ao meio de cultura no momento do preparo. As características avaliadas foram número de calos,diâmetro do calo, número de raízes, comprimento total de raízes, comprimento total, número de brotações, comprimento de brotações, número de folhas e massa fresca. A utilização de BIOBRAS 16 associado a ácido indolacético mostrou efeito positivo para características de desenvolvimento in vitro de mirtileiro. Para enraizamento, as concentrações de 0,3 mg L-1 de BIOBRAS 16 + 5 μM de AIA apresentaram maior percentual. As concentrações de 0,5 mg L-1 de BIOBRAS 16® + 5 μM de AIA induziram a formação e diâmetro de calos, característica indesejável quando o objetivo é o enraizamento. Para as características número de brotações e número de folhas, o melhor resultado foi da concentração de 0,1 mg L-1 de BIOBRAS 16 + 5 μM de AIA.

Grandes esforços têm sido empreendidos para preservar recursos naturais e desenvolver sistemas de produção agrícola mais sustentáveis, reduzindo o uso de fertilizantes. Uma das alternativas ao uso de fertilizantes nitrogenados na agricultura são os inoculantes com bactérias diazotróficas. Os micro-organismos diazotróficos mais estudados para produção de inoculantes são os simbiontes noduladores de leguminosas. Para outros grupos de plantas, os diazotróficos mais utilizados são assimbióticos. Estudos conduzidos na Mata Atlântica e na Amazônia tem mostrado que a fixação biológica de nitrogêncio (FBN) assimbiótica associada a filosfera pode contribuir com aportes de N significativos, e que esses biomas podem abrigar uma grande diversidade de bactérias diazotróficas, sendo ambientes apropriados para prospectar diazotróficos eficientes para o uso na agricultura. O objetivo deste trabalho foi isolar novos genótipos de bactérias diazotróficas assimbióticas da filosfera e serapilheira de espécies arbóreas da floresta Amazônica, e estimar suas taxas de FBN e de síntese de ácido indolacético in vitro, bem como identificar taxonomicamente os isolados considerados mais promissores para uso biotecnológico. Bactérias diazotróficas de vida-livre foram isoladas da filosfera e serapilheira de três espécies arbóreas (Rinorea pubiflora, Amphirrhox longifolia e Chamaecrista xinguensis), e cultivadas em meio isento de N. Um total de 86 isolados foram obtidos. A taxa de fixação de nitrogênio foi estimada para todos os isolados, através do ensaio de redução de acetileno (ARA), pelo complexo nitrogenase. Para todos os isolados, também foi determinada a taxa de produção de ácido indolacético (AIA), na presença de L-triptofano. Os dados obtidos foram submetidos à análise de variância e as médias comparadas pelo teste de Scott-Knott e pelo teste de Duncan (p<0,05), através do software estatístico R. Os isolados que apresentaram as maiores taxas de redução de acetileno e de síntese de AIA foram identificados através do sequenciamento parcial do gene rRNA 16S. Cerca de 84,8% dos isolados apresentaram atividade de nitrogenase in vitro, e o teste estatístico desmonstrou não haver diferenças significativas entre as taxas de redução de acetileno entre os isolados, exceto o isolado 10RF, o qual apresentou uma taxa de redução de acetileno maior do que a dos demais isolados (p<0,05). Todos os isolados produziram AIA in vitro, e houve diferenças significativas na síntese de AIA entre os isolados, e quanto origem dos mesmos. Isolados bacterianos de Amphirrox longifolia sintetizaram mais AIA in vitro, em comparação aos isolados das outras duas espécies arbóreas. Cerca de 22% dos isolados apresentaram taxas de fixação de nitrogêncio maiores que 0.025ng N &mu;g-1 h-1, e 20% dos isolados produziram mais de 21,87 &mu;g/mL-1 de AIA. 21 isolados, considerados promissores para uso agrícola (fixadores de N e produtores de AIA), foram identificados através do sequenciamento do gene rRNA 16S, e afiliados aos gêneros Pseudomonas, Bacillus, Burkholderia, Citrobacter, Rhizobium e Stenotrophomonas. Aproximadamente 71 % dos isolados considerados promissores para promoverem o crescimento de plantas foram isolados da filosfera, indicando ser este um ambiente propício à prospecção de bactérias diazotróficas promotoras de crescimento de plantas. / Great efforts have been made to preserve natural resources and develop more sustainable agricultural production systems, reducing the use of fertilizers. One of the alternatives to the use of nitrogen fertilizers in agriculture is the use of inoculants with diazotrophic bacteria. The most studied diazotrophic microorganisms for the production of inoculants are nodule-forming symbionts of legumes. For other groups of plants, the most used diazotrophs are asymbiotic. Several studies in the Atlantic and Amazon forests have shown that the biological nitrogen fixation (BNF) associated with the phyllosphere may contribute with significant N inputs, and that these biomes can harbor a great diversity of diazotrophic bacteria, making them important environments for the prospection of efficient diazotrophs for agricultural use. The objective of this work was to isolate new genotypes of asymbiotic diazotrophic bacteria from the phyllosphere and litter of tree species of the Amazon forest, and to estimate their rates of BNF and indoleacetic acid biosynthesis in vitro, as well as to identify taxonomically the most promising isolates for biotechnological use. Asymbiotic diazotrophic bacteria were isolated from the phyllosphere and litter of three tree species (Rinorea pubiflora, Amphirrhox longifolia and Chamaecrista xinguensis), and cultivated in N-free medium. A total of 86 isolates were obtained. The nitrogen fixation rate was estimated for all isolates measuring the nitrogenase activity by the acetylene reduction assay (ARA). The rates of indoleacetic acid (IAA) production in the presence of L-tryptophan was also determined for all isolates. The data obtained were submitted to analysis of variance and the means were compared by the Scott-Knott test and the Duncan test (p<0.05) using the statistical software R. The isolates showing the highest rates of acetylene reduction and IAA biosynthesis were identified through the partial sequencing of the 16S rRNA gene. Approximately 84.8% of the isolates were positive for nitrogenase activity in vitro, and the statistical analyses showed that there were no significant differences between the acetylene reduction rates among the isolates, except the isolate 10RF, which showed a higher acetylene reduction rate than the other isolates (p<0.05). All isolates produced IAA in vitro, and there were significant differences in the biosynthesis rates among the isolates, as well as regarding the origin of the isolate. Bacterial isolates from Amphirrox longifolia synthesized higher amounts of IAA in vitro as compared to the isolates from the other two tree species. Approximately 22% of the isolates showed nitrogen fixation rates greater than 0.025 ng N &mu;g-1 h-1, and 20% of the isolates produced more than 21.87 &mu;g mL-1 of IAA. 21 isolates, considered promising for agricultural use (N-fixers and IAA producers), were identified by sequencing the 16S rRNA gene, and affiliated to the genera Pseudomonas, Bacillus, Burkholderia, Citrobacter, Rhizobium and Stenotrophomonas. Approximately 71% of the isolates considered promising to promote plant growth were isolated from the phyllosphere, suggesting that this environment is propitious to the prospection of diazotrophic plant growth promoting bacteria.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:26:09Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2009-06-26Bitstream added on 2014-06-13T19:33:27Z : No. of bitstreams: 1 galdianojunior_rf_me_jabo.pdf: 690122 bytes, checksum: 501da9f097d5b39bf9010fb96e017d11 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / A rizosfera favorece a colonização radicular por rizobactérias promotoras do crescimento de plantas (RPCPs), as quais podem oferecer importantes benefícios para a hospedeira. Este estudo teve o objetivo de isolar e identificar bactérias produtoras de auxinas das espécies Cattleya walkeriana, Cyrtopodium paludicolum, Ionopsis utricularioides, Oeceoclades maculata, Phalaenopsis amabilis e Vanilla planifolia e avaliar a inoculação de sementes e plântulas da orquídea brasileira Cattleya walkeriana. Ao total, foram isolados 85 bactérias, 67 delas produtoras de auxinas (quantificados por ensaios colorimétrico e detectados por CLAE) e 26 foram identificadas pelo sequenciamento parcial do gene 16S rRNA. Seis isolados produtores de auxinas foram inoculados em bioensaios. Para a inoculação in vitro, sementes foram inoculadas com os isolados Burkholderia RzW32, Enterobacter Endw37, Curtobacterium Endw57, Bacilllus EndW60 e testemunha representada por água destilada autoclavada em meio nutritivo Knudson-C e mantidas em câmara de incubação com luminosidade e temperatura controladas. Após 120 dias, a germinação do tratamento controle apresentou-se bem desenvolvida, ao contrário de sementes dos tratamentos inoculados. No experimento de bacterização ex vitro, plântulas germinadas em cultivo assimbiótico in vitro foram inoculadas com os isolados Burkholderia RzW32, Curtobacterium RzW35, Enterobacter EndW37, Bacillus EndW48 e testemunha. Após 90 dias de cultivo em condições de casa de vegetação, foram avaliados porcentagem de sobrevivência, área foliar, número de raízes, comprimento das raízes, massa de matéria seca da parte radicular e da parte aérea, índice de aumento da área foliar e índice de aumento da massa seca total. Curtobacterium sp. e Burkholderia sp. proporcionaram a menor eficiência para o crescimento enquanto... / The rhizosphere promotes root colonization by Plant growthpromoting rizobacteria (PGPR), which may offer significant benefits to the host . This study aimed to isolate and identify auxin-producing bacteria of the species Cattleya walkeriana, Cyrtopodium paludicolum, Ionopsis utricularioides, Oeceoclades maculata, Phalaenopsis amabilis and Vanilla planifolia, and evaluate seeds and seedlings innoculation of the Brazilian orchid Cattleya walkeriana. In total, 85 bacteria were isolated, 67 of them produce auxins (quantified by colorimetric assays and detected by HPLC) and 26 were identified by partial sequencing of 16S rRNA gene. Six-producing isolates were inoculated in auxin bioassays. For in vitro inoculation, seeds were inoculated with isolates Burkholderia RzW32, Enterobacter Endw37, Curtobacterium Endw57, Bacilllus EndW60 and control represented by distilled autoclaved water in nutrient medium Knudson-C and kept in an incubation chamber with controlled temperature and luminosity. After 120 days, the germination of the control treatment presented was well developed, unlike seeds of inoculated treatments. In the experiment of bacterization ex vitro, asymbiotic in vitro germinated seedlings were inoculated with isolates Burkholderia RzW32, Curtobacterium RzW35, Enterobacter EndW37, Bacillus EndW48 and control. After 90 days of cultivation in a greenhouse, were evaluated for survival percentage, leaf area, number of roots, root length, dry matter of the root and shoot, rate of increase in leaf area index and increase in total dry mass. Curtobacterium sp. RzW35 and Burkholderia sp. RzW32 provided the lowest efficiency for growth while Bacillus sp. EndW48 and Enterobacter sp. EndW37 to encourage growth in all parameters investigated and may be recommended for growth and survival during ex vitro acclimatization of seedlings of Cattleya walkeriana.

Orientador: Eliana Gertrudes de Macedo Lemos / Banca: Claudia Barros Monteiro Vitorello / Banca: Roberto Alves de Oliveira / Resumo: A cultura da cana-de-açúcar (Saccharum spp.) apresenta grande importância econômica para o Brasil. Dessa forma, para propiciar boas condições de desenvolvimento e produtividade, deve-se dar grande importância ao suprimento de fósforo. Bactérias solubilizadoras de fósforo (BSF) vêm sendo utilizadas como biofertilizantes comerciais, trazendo benefícios à agricultura. A seleção de bactérias com capacidade de solubilização do fósforo pode ser feita através de caracterizações genotípicas. Os objetivos deste trabalho foram isolar e caracterizar bactérias solubilizadoras de fosfato provenientes de solos sob cultivo de cana-de-açúcar por meio do sequenciamento do gene 16S rRNA e da região BOX-A1R. Além disso, foi realizada avaliação da atividade microbiana sobre a solubilização das fontes de fosfato até 168 horas. O sequenciamento permitiu identificar gêneros como Burkholderia e Enterobacteriaceae, conhecidos quanto à solubilização. Os isolados identificados como Arthrobacter e Labrys apresentam capacidade para biodegradação de compostos tóxicos ao ambiente. O fosfato de cálcio foi a fonte mais solubilizada. Os isolados Burkholderia sp. (A5I55), Candidatus B. verschuerenii (A9IG), Enterobacter sp. (USC8) e E. hormaechei subsp. steigerwaltii (USC7) apresentaram resultados semelhantes a B. ferrariae. As bactérias-padrão obtiveram os melhores resultados para a solubilização das fontes fosfatadas. Candidatus B. verschuerenii (A9IG) e Burkholderia sp. (A3I14) e B. gladioli (A6I8) apresentaram os melhores valores para solubilização das rochas fosfatadas. Além disso, foi detectada a produção de AIA pelos isolados do gênero Enterobacter (USC7 e USC8) Labrys portucalensis (A5I42) e Burkholderia sp. (A5I55).Assim estes isolados poderiam ser indicados em testes para solubilização em culturas de campo. / Abstract: The culture of sugarcane (Saccharum spp.) has a great economic importance to Brazil. Thus, providing good conditions for development and productivity should be given great importance to phosphorus supply. Phosphate solubilizing bacteria - PSB, have been used as biofertilizers, bringing benefits to agriculture. Selection of phosphorus solubilizing bacteria can be done by genetic characterization. The aim of this work is to isolate and characterize PSB from sugarcane productive soils through the sequencing of 16S rRNA gene and BOX-A 1R genomic regions. Furthermore, the microbial activity of phosphate source was assessment until 168 hours. The sequencing has identified genus as Burkhloderia and Enterobacteriaceae, known as PSB. The isolates identified as Arthrobacter and Labrys have the capacity to biodegradation of toxic compounds in the environment. The calcium phosphate was the source more soluble. Isolates Burkholderia sp. (A5I55), Candidatus B. verschuerenii (A9IG), Enterobacter sp. (USC8) and E. hormaechei subsp. steigerwaltii (USC7) showed results similar to B. ferrariae. The bacteria-standards showed the best results for phosphates sources solubilization. Candidatus B. verschuerenii (A9IG) and Burkholderia sp. (A3I14) and B. gladioli showed the best values for solubilization of rock phosphate. Furthermore, the production of AIA was detected by Enterobacter (USC7 and USC8), Labrys portucalensins (A5I42) and Burkholderia sp. (A5I55). Therefore these isolates could be recommended for phosphorus solubilization tests and auxin producing in fieldcrops. / Mestre

Orientador: Eliana Gertrudes de Macedo Lemos / Banca: Kathia Fernandes Lopes Pivetta / Banca: Ricardo Tadeu de Faria / Resumo: A rizosfera favorece a colonização radicular por rizobactérias promotoras do crescimento de plantas (RPCPs), as quais podem oferecer importantes benefícios para a hospedeira. Este estudo teve o objetivo de isolar e identificar bactérias produtoras de auxinas das espécies Cattleya walkeriana, Cyrtopodium paludicolum, Ionopsis utricularioides, Oeceoclades maculata, Phalaenopsis amabilis e Vanilla planifolia e avaliar a inoculação de sementes e plântulas da orquídea brasileira Cattleya walkeriana. Ao total, foram isolados 85 bactérias, 67 delas produtoras de auxinas (quantificados por ensaios colorimétrico e detectados por CLAE) e 26 foram identificadas pelo sequenciamento parcial do gene 16S rRNA. Seis isolados produtores de auxinas foram inoculados em bioensaios. Para a inoculação in vitro, sementes foram inoculadas com os isolados Burkholderia RzW32, Enterobacter Endw37, Curtobacterium Endw57, Bacilllus EndW60 e testemunha representada por água destilada autoclavada em meio nutritivo Knudson-C e mantidas em câmara de incubação com luminosidade e temperatura controladas. Após 120 dias, a germinação do tratamento controle apresentou-se bem desenvolvida, ao contrário de sementes dos tratamentos inoculados. No experimento de bacterização ex vitro, plântulas germinadas em cultivo assimbiótico in vitro foram inoculadas com os isolados Burkholderia RzW32, Curtobacterium RzW35, Enterobacter EndW37, Bacillus EndW48 e testemunha. Após 90 dias de cultivo em condições de casa de vegetação, foram avaliados porcentagem de sobrevivência, área foliar, número de raízes, comprimento das raízes, massa de matéria seca da parte radicular e da parte aérea, índice de aumento da área foliar e índice de aumento da massa seca total. Curtobacterium sp. e Burkholderia sp. proporcionaram a menor eficiência para o crescimento enquanto... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The rhizosphere promotes root colonization by Plant growthpromoting rizobacteria (PGPR), which may offer significant benefits to the host . This study aimed to isolate and identify auxin-producing bacteria of the species Cattleya walkeriana, Cyrtopodium paludicolum, Ionopsis utricularioides, Oeceoclades maculata, Phalaenopsis amabilis and Vanilla planifolia, and evaluate seeds and seedlings innoculation of the Brazilian orchid Cattleya walkeriana. In total, 85 bacteria were isolated, 67 of them produce auxins (quantified by colorimetric assays and detected by HPLC) and 26 were identified by partial sequencing of 16S rRNA gene. Six-producing isolates were inoculated in auxin bioassays. For in vitro inoculation, seeds were inoculated with isolates Burkholderia RzW32, Enterobacter Endw37, Curtobacterium Endw57, Bacilllus EndW60 and control represented by distilled autoclaved water in nutrient medium Knudson-C and kept in an incubation chamber with controlled temperature and luminosity. After 120 days, the germination of the control treatment presented was well developed, unlike seeds of inoculated treatments. In the experiment of bacterization ex vitro, asymbiotic in vitro germinated seedlings were inoculated with isolates Burkholderia RzW32, Curtobacterium RzW35, Enterobacter EndW37, Bacillus EndW48 and control. After 90 days of cultivation in a greenhouse, were evaluated for survival percentage, leaf area, number of roots, root length, dry matter of the root and shoot, rate of increase in leaf area index and increase in total dry mass. Curtobacterium sp. RzW35 and Burkholderia sp. RzW32 provided the lowest efficiency for growth while Bacillus sp. EndW48 and Enterobacter sp. EndW37 to encourage growth in all parameters investigated and may be recommended for growth and survival during ex vitro acclimatization of seedlings of Cattleya walkeriana. / Mestre

Grandes esforços têm sido empreendidos para preservar recursos naturais e desenvolver sistemas de produção agrícola mais sustentáveis, reduzindo o uso de fertilizantes. Uma das alternativas ao uso de fertilizantes nitrogenados na agricultura são os inoculantes com bactérias diazotróficas. Os micro-organismos diazotróficos mais estudados para produção de inoculantes são os simbiontes noduladores de leguminosas. Para outros grupos de plantas, os diazotróficos mais utilizados são assimbióticos. Estudos conduzidos na Mata Atlântica e na Amazônia tem mostrado que a fixação biológica de nitrogêncio (FBN) assimbiótica associada a filosfera pode contribuir com aportes de N significativos, e que esses biomas podem abrigar uma grande diversidade de bactérias diazotróficas, sendo ambientes apropriados para prospectar diazotróficos eficientes para o uso na agricultura. O objetivo deste trabalho foi isolar novos genótipos de bactérias diazotróficas assimbióticas da filosfera e serapilheira de espécies arbóreas da floresta Amazônica, e estimar suas taxas de FBN e de síntese de ácido indolacético in vitro, bem como identificar taxonomicamente os isolados considerados mais promissores para uso biotecnológico. Bactérias diazotróficas de vida-livre foram isoladas da filosfera e serapilheira de três espécies arbóreas (Rinorea pubiflora, Amphirrhox longifolia e Chamaecrista xinguensis), e cultivadas em meio isento de N. Um total de 86 isolados foram obtidos. A taxa de fixação de nitrogênio foi estimada para todos os isolados, através do ensaio de redução de acetileno (ARA), pelo complexo nitrogenase. Para todos os isolados, também foi determinada a taxa de produção de ácido indolacético (AIA), na presença de L-triptofano. Os dados obtidos foram submetidos à análise de variância e as médias comparadas pelo teste de Scott-Knott e pelo teste de Duncan (p<0,05), através do software estatístico R. Os isolados que apresentaram as maiores taxas de redução de acetileno e de síntese de AIA foram identificados através do sequenciamento parcial do gene rRNA 16S. Cerca de 84,8% dos isolados apresentaram atividade de nitrogenase in vitro, e o teste estatístico desmonstrou não haver diferenças significativas entre as taxas de redução de acetileno entre os isolados, exceto o isolado 10RF, o qual apresentou uma taxa de redução de acetileno maior do que a dos demais isolados (p<0,05). Todos os isolados produziram AIA in vitro, e houve diferenças significativas na síntese de AIA entre os isolados, e quanto origem dos mesmos. Isolados bacterianos de Amphirrox longifolia sintetizaram mais AIA in vitro, em comparação aos isolados das outras duas espécies arbóreas. Cerca de 22% dos isolados apresentaram taxas de fixação de nitrogêncio maiores que 0.025ng N &mu;g-1 h-1, e 20% dos isolados produziram mais de 21,87 &mu;g/mL-1 de AIA. 21 isolados, considerados promissores para uso agrícola (fixadores de N e produtores de AIA), foram identificados através do sequenciamento do gene rRNA 16S, e afiliados aos gêneros Pseudomonas, Bacillus, Burkholderia, Citrobacter, Rhizobium e Stenotrophomonas. Aproximadamente 71 % dos isolados considerados promissores para promoverem o crescimento de plantas foram isolados da filosfera, indicando ser este um ambiente propício à prospecção de bactérias diazotróficas promotoras de crescimento de plantas. / Great efforts have been made to preserve natural resources and develop more sustainable agricultural production systems, reducing the use of fertilizers. One of the alternatives to the use of nitrogen fertilizers in agriculture is the use of inoculants with diazotrophic bacteria. The most studied diazotrophic microorganisms for the production of inoculants are nodule-forming symbionts of legumes. For other groups of plants, the most used diazotrophs are asymbiotic. Several studies in the Atlantic and Amazon forests have shown that the biological nitrogen fixation (BNF) associated with the phyllosphere may contribute with significant N inputs, and that these biomes can harbor a great diversity of diazotrophic bacteria, making them important environments for the prospection of efficient diazotrophs for agricultural use. The objective of this work was to isolate new genotypes of asymbiotic diazotrophic bacteria from the phyllosphere and litter of tree species of the Amazon forest, and to estimate their rates of BNF and indoleacetic acid biosynthesis in vitro, as well as to identify taxonomically the most promising isolates for biotechnological use. Asymbiotic diazotrophic bacteria were isolated from the phyllosphere and litter of three tree species (Rinorea pubiflora, Amphirrhox longifolia and Chamaecrista xinguensis), and cultivated in N-free medium. A total of 86 isolates were obtained. The nitrogen fixation rate was estimated for all isolates measuring the nitrogenase activity by the acetylene reduction assay (ARA). The rates of indoleacetic acid (IAA) production in the presence of L-tryptophan was also determined for all isolates. The data obtained were submitted to analysis of variance and the means were compared by the Scott-Knott test and the Duncan test (p<0.05) using the statistical software R. The isolates showing the highest rates of acetylene reduction and IAA biosynthesis were identified through the partial sequencing of the 16S rRNA gene. Approximately 84.8% of the isolates were positive for nitrogenase activity in vitro, and the statistical analyses showed that there were no significant differences between the acetylene reduction rates among the isolates, except the isolate 10RF, which showed a higher acetylene reduction rate than the other isolates (p<0.05). All isolates produced IAA in vitro, and there were significant differences in the biosynthesis rates among the isolates, as well as regarding the origin of the isolate. Bacterial isolates from Amphirrox longifolia synthesized higher amounts of IAA in vitro as compared to the isolates from the other two tree species. Approximately 22% of the isolates showed nitrogen fixation rates greater than 0.025 ng N &mu;g-1 h-1, and 20% of the isolates produced more than 21.87 &mu;g mL-1 of IAA. 21 isolates, considered promising for agricultural use (N-fixers and IAA producers), were identified by sequencing the 16S rRNA gene, and affiliated to the genera Pseudomonas, Bacillus, Burkholderia, Citrobacter, Rhizobium and Stenotrophomonas. Approximately 71% of the isolates considered promising to promote plant growth were isolated from the phyllosphere, suggesting that this environment is propitious to the prospection of diazotrophic plant growth promoting bacteria.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:32:53Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2008-07-04Bitstream added on 2014-06-13T19:22:44Z : No. of bitstreams: 1 silveira_el_dr_jabo.pdf: 3177112 bytes, checksum: 54cc0c55154c630d57b5a103e12435b8 (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / O arroz é o cereal mais consumido na dieta humana no mundo, sendo que o Brasil é um dos maiores produtores e consumidores desse cereal. A produção brasileira entre arroz irrigado e sequeiro é estimada entre 10 a 11 milhões toneladas por ano. Os gastos com fertilizantes nitrogenados nessa cultura provocam um alto custo de produção para o agricultor, sendo esses gastos repassados ao consumidor. Desta forma, existe a necessidade de avanços nas pesquisas sobre os microrganismos que se encontram na rizosfera de diversos vegetais e que auxiliam o vegetal na obtenção de nutrientes diminuindo o custo de produção da cultura, além de aumentar a produção de grãos. O objetivo deste trabalho foi avaliar cinco estirpes de Rhizobium leguminosarum bv trifolii e isolados selvagens obtidos de dois cultivares de arroz no Brasil, avaliar quanto à produção de ácido indolacético, potencial de fixação biologica de nitrogênio e capacidade de promover o crescimento de arroz em solução nutritiva. Os ensaios com arroz foram realizados em uma câmara de crescimento, em um delimento inteiramente casualisado em um período de 30 dias. Todos os isolados R. leguminosarum deste experimento e 19 isolados selvagens foram positivos para a produção de ácido indolacético in vitro. As estirpes SEMIAs 2051 e 235 foram às maiores produtores de ácido indolacético com 91,56 Tg/mL e 68,30 Tg /mL, respectivamente. Entretanto somente três estirpes de rizóbios e 12 isolados selvagens conseguiram reduzir acetileno a etileno em condições laboratoriais, sendo a SEMIA 2051 a que mais se destacou. Inoculações de sementes de arroz com as estirpes SEMIAs 235, 2050, 2051 e MT6 resultaram em aumento significativo em relação à massa seca, e no números de raízes laterais nas radículas das plântulas em 30 dias. (para P < 001). Este estudo indicou que as bactérias SEMIAs 235, 2050 e 2051 e MT6 podem... / Rice is the most consumed cereal grain in human food and Brasil is one of the most important producers of this culture. Brazilian production of irrigated and non-irrigated Rice is estimated in 10 – 11 millions of thousand kilograms per year. Nitrogenated fertilizers represents an important part f the production costs that are repassed to the final consumers. In this way, there are needs of more efforts in research about microorganisms that live in plant rizosphere and that were able to help the plant to obtain nutrients from the soil, mainly nitrogen, and so, increase the production while decreasing the production costs. This work has the objective of evaluate the indolacetic acid production of five strains of Rhizobium leguminosarum bv trifolii, and e wild isolated of two cultivating of rice in Brazil its biological nitrogen fixation potential and its capacity to promote rice growth in nutritional solution. Essays were carried out in growth chamber with outline completely casualized during 30 days. All strains of R. leguminosarum and wild isolated produced indolacetic acid, and SEMIAs 2051 and 235 were the higher producers, with 91,56 Tg/mL and 68,30 Tg /mL, respectively. However, only three strains and 12 wild isolated were able to reduce acetilene to etilene in laboratorial conditions, and SEMIA 2051 was the most efficient strain. Inoculations in Rice seeds that were made with SEMIAs 235, 2050, 2051and MT6 strains resulted in a significative increase in dry mass and in the number of lateral roots in the plants in 30 days (P < 001). This work showed that strains SEMIAs 235, 2050 e 2051 and MT6 can promote Rice growth in nutritive solutions and so, are important for the developing of inoculants that could be used for this culture, reducing the cultural costs and also increase the rice production in world.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:26:08Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2009-06-19Bitstream added on 2014-06-13T19:33:25Z : No. of bitstreams: 1 inui_rn_me_jabo.pdf: 573335 bytes, checksum: 56d99ae5d640b68032476e6b74cf679f (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / A cultura da cana-de-açúcar (Saccharum spp.) apresenta grande importância econômica para o Brasil. Dessa forma, para propiciar boas condições de desenvolvimento e produtividade, deve-se dar grande importância ao suprimento de fósforo. Bactérias solubilizadoras de fósforo (BSF) vêm sendo utilizadas como biofertilizantes comerciais, trazendo benefícios à agricultura. A seleção de bactérias com capacidade de solubilização do fósforo pode ser feita através de caracterizações genotípicas. Os objetivos deste trabalho foram isolar e caracterizar bactérias solubilizadoras de fosfato provenientes de solos sob cultivo de cana-de-açúcar por meio do sequenciamento do gene 16S rRNA e da região BOX-A1R. Além disso, foi realizada avaliação da atividade microbiana sobre a solubilização das fontes de fosfato até 168 horas. O sequenciamento permitiu identificar gêneros como Burkholderia e Enterobacteriaceae, conhecidos quanto à solubilização. Os isolados identificados como Arthrobacter e Labrys apresentam capacidade para biodegradação de compostos tóxicos ao ambiente. O fosfato de cálcio foi a fonte mais solubilizada. Os isolados Burkholderia sp. (A5I55), Candidatus B. verschuerenii (A9IG), Enterobacter sp. (USC8) e E. hormaechei subsp. steigerwaltii (USC7) apresentaram resultados semelhantes a B. ferrariae. As bactérias-padrão obtiveram os melhores resultados para a solubilização das fontes fosfatadas. Candidatus B. verschuerenii (A9IG) e Burkholderia sp. (A3I14) e B. gladioli (A6I8) apresentaram os melhores valores para solubilização das rochas fosfatadas. Além disso, foi detectada a produção de AIA pelos isolados do gênero Enterobacter (USC7 e USC8) Labrys portucalensis (A5I42) e Burkholderia sp. (A5I55).Assim estes isolados poderiam ser indicados em testes para solubilização em culturas de campo. / The culture of sugarcane (Saccharum spp.) has a great economic importance to Brazil. Thus, providing good conditions for development and productivity should be given great importance to phosphorus supply. Phosphate solubilizing bacteria - PSB, have been used as biofertilizers, bringing benefits to agriculture. Selection of phosphorus solubilizing bacteria can be done by genetic characterization. The aim of this work is to isolate and characterize PSB from sugarcane productive soils through the sequencing of 16S rRNA gene and BOX-A 1R genomic regions. Furthermore, the microbial activity of phosphate source was assessment until 168 hours. The sequencing has identified genus as Burkhloderia and Enterobacteriaceae, known as PSB. The isolates identified as Arthrobacter and Labrys have the capacity to biodegradation of toxic compounds in the environment. The calcium phosphate was the source more soluble. Isolates Burkholderia sp. (A5I55), Candidatus B. verschuerenii (A9IG), Enterobacter sp. (USC8) and E. hormaechei subsp. steigerwaltii (USC7) showed results similar to B. ferrariae. The bacteria-standards showed the best results for phosphates sources solubilization. Candidatus B. verschuerenii (A9IG) and Burkholderia sp. (A3I14) and B. gladioli showed the best values for solubilization of rock phosphate. Furthermore, the production of AIA was detected by Enterobacter (USC7 and USC8), Labrys portucalensins (A5I42) and Burkholderia sp. (A5I55). Therefore these isolates could be recommended for phosphorus solubilization tests and auxin producing in fieldcrops.