Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2016-09-05T12:16:57Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1427163 bytes, checksum: 6b6a30efc47f3eda1d294da762ef5845 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-05T12:16:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1427163 bytes, checksum: 6b6a30efc47f3eda1d294da762ef5845 (MD5) Previous issue date: 2015-07-29 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Leveduras floculantes são usadas em processos industriais pois representam uma estratégia simples e econômica para recuperar as células a partir do mosto fermentado. No entanto, as leveduras só conseguem expressar o fenótipo floculante em condições extremas, nas quais, a integridade da população esteja sendo afetada. Neste trabalho, foi descrita a construção de novas linhagens de Kluyveromyces marxianus CCT 7735 capazes de expressar constitutivamente um fenótipo floculante a partir da integração de DNA linear correspondente aos genes FLO1, FLO5, FLO9 e FLO10 de Saccharomyces cerevisiae BY4700. Todas as linhagens recombinantes mostraram fenótipo floculante a temperaturas de 40°C e 45°C. As linhagens recombinantes de K. marxianus CCT 7735 FLO1 e FLO9 mostraram um perfil similar de produção de etanol quando comparadas com K. marxianus CCT 7735 tipo selvagem. Estas linhagens recombinantes possuem um fenótipo floculante estável que proporciona uma vantagem sobre o tipo selvagem em relação ao uso em sistemas de fermentação em temperaturas elevadas. / Flocculent yeasts are used in industrial processes because is a simple and cost-effective strategy for cell recovery from fermentation mash. However, yeast only shows natural flocculent phenotype in extreme conditions, which makes it a complex phenotype. Here, we describe the construction of novel Kluyveromyces marxianus CCT 7735 strains expressing constitutive flocculent phenotype by linear DNA integration of FLO1, FLO5, FLO9 and FLO10 genes from Saccharomyces cerevisiae BY4700. All recombinant strains showed flocculation ability at 40°C and 45°C, K. marxianus CCT 7735 FLO1 and FLO9 strains showed similar ethanol production profile when compared to K. marxianus CCT 7735 wild type. These novel strains have special flocculent characteristics that provide an advantage over wild type for use in continuous ethanol fermentation systems at high temperatures.

Durante o período de abril de 2004 a fevereiro de 2007, foram coletadas 73 amostras de folhas de bromélias do Parque de Itapuã, Viamão, RS, com o objetivo de descrever as espécies de leveduras presentes, elucidar a ecologia destes microrganismos nesse habitat e avaliar o perfil enzimático das leveduras isoladas. Fragmentos das folhas foram submetidos a lavagens sucessivas com 0,5% Tween 20. Diluições decimais seriadas da última lavagem, amostras de água dos tanques de bromélias e de flores foram inoculadas em meio YM (levedura-malte) modificado e incubadas a 25°C por 5-7 dias. Representantes dos diferentes morfotipos foram selecionados, purificados e mantidos a 4ºC até a caracterização molecular. Dos 178 isolados obtidos, 148 foram identificados por meio do seqüenciamento da região D1/D2 do rDNA e/ou ITS, sendo 6% de afinidade ascomicética e 94% de afinidade basidiomicética. Do total identificado, cerca de 61% são espécies ainda não descritas de leveduras. Os gêneros Cryptococcus e Rhodotorula foram predominantes, seguidos por Farysizyma gen. nov. e Sporobolomyces. Dentre as leveduras já descritas, as espécies Rhodotorula marina (n=12), e Cryptococcus flavescens (n=16) foram as mais freqüentes. A espécie de afinidade basidiomicética denominada Farysizyma itapuensis foi descrita no presente trabalho e demonstrou ser freqüente (n=18). Além dessa espécie, foi descrita uma nova espécie de levedura basidiomicética pigmentada: Cryptococcus bromeliarum sp. nov.. Entre os ascomicetos, duas espécies novas foram identificadas e descritas, Candida aechmeae sp. nov. e Candida vrieseae sp. nov.. Alguns isolados designados como Cryptococccus sp. nov. 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 e 11 e Rhodotorula sp. nov. 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, entre outros menos frequentes, também pertencem a novas espécies e estão em processo de descrição. A diversidade e a riqueza de leveduras, calculadas pelo índice de Shannon-Weaver, foram maiores na Praia da Fora (H=3,471 e S=41) que na Praia da Pedreira (H=3,007 e S=32). Cento e quinze isolados tiveram sua capacidade para produzir enzimas amilase, celulase, proteinase e pectinase testadas, 107 foram testadas para hidrólise de azeite e 114 para tween 80. Desses, cerca de 13% foram positivos para amilase, 35,5% para proteinase, 17% para celulase, aproximadamente 3% para hidrólise de azeite e 72% para tween 80. Nenhum isolado apresentou resultado positivo para pectinase. Os resultados obtidos revelaram o grande potencial do filoplano de bromélias como substrato para o estudo e identificação de novas espécies de leveduras, assim como um bom substrato para o isolamento de leveduras produtoras de enzimas de interesse industrial. / From April 2004 until February 2007, 73 samples of leaves of bromeliads were collected in Itapuã Park, Viamão, RS, with the objective of describing the yeast species present, elucidating the ecology of these microorganisms in this habitat and evaluating the enzymatic profile of yeasts isolates. Leaf pieces were submitted to successive washings with 0.5%Tween 20. Decimal serial dilutions from the last washing, samples of tank water, and flowers were inoculated in modified YM medium, and incubated at 25°C for 5-7 days. Representatives of different morphotypes were selected, purified and stored at 4°C until molecular characterization. Of the 178 isolates obtained, 148 were identified by sequencing the D1/D2 region of rDNA and / or ITS, being 6% of ascomycetous affinity and 94% of basidiomycetous affinity. Of the total identified, about 61% are undescribed yeast species. The genus Cryptococcus and Rhodotorula were predominant, followed by Farysizyma gen. nov. and Sporobolomyces. Among the yeasts already described, Rhodotorula marina (n = 12) and Cryptococcus flavescens (n = 16) were the most frequent. The species of basidiomycetous affinity named Farysizyma itapuensis was described in this work and proved to be frequent (n = 18). Besides this species, a new species of basidiomicetous pigmented yeast was also described: Cryptococcus bromeliarum sp. nov.. Among the ascomycetes, two new species were identified and described, Candida aechmeae sp. nov. and Candida vrieseae sp. nov.. Some isolates designated as Cryptococccus sp. nov. 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 and 11 and Rhodotorula sp. nov. 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, among other less frequent, also belong to new species and are in the process of description. The diversity and richness of yeasts, calculated by the Shannon-Weaver index, were higher in Fora Beach (H = 3.471 and S = 41) than Pedreira Beach (H = 3.007 and S = 32). One hundred and fifteen isolates had their ability to produce amylase, proteinase, cellulase and pectinase tested, 107 isolates were tested for olive oil consumption and 114 for tween 80. Of these, 13% were positive for amylase, 35.5% for proteinase, 17% for cellulase, 3% for olive oil and 72% for Tween 80. No isolate was positive for pectinase. The results revealed the great potential of phylloplane bromeliads as a substrate for the study and identification of new species of yeasts, as well as a good substrate for the isolation of yeasts producing enzymes of industrial interest.

Durante o período de abril de 2004 a fevereiro de 2007, foram coletadas 73 amostras de folhas de bromélias do Parque de Itapuã, Viamão, RS, com o objetivo de descrever as espécies de leveduras presentes, elucidar a ecologia destes microrganismos nesse habitat e avaliar o perfil enzimático das leveduras isoladas. Fragmentos das folhas foram submetidos a lavagens sucessivas com 0,5% Tween 20. Diluições decimais seriadas da última lavagem, amostras de água dos tanques de bromélias e de flores foram inoculadas em meio YM (levedura-malte) modificado e incubadas a 25°C por 5-7 dias. Representantes dos diferentes morfotipos foram selecionados, purificados e mantidos a 4ºC até a caracterização molecular. Dos 178 isolados obtidos, 148 foram identificados por meio do seqüenciamento da região D1/D2 do rDNA e/ou ITS, sendo 6% de afinidade ascomicética e 94% de afinidade basidiomicética. Do total identificado, cerca de 61% são espécies ainda não descritas de leveduras. Os gêneros Cryptococcus e Rhodotorula foram predominantes, seguidos por Farysizyma gen. nov. e Sporobolomyces. Dentre as leveduras já descritas, as espécies Rhodotorula marina (n=12), e Cryptococcus flavescens (n=16) foram as mais freqüentes. A espécie de afinidade basidiomicética denominada Farysizyma itapuensis foi descrita no presente trabalho e demonstrou ser freqüente (n=18). Além dessa espécie, foi descrita uma nova espécie de levedura basidiomicética pigmentada: Cryptococcus bromeliarum sp. nov.. Entre os ascomicetos, duas espécies novas foram identificadas e descritas, Candida aechmeae sp. nov. e Candida vrieseae sp. nov.. Alguns isolados designados como Cryptococccus sp. nov. 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 e 11 e Rhodotorula sp. nov. 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, entre outros menos frequentes, também pertencem a novas espécies e estão em processo de descrição. A diversidade e a riqueza de leveduras, calculadas pelo índice de Shannon-Weaver, foram maiores na Praia da Fora (H=3,471 e S=41) que na Praia da Pedreira (H=3,007 e S=32). Cento e quinze isolados tiveram sua capacidade para produzir enzimas amilase, celulase, proteinase e pectinase testadas, 107 foram testadas para hidrólise de azeite e 114 para tween 80. Desses, cerca de 13% foram positivos para amilase, 35,5% para proteinase, 17% para celulase, aproximadamente 3% para hidrólise de azeite e 72% para tween 80. Nenhum isolado apresentou resultado positivo para pectinase. Os resultados obtidos revelaram o grande potencial do filoplano de bromélias como substrato para o estudo e identificação de novas espécies de leveduras, assim como um bom substrato para o isolamento de leveduras produtoras de enzimas de interesse industrial. / From April 2004 until February 2007, 73 samples of leaves of bromeliads were collected in Itapuã Park, Viamão, RS, with the objective of describing the yeast species present, elucidating the ecology of these microorganisms in this habitat and evaluating the enzymatic profile of yeasts isolates. Leaf pieces were submitted to successive washings with 0.5%Tween 20. Decimal serial dilutions from the last washing, samples of tank water, and flowers were inoculated in modified YM medium, and incubated at 25°C for 5-7 days. Representatives of different morphotypes were selected, purified and stored at 4°C until molecular characterization. Of the 178 isolates obtained, 148 were identified by sequencing the D1/D2 region of rDNA and / or ITS, being 6% of ascomycetous affinity and 94% of basidiomycetous affinity. Of the total identified, about 61% are undescribed yeast species. The genus Cryptococcus and Rhodotorula were predominant, followed by Farysizyma gen. nov. and Sporobolomyces. Among the yeasts already described, Rhodotorula marina (n = 12) and Cryptococcus flavescens (n = 16) were the most frequent. The species of basidiomycetous affinity named Farysizyma itapuensis was described in this work and proved to be frequent (n = 18). Besides this species, a new species of basidiomicetous pigmented yeast was also described: Cryptococcus bromeliarum sp. nov.. Among the ascomycetes, two new species were identified and described, Candida aechmeae sp. nov. and Candida vrieseae sp. nov.. Some isolates designated as Cryptococccus sp. nov. 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 and 11 and Rhodotorula sp. nov. 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, among other less frequent, also belong to new species and are in the process of description. The diversity and richness of yeasts, calculated by the Shannon-Weaver index, were higher in Fora Beach (H = 3.471 and S = 41) than Pedreira Beach (H = 3.007 and S = 32). One hundred and fifteen isolates had their ability to produce amylase, proteinase, cellulase and pectinase tested, 107 isolates were tested for olive oil consumption and 114 for tween 80. Of these, 13% were positive for amylase, 35.5% for proteinase, 17% for cellulase, 3% for olive oil and 72% for Tween 80. No isolate was positive for pectinase. The results revealed the great potential of phylloplane bromeliads as a substrate for the study and identification of new species of yeasts, as well as a good substrate for the isolation of yeasts producing enzymes of industrial interest.

A maioria dos caracteres de interesse econômico, tanto em organismos superiores, quanto em microrganismos são de base genética quantitativa. Entretanto, poucos trabalhos dessa natureza têm sido desenvolvidos em Saccharomyces cerevisae, apesar da possibilidade de cruzamentos planejados e de análise de tétrades, o que individualiza as meioses e os seus produtos, situação esta que não é possível em organismos superiores. No entanto, as meioses e os gametas de eucariotos superiores devem comportar-se como os ascos (tétrades) e os esporos de S. cerevisiae, organismo que permite estimar e decompor a variabilidade existente entre e dentro de ascos. O presente trabalho consistiu em aproveitar os recursos biológicos de S. cerevisiae para analisar a variação contínua do caráter produção de etanol, caracterizando a sua base genética e sugerindo estratégias para o seu melhoramento. Isto foi possível comparando-se em esquema hierárquico e delineamento adequado, linhagens parentais, híbridos, linhagens haplóides (esporos) e diplóides (híbridos de retro cruzamentos ou de cruzamentos entre esporos de mesmo asco), combinados à análise de tétrades e aos princípios biométricos comumente aplicados no melhoramento animal e vegetal. As análises dos dados de produção de etanol permitiram estimar variâncias e parâmetros genéticos. Assim, os coeficientes de herdabilidade (maiores do que 70%) para as linhagens haplóides e diplóides demonstraram que a seleção fenotípica foi eficiente, correspondendo os melhores fenótipos aos melhores genótipos. Da variância genética total entre as linhagens haplóides cerca de 60% correspondeu à variância genética aditiva e os 40% restantes à variância genética aditiva por aditiva. Ao nível diploide, 55 a 65% da variância genética total foi devido à variância aditiva e 35 - 45% à variância dominante. Estimou-se também o grau médio de dominância, sugerindo dominância completa (em média) para os alelos dos locos controladores do caráter, e os ganhos esperados por seleção simuladas, aos níveis haplóide e diplóide. Efeitos de ploidia e/ou interações alélicas expressivas não foram observados, comparando-se o híbrido inicial (MXI) com linhagem homozigota (MXV) em 96% dos locos com relação ao parental maior. Os resultados indicam que para a produção de etanol, a seleção ao nível haplóide de fenótipos superiores (recombinantes com maior número de alelos favoráveis que as linhagens parentais) e sua hibridização pode resultar em acúmulo de alelos favoráveis na condição diplóide. O modelo de análise biométrica proposto pode ser aplicado para outros caracteres de variação contínua em S. cerevisiae, ou em qualquer organismo que apresente as fases n e 2n estáveis, apresente meioses individualizadas e permita a realização de cruzamentos planejados. / Most economically important characters of industrial organisms, superior eucariotes and microorganisms, have polygenic nature and are subject of quantitative genetic analysis. Few works in S. cerevisiae considered polygenic traits analysis although the organism is amenable for such procedure. Planned crosses and tetrad analysis can give a strong support in studying quantitative traits besides the biological favourable properties of haploid and diploid state clonal viability, which in addition permits to estimate and decompose the existent variability among and within meiotic products (ascospores of complete asci). Such studies are not possible in superior eucariotes where the gametes cannot be analysed the same way. Thus the present work aimed in developing a combined methodology of quantitative genetic analysis and tetrad analysis for the study of the polygenic trait ethanol production which can also be applied to other polygenic traits. The experimental assays were planned accordingly being present parental strains, hybrid, haploid strain from this hybrid (originated from ascospores of complete tetrads) and diploid strains originated from backcrosses to both parents and crosses among ascospores from the same asci. Ethanol production of such strain measured under standardized conditions were statistically analysed which allowed to estimate genetic variances and genetic parameters. Heritabilities estimated for haploid and diploid states were high (more than 70%) indicating good environmental control and the possibility of efficient phenotipic selection. Among haploids approximately 60% total genetic variance was related to additive effects and the remaining 40% due to the epistatic effect of additive x additive nature. At the diploid level from 55 to 65% of total genetic variance was related to additive variance and 35-45% to the dominant variance. Complete dominance in average must be predominant for the loci controlling the character and ploidy or expressive allelic interaction effects were not detected. Expected genetic gains in simulated selection at haploid and diploid were estimated. The results suggests a great possibility to obtain superior hybrids intercrossing haploid strains of high ethanol production taking advantage of the higher level of dominance. It is also to be stressed that the combined methodology of analysis developed and applyed to S. cerevisiae can be used to any other polygenic trait as well as to other organisms where plànned crosses can be made and haploid and diploid plases and stable. Such studies give also an insight on what must be happening in superior eucariotic organisms where the gametes cannot be analysed the same way.

Este trabalho descreve a clonagem do gene de resistência ao Metolachlor em um plasmídio epissomal bifuncional (YEp 351), o qual pode ser utilizado como marcador seletivo dominante na transformação de Saccharomyces cerevisiae. Clones tranformantes selecionados diretamente em meio YEPD acrescido de 720 mg/L de Metolachlor, tiveram seu DNA genômico extraído e utilizado para transformar Escherichia coli a fim de amplificar e recuperar os plasmídios recombinantes. Outras linhagens de Saccharomyces foram também transformadas e foi possível observar que existe diferença entre linhagens quanto às suas capacidades de receber, manter e expressar DNA heterólogo, pois houve variação considerável nas suas eficiências de transformação. Vários métodos foram aplicados para obtenção do "cariótipo eletroforético” (este termo refere-se ao genoma de um dado organismo expresso em bandas cromossômicas) de Saccharomyces cerevisiae, dentre eles, o tratamento com acetato de lítio ganhou mais destaque. Empregando-se a técnica de eletroforese em campo pulsado e hibridização, foi possível mapear o gene de resistência ao Metolachlor no cromossomo XV da levedura, confirmando-se os dados de análise genética. / This work describes the cloning of the metolachlor resistance gene into an episomal bifunction plasmid (YEp 351) which can used as a dominant selective marker for Saccharomyces cerevisiae transformation. DNA of the transformed clones, directly selected onto YEPD medium added of 720 mg/l metolachlor, was used to transform Escherichia coli in order to amplify and recover recombinant plasmids. Other Saccharomyces strains were also transformed and as far as differences in receiving, maintaining and expression of the heterologous DNA is concerned, considerable variation in transformation was found them. Electrophoretic caryotyping (refers to an organism genome expressed in chromosomal bands) was performed in Saccharomyces cerevisiae according to different methods, and among them lithium acetate was the standing one. Pulsed field and hybridization were performed to map the metolachlor resistance gene into the yeast chromosome XV and these data were confirmed by genetical analysis.

Neste trabalho, procurou-se verificar o balanço de dez nutrientes, citados como importantes para as leveduras, dentro do processo Melle-Boinot de fermentação alcoólica, utilizado na quase totalidade das destilarias produtoras de álcool etílico do Brasil. Com este objetivo foi instalado um ensaio experimental, em escala industrial, utilizando-se 14 dornas de fermentação com 12 ciclos consecutivos por dorna. A interpretação e análise dos resultados obtidos permitiram as seguintes principais conclusões: - o nutriente em maior concentração no mosto foi o potássio (405, 96 kg/ciclo), seguido pelo cálcio (127,09 kg/ciclo) e nitrogênio (94,47 kg/ciclo); - em menores teores no mosto aparecem o cobre (0,16 kg/ciclo), o zinco (0,20 kg/ciclo) e o manganês (0,79 kg/ciclo); - nos lêvedos, o nitrogênio com 439,49 kg/ciclo foi o principal elemento, confirmando a sua grande importância para as células de leveduras e, consequentemente para todo o processo fermentativo; - no vinho, os nutrientes em maiores concentrações foram o nitrogênio (547,16 kg/ciclo), o potássio (536,25 kg/ciclo) e o cálcio (147,81 kg/ciclo); - o vinho centrifugado apresentou o potássio (468,28 kg/ciclo) com teor mais elevado que os demais elementos estudados / In this work, a nutrient balance was carried out to verify the amount of ten mineral elements considered as the most important in the Melle-Boinot alcoholic fermentation process wich is utilized in most ethanol distillaries in Brazil. This survey was carried out, in industrial scale, utilizing 14 fermentation vats with 12 consecutive cycles per vat. The results of this survey allowed the following conclusions: - the nutrient with highest concentration in the must was the potassium (405.96 kg/cycle an overall average obtained in the vats surveyed), followed by calcium (127.09 kg/cycle) and nitrogen (94.47 kg/cycle), whereas copper, zinc and manganese appeared in minor quantity, (0.16, 0.20 and 0.79 kg/cycle, respectively); - in the yeast, the nitrogen appears an the main element (439.49 kg/cycle), confirming its great importance to yeast cells, and consequently to the whole fermentation process; - in the wine, high amount of nitrogen, potassium and calcium (547.16, 536.25, and 147.81 kg/cycle, respectively were observed; - in the centrifuged wine, the potassium, with 468.28 kg/cycle, appeared in higher amount than the other elements studied

A produção de massa celular de Candida parapsilosis var, Intermedia e das leveduras naturais provenientes da"goga"(mel de cacau), safra/87, foram obtidas em meio Sabouraud líquido. O crescimento das células foi interrompido com 6, 12, 24, 48, 72, 96, 120 e 144 horas consecutivas de fermentação, sendo realizados posteriormente, testes para avaliar a produção, por parte das leveduras, de um fator capaz de inibir o crescimento de P. capsici. As células foram separadas do meio fermentado por centrifugação, sendo depois rompidas com material abrasivo, sob resfriamento, separando-se a fração subcelular dos seus restos celulares. Todas as fraç6es obtidas (meio fermentado, restos celulares e fração subcelular) foram esterilizadas por autoclavagem. Os testes de inibição do crescimento de P. capsici foram conduzidos em placas de Petri contendo meio BDA, onde foram adicionadas diferentes concentraç6es do meio fermentado, de células rompidas e de fração subcelular, res- pectivamente. Estas placas foram inoculadas com P. capsici, observando-se seu crescimento durante 5 (cinco) dias consecutivos em temperatura ambiente. Os resultados obtidos mostraram que houve a produção de um fator inibidor do crescimento de P. capsici, no meio fermentado de Candida parapsilosis var, Intermedia mais acentuado até cerca de 48 horas de fermentação. Mesmo após esse período, a produção do fator de inibição se manteve ligeiramente crescente até 144 horas de fermentação nas concentrações estudadas de 1:10 e 1:5. Já para as leveduras naturais da"goga"de cacau, o fator de inibição, produzido no meio com concentração 1:10 manteve-se ligeiramente crescente de 6 a 120 horas, aumentando vigorosamente até 100% após 144 horas, o que pode ser verificado mesmo em concentrações menores como 1:20. O fator de inibição do crescimento de P. capsici, sendo produzido no interior das células no curso da fermentação, foi liberado para o meio fermentado, como pode ser demonstrado nos experimentos com frações subcelulares e restos celulares, cuja inibição foi considerada insignificante em relação ao meio fermentado / In order to reduce the"dark gray rottenness"of the cacao-tree fruits, caused by P. capsici, experiments were carried out to promote the biological control of this fungus. Its growth was accomplished in potato-dextrose-agar (PDA), showing a rapid sporulation. The production of Candida parapsilosis var, Intermedia cell mass and natural yeasts from"goga"Cacao- honey), harvest/87, were obtained in liquid Sabouraud medium. The cells growth was interrupted with 6, 12, 24, 48, 72, 96, 120 and 144 consecutive hours of fermentation; posterior tests were made to evaluate the production of an inhibition factor, by yeasts, suitable to inhibit the P. capsici, growth. The cells were separated from the fermentated medium by centrifugation, and then, they were broken with abrasive material, by cooling; the subcell fraction was separated from its cell rests. All the fractions obtained (fermentated medium, cell rests, and subcell fraction) were sterilized by autoclaving. The inhibition tests of the P. capsici, growth were conducted on Petri plates, containing PDA medium, adding different concentrations of the fermentated medium, broken cells and subcell fractions, respectively. These plates were inoculated with P. capsici, its growth was observed during five consecutive days at room temperature. The obtained results showed that there was production of a P. capsici, growth inhibitor factor Candida parapsilosis var, Intermediafermentated medium, until almost 48 hours of fermentation. Thus, after this period, the production of the inhibition factor maintained light increase until 144 hours of fermentation, at the 1:10 and 1:5 concentrations. Otherwise, the inhibition factor produced by cacao"goga"natural yeasts, in a medium with the concentration 1 :10, maintained a light increase from 6 through 12Q hours, augmenting strongly till 100%, after 144 hours, the same could be observed in concentrations smaller than 1:20. The P. capsici, growth inhibition factor produced inside the cells during the fermentation, was released to the fermentated medium, as could be demonstrated in the experiments with subcell fractions and cell rests, whose inhibition was considered insignificant in relation to the fermentated medium

O objetivo do estudo foi avaliar o efeito da inclusão de doses de S. cerevisiae na dieta sobre a digestibilidade da fibra, o consumo de matéria seca, a cinética e o ambiente ruminal de bovinos Nelore alimentados com feno de Tifton-85 (Cynodon spp.), recebendo ou não suplementação energética. Foram utilizados 36 novilhos Nelore canulados no rúmen, com aproximadamente 24 meses de idade e 400 kg de peso corporal (PC) ao início do experimento, em delineamento experimental de blocos casualizados, com seis repetições por tratamento. Os tratamentos foram obtidos em arranjo fatorial 3x2, a partir da combinação de três níveis de inclusão de S. cerevisiae (0, 8 e 40 x109 UFC/animal/dia; CNCM I-1077, Lallemand®) em duas dietas a base de feno de Tifton-85, com ou sem suplementação energética (0 e 0,8% do PC). Foram realizadas coletas de líquido ruminal para mensuração de pH, ácidos graxos de cadeia curta (AGCC) e N-amoniacal, além de esvaziamento total de conteúdo ruminal para determinação do volume, massa total e tamanho do compartimento ruminal. Amostras das fases líquida e sólida da digesta ruminal foram retiradas para as análises dos componentes da digesta e população de microrganismos ruminais através da técnica de PCR em tempo real. A inclusão de levedura aumentou linearmente o consumo de matéria seca (P = 0,03) e de FDN (P = 0,01), no entanto não houve efeito sobre o pH ruminal (P = 0,30). A suplementação energética aumentou a concentração ruminal de AGCC totais (P < 0,01). Em relação à digestibilidade in situ da FDN, a inclusão de levedura promoveu aumento linear para as quatro forrageiras após 24 h de incubação (P = 0,02). A inclusão também aumentou a massa ruminal de MS (P = 0,02) e FDN (P = 0,02), mas não a de FDN indigestível (P = 0,33). Não houve efeito da levedura sobre a população das bactérias celulolíticas mais abundantes no rúmen (F. succinogenes, R. flavefaciens e R. albus) (P = 0,72). Como conclusão, a inclusão de levedura na dieta de bovinos Nelore aumenta a digestibilidade ruminal da fibra, porém o aumento da digestibilidade da fibra não pôde ser explicado por mudanças na população de bactérias celulolíticas no rúmen. / The objective of the study was to evaluate the effect of inclusion of dietary S. cerevisiae on fiber digestion, dry matter intake, kinetics and ruminal environment of Nellore cattle fed with Tifton-85 hay (Cynodon spp.), receiving or not energetic supplementation. Thirty-six rumen cannulated Nellore steers, approximately 24 months old and 400 kg body weight (BW) were used at the beginning of the experiment, in a randomized complete block design with six replicates per treatment. The treatments were obtained in a 3x2 factorial arrangement, by combining three inclusion levels of S. cerevisiae (0, 8 and 40 x109 CFU/animal/day; CNCM I-1077, Lallemand®) in two diets based on Tifton-85 hay, with or without energetic supplementation (0 and 0.8% of BW). Ruminal fluid samples were collected to measure pH, short chain fatty acids (SCFA) and ammonia nitrogen, as well as the rumen evacuation to determine the volume, total mass and size of the rumen compartment. Samples of the solid and liquid phases of the rumen digesta were taken for analysis of the digesta components and population of ruminal microorganisms through the real-time PCR technique. The yeast inclusion linearly increased the dry matter intake (P = 0.03) and NDF (P = 0.01), however with no effects on rumen pH (P = 0.30). Energy supplementation increased the rumen concentration of total SCFA (P < 0.01). The yeast inclusion linearly increased in situ digestibility of NDF of the four forages after 24 h of incubation (P = 0.02). The yeast inclusion also increased the ruminal mass of DM (P = 0.02) and NDF (P = 0.02), but not the indigestible NDF (P = 0.33). There was no yeast effect on a population of the most abundant cellulolytic bacteria in the rumen (F. succinogenes, R. flavefaciens and R. albus) (P = 0.72). In conclusion, the inclusion of yeast in the diet of Nelore cattle increases the rumen digestibility of the fiber, however, it could not be explained by changes in the population of cellulolytic bacteria in the rumen.

Microrganismos geneticamente modificados (OGMs), obtidos através das técnicas de biologia molecular são amplamente utilizados para as mais diversas finalidades, atingindo o ambiente, solo, águas, animais e até mesmo o Homem. Contudo, o comportamento e o destino destes microrganismos no ambiente, depois que sua função tenha sido completada, e onde estes não podem ser controlados, tem sido objeto de preocupação. Para diminuir os riscos potenciais associados à liberação (acidental ou intencional) dos OGMs no ambiente pesquisadores desenvolveram sistemas de contenção de microrganismos geneticamente engenheirados, baseados na clonagem de genes que codificam proteínas tóxicas, sob regulação de promotores indutíveis (para revisão ver Molin et aI., 1993). Estes sistemas permitem o controle da morte celular em tempo pré-determinado, com a indução do promotor que regula o gene que codifica a proteína tóxica. Contudo, embora as leveduras sejam tão importantes e úteis quanto as bactérias, não existem sistemas suicidas usados para contenção destes microrganismos. No presente trabalho, construímos um sistema suicida para a levedura Saccharomyces cerevisiae o qual apresenta o gene da nuclease de Serratia marcescens clonado sob controle do promotor ADH2GAPDH, que é reprimido por glicose. Desde que a nuclease é capaz de destruir DNA e RNA, tal sistema não permitirá que o material genético do OGM em questão, seja transferido para outros microrganismos, após a morte celular. A atividade da nuclease foi detectada in vivo, através da diminuição da viabilidade dos transformantes de levedura, após o consumo da glicose. Quando leveduras mutantes rad52 foram usadas como células hospedeiras, o efeito letal do plasmídeo foi dramaticamente aumentado. Por outro lado, a atividade da nuclease produzida nos tranformantes de levedura foi analisada in vitro, através da incubação de extratos celulares com DNA plasmidiano mostrando a completa degradação deste em gel de agarose. Além disso, em ensaio de microcosmos, a viabilidade das leveduras portadoras do plasmídeo suicida no ambiente diminuiu drasticamente quando comparada com células controles. Estes resultados mostram que a nuclease de Serratía marcescens é expressa de forma ativa em S. cerevísíae sendo capaz de evitar a permanência dos transformantes de leveduras no ambiente, em laboratório, ou em condições simulando o ambiente, sem a necessidade de um indutor adicional. / Genetic Engineered Microorganisms (GEMs), obtained by molecular biology techniques, are becoming of widespread use for different purposes thus reaching the environment, including soil, water, plants, animais and Man. However, the behavior and fate of these microorganisms after their function has been completed in environments where they cannot be physically contained is a matter of concern. To minimize the potential risks associated with the release (deliberate or accidental) of GEMs in the environment, researchers have developed biological containment systems for bacteria which are based on the cloning of genes coding for toxic proteins, under the regulation of regulatable promoters (for review, see Molin et al., 1993). Such suicide systems allow the predetermined control of cell death from the moment the promoter of the killer gene is switched on. However, even if yeasts are as useful and important in biotechnological processes as bacteria, there is no suicide system described so far for the containment of these microorganisms. In the present work, we constructed a suicide system for the yeast Saccharomyces cerevisiae, consisting of the Serratia marcescens nuclease gene, cloned under the control of the yeast AOH2GAPOH promoter, which is repressed by glucose. Since this nuclease is able to destroy DNA and RNA, such suicide system does not allow the genetic material of the GEM to be transferred to other microorganisms upon cell death. The nuclease activity in S. cerevisiae was detected in vivo, through the decrease in cell viability of the yeast transformants, upon glucose consumption. When yeast rad52 mutants were used as the host cells, the lethal effect of the suicide plasmid was dramatically increased. On the other hand, the activity of the nuclease produced in yeast transformants was analyzed in vitro, by incubation of cell-free extracts with plasmid DNA, showing complete degradation on agarose gels. Furthermore, in microcosmos assays, the viability of the yeast cells carrying the suicide plasmid decreased drastically when compared to control cells. These results showed that the S. marcescens nuclease is expressed in an active form in S. cerevisiae, being able to avoid the maintenance of the yeast transformants, either in the laboratory, or in conditions simulating the environment, without the need of adding any inducer.

A espécie Dekkera bruxellensis tem sido detectada como a principal levedura contaminante em diversos processos fermentativos, dentre eles o de produção de etanol combustível, apresentando uma surpreendente capacidade de crescimento e adaptação naqueles substratos. No entanto, pouco se conhece sobre suas características de crescimento em condições de estresse e comportamento fermentativo. Desta forma, este trabalho objetivou avaliar a tolerância ao estresse e as características fermentativas exibidas por três linhagens de D. bruxellensis isoladas da fermentação alcoólica, além do efeito da contaminação em mosto de caldo de cana sobre os parâmetros fermentativos, buscando informações que possam contribuir para o manejo da fermentação alcoólica quando contaminada com esta levedura. Foram realizados testes de caracterização em meio YEPD sólido e líquido em condições estressantes para as três linhagens de D. bruxellensis e uma linhagem de S. cerevisiae (PE-02). O efeito do tratamento ácido associado ao etanol sobre a viabilidade das quatro linhagens em situação de agitação e sem agitação foi também avaliado. Em seguida, testes fermentativos em meio sintético (sem reciclo celular) e em meio de caldo de cana (com reciclo celular e utilizando-se ou não tratamento ácido) foram conduzidos para verificar as características fermentativas das linhagens de D. bruxellensis em comparação com S. cerevisiae, simulando-se uma contaminação por 103 células/mL da linhagem CCA155 em meio de caldo de cana. As três linhagens de D. bruxellensis apresentaram crescimento invasivo em meio YEPD sólido, possivelmente um mecanismo de sobrevivência da levedura em condições estressantes. Observou-se uma variação na resposta das linhagens às situações de estresse (baixo pH e alta concentração de etanol). Em condições não estressantes, a linhagem PE-02 apresentou melhor desenvolvimento, no entanto, em situações de estresse de pH, concentrações de açúcar e etanol, as linhagens de D. bruxellensis desenvolveram-se melhor. O controle eficiente do crescimento destas leveduras poderia ser obtido com um tratamento combinado de baixo pH (1,5) e etanol (9%), porém houve também prejuízo significativo à levedura S. cerevisiae, embora em menor extensão. Em sistema de batelada sem reciclo celular em meio sintético, verificou-se que a agitação influenciou significativamente a produção de etanol e ácidos por D. bruxellensis. O teor alcoólico foi maior quando se utilizou glicose como fonte de carbono ao invés de sacarose. Em sistema de batelada com reciclo celular em meio de caldo de cana, foram obtidos melhores resultados quanto à produção de etanol, menor teor de açúcar redutor total residual e maior eficiência fermentativa quando se utilizou o tratamento ácido do fermento (pH 1,5), assim como melhor controle do crescimento da linhagem CCA155 quando em cultura mista com S. cerevisiae (PE-02). O tratamento ácido utilizado teve efeito não só sobre o crescimento da levedura contaminante, mas também beneficiou a levedura do processo, resultando assim na minimização do efeito da contaminante sobre a fermentação conduzida em meio de caldo de cana sob dez ciclos fermentativos de 12 horas. / The species Dekkera bruxellensis has been considered as the main contaminant yeast in several fermentative processes, including the fuel alcohol production, showing a surprising growth capacity and adaptation in those substrates. However, a little is known about their growth characteristics in stressing conditions and fermentative profile. In this context, this work aimed to evaluate the stress tolerance and fermentative characteristics exhibited by three strains of D. bruxellensis isolated from the alcoholic fermentation, besides the effect of the contamination in sugar cane juice over the fermentative parameters, searching for information that could contribute to the management of the alcoholic fermentation when the medium is contaminated with this yeast. Characterization tests in YEPD medium (solid and liquid) under stressing conditions for the D. bruxellensis and S. cerevisiae (PE-02) strains were carried out. The effect of the acid treatment associated with ethanol over the cell viability of the four strains in shaken and non-shaken flasks was also evaluated. Following, fermentative tests in synthetic medium (without cell recycle) and in sugar cane juice (with cell recycle and with/without acid treatment) were carried out to verify the fermentative characteristics of the strains of D. bruxellensis comparing to S. cerevisiae, simulating a contamination by 103 cells/mL of the strain CCA155 in sugar cane juice. All the strains of D. bruxellensis showed invasiveness in YEPD agar medium, probably a survival mechanism in stressful conditions. A variation in the response of the strains to the stressing conditions (low pH and high ethanol concentration) was observed. In nonstressing situations, the strain PE-02 showed better growth; however, in stressing conditions of pH, ethanol and sugar concentrations, the strains of D. bruxellensis had better growth performance. The effective control of their growth could be obtained with a combined treatment of low pH (1.5) and ethanol (9%), however, a significant harmful effect to the S. cerevisiae strain was also verified, but in a lower extension. In batch system without cell recycle in synthetic medium, it was verified the influence of agitation over the ethanol and acid production by D. bruxellensis. The alcohol content was significantly higher when glucose was utilized instead of sucrose. In batch system with cell recycle in sugar cane juice, the best results for ethanol production, lower residual total reducing sugar and higher fermentative efficiency were obtained with the acid treatment of the ferment at pH 1.5, as well as a better growth control of the strain CCA155, in mixed culture with S. cerevisiae (PE-02). The acid treatment utilized in this work had effect not only over the growth of the contaminant yeast, but also benefited the yeast S. cerevisiae, resulting in the minimization of the effect of the contaminant over the fermentation developed in sugar cane juice medium in 12-hour ten fermentative cycles.