Submitted by Rosangela Silva (rosangela.silva3@unioeste.br) on 2018-05-30T14:15:49Z No. of bitstreams: 2 Thiago Morais de Castro.pdf: 2981699 bytes, checksum: 66cbb29086744ea891ed186377e4ec48 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2018-05-30T14:15:49Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Thiago Morais de Castro.pdf: 2981699 bytes, checksum: 66cbb29086744ea891ed186377e4ec48 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2018-01-31 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The main objective of this study was to evaluate the performance of the anaerobic co-digestion of different concentrations of industrial landfill leachate associated with crude residual glycerin, in a continuous anaerobic bioreactor with a fixed-structure bed (ABFSB) in the same process of anaerobic co-digestion. In this way, co-digestion tests were carried out in laboratory scale (400 mL of useful volume), batch operated in mesophilic conditions (30 ± 1 °C), with a 30-day incubation time in which five levels of (0, 1.5, 5, 8.5, and 10%) and five food/microorganism (F/M) levels (0.3, 0.5, 1, 0, 1.5, and 1.7), adopting experimental design of the Central Composite Rotational Design (CCRD). The results indicated a significant effect on the responses: methanogenic potential, removal of organic matter in terms of COD, accumulated production of CH4, and estimation of maximum production of CH4 using the modified Gompertz model, considering a confidence interval of 95% (p <0.05). From the results and with the desirability test it was verified that the ideal mixture was 95.13% of the industrial landfill leachate with 4.87% of the crude residual (v/v) residual glycerin with F/M ratio of 1.61 to optimize the process as a function of the response variables. From this recommended combination, with approximately 5% glycerin added to the leachate (v/v), the performance of ABFSB was evaluated in the co-digestion cited. The performance of the process was evaluated in three stages: biomass adaptation, gradual increase of organic loading rate (OLR) and reduction of alkaline supplementation. After the first 48-day period, the results were favorable to the application of the bioreactor in the evaluated anaerobic co-digestion, since the system presented stable conditions regarding the operational parameters with the addition of alkalinity with sodium bicarbonate (NaHCO3) and biomass adaptation. Thus, the second stage was started with application of increasing OLR (2, 3.5, 7.1 and 11.6 gCOD L-1 d-1). In the OLR of 7.1 gCOD L-1 d-1, the process reached the maximum methane flow rate (MFR) of 7.61 LNCH4 d-1, methane (MY) yield of 0.302 LNCH4 gCODrem-1 and volumetric methane production rate (VMPR) of 2.79 LNCH4 L-1 d-1, with total COD (ERCOD) and soluble COD removal efficiencies (ERsCOD) above 90%. Thus, the condition adopted in the third was OLR of 7.1 gCOD L-1 d-1, CODaffluent of 10.68 gO2 L-1 and hydraulic holding time of 35.2 h, aiming to optimize the quantity effectively required of NaHCO3. The minimum required concentration of alkalinity supplementation was of 0.28 gNaHCO3 gDQOaffluent-1. It is concluded that alkalinity supplementation was an important factor in the stability of the bioreactor. Finally, it is evidenced that the system is promising and that the results can serve as subsidy for industrial landfills to adopt this form of co-digestion, with biogas energy use. / O objetivo principal deste trabalho foi avaliar a codigestão anaeróbia de diferentes concentrações de lixiviado de aterro industrial e glicerina inicialmente em reatores em batelada e posteriormente o desempenho do processo em biorreator anaeróbio de leito fixo ordenado (Continuous Anaerobic Bioreactor with a Fixed-Structure Bed – ABFSB) em fluxo ascedente contínuo. Foram realizados ensaios de codigestão em reatores, em escala de laboratório, operados em batelada em condições mesofílicas (30 ±1 °C), com tempo de incubação de 30 dias, quando foram testados cinco níveis de adição de glicerina ao lixiviado (v/v) (0; 1,5; 5; 8,5 e 10%) e cinco níveis de relação alimento/microrganismo (A/M) (0,3; 0,5; 1,0; 1,5 e 1,7), adotando-se planejamento experimental do tipo Delineamento Composto Central Rotacional (DCCR). Os resultados obtidos indicaram efeito significativo para as variáveis respostas: potencial metanogênico, remoção de matéria orgânica, em termos de DQO, produção acumulada de CH4 e a estimativa da produção máxima de CH4 utilizando o modelo de Gompertz modificado, considerando intervalo de confiança de 95% (p<0,05). A partir dos resultados e com o ensaio da desejabilidade foi verificado que a mistura ideal foi de 95,13% do lixiviado de aterro industrial com 4,87% da glicerina residual bruta (v/v) com relação A/M de 1,61 para otimização do processo em função das variáveis respostas. A partir desta combinação recomendada, com aproximadamente 5% de glicerina adicionada ao lixiviado (v/v), avaliou-se o desempenho do ABFSB na codigestão citada. O desempenho do processo foi avaliado em três etapas: adaptação da biomassa, aumento gradual da carga orgânica volumétrica (COV) e redução da suplementação alcalina. Na primeira etapa o sistema apresentou condições estáveis quanto aos parâmetros operacionais com a suplementação da alcalinidade com bicarbonato de sódio (NaHCO3) e adaptação da biomassa. Na segunda etapa com aplicação de COV crescentes (2; 3,5; 7,1 e 11,6 gDQO L-1 d-1). Na COV de 7,1 gDQO L-1 d-1, o processo atingiu os máximos valores de vazão de metano (MFR) de 7,61 LNCH4 d-1, rendimento de metano (MY) de 0,302 LNCH4 gDQOrem-1 e a produção volumétrica de metano (VMPR) de 2,79 LNCH4 L-1 d-1, com eficiências de remoção de DQO total (ERDQO) e DQO solúvel (ERDQOs) superiores a 90%. Na terceira etapa com o COV de 7,1 gDQO L-1 d-1, DQOafluente de 10,68 gO2 L-1 e TDH de 35,2 h, visando otimizar a quantidade efetivamente necessária de NaHCO3. A concentração mínima necessária da suplementação de alcalinidade foi de 0,28 gNaHCO3 gDQOafluente-1. Concluiu-se que a suplementação da alcalinidade foi um fator de importância na estabilidade do biorreator, ficando evidenciado que o sistema é promissor e que os resultados podem servir de subsídio para que aterros industriais adotem esta forma de codigestão, com aproveitamento energético do biogás.

A presença de bactérias na base de microplantas estabelecidas in vitro, acarreta o descarte da cultura, tornando a técnica onerosa. Entretanto, há de se considerar que nem sempre a presença dos microrganismos afeta o desenvolvimento das plantas em diferentes fases da micropropagação, inferindo que essas colônias são resultantes de exsudações de endófitos da espécie cultivada. Neste contexto, o presente trabalho visou verificar as possíveis influências da manifestação bacteriana endofítica no desenvolvimento in vitro de clones de Eucalyptus benthamii. Para tanto, foram útilizados quatro clones (BP101; BP115, BP118 e BP120), em duas etapas de desenvolvimento: multiplicação e alongamento e, embora o processo in vitro fosse o principal foco da pesquisa, as análises estenderam-se para a fase de aclimatização, ou seja, desenvolvimento ex vitro. As microcepas foram mantidas in vitro sob dois tipos de manifestações bacterianas, as quais por sua vez, foram distintas quanto à coloração em: manifestação de colônias amarelas e manifestação de colônias brancas e, o controle, sem manifestação. Para compreender o desenvolvimento das microplantas na presença dos microrganismos, foram avaliados os parâmetros referentes ao incremento em massa seca, número de brotações, brotações alongadas e enraizamento, bem como características anatômicas e bioquímicas (produção de malondealdeído e teor de nitrogênio) das mesmas. Por meio da identificação molecular por BOX-PCR os isolados bacterianos foram agrupados e posteriormente identificados por sequenciamento parcial do gene 16S rRNA. As linhagens bacterianas identificadas foram analisadas quanto à produção de AIA e fixação de nitrogênio, sendo as linhagens com os melhores resultados utilizadas na bacterização de microcepas de duas diferentes espécies de eucalipto (E. benthamii e E. cloeziana). Os resultados evidenciaram que nem toda presença microbiana in vitro é prejudicial às plantas micropropagadas, pelo contrário, observou-se que na maioria dos casos em E. benthamii, as manifestações possuem efeito neutro ou benéfico, promovendo o desenvolvimento das microplantas. As manifestações brancas e/ou amarelas constituíam uma associação de bactérias, com alta especificidade na interação endófito/microplanta. As análises moleculares identificaram similaridade com seis gêneros bacterianos: Curtobacterium (Actinobacteria), Bacillus e Aneurinibacillus (Firmicutes), Delftia (Betaproteobacteria), Bradyrhizobium, e Novosphingobium (Alphaproteobacteria), onde alguns deles mostraram-se comuns nos diferentes clones, sendo a Curtobacterium presente em todas as manifestações de todos os clones de E. benthamii analisados. Os resultados obtidos com a bacterização de diferentes espécies de eucalipto reforçam a especificidade da microbiota endofítica manifestada com seu hospedeiro, uma vez que a introdução de um isolado (inóculo) pode ocasionar alteração no equilíbrio do sistema de interação estabelecido, acarretando na redução ou simplesmente mantendo estável a taxa de crescimento das microplantas. Dessa forma, diante do atual panorama das biofábricas, as quais descartam inúmeras microplantas cultivadas in vitro em decorrência das manifestações bacterianas, evitar o descarte das microcepas e controlar sua manifestação, representa minimizar consideravelmente os prejuízos para as empresas e setores de pesquisas. / The occurrence of bacteria growing together with microplants in vitro conditions frequently lead to discard of the material, increasing the costs on the micropropagation techniques. However, the microorganisms presence on the bacterial cultures do not always affect the plant development during the different phases of micropropagation because the bacteria colony probability are originated from self microplants as endophytic manifestations. This study evaluated the possible influences of the endophytic bacterian manifestation in the development of Eucalyptus benthamii growing on in vitro conditions. To access the evaluations were used four clones (BP101, BP115, BP118 e BP120) in two phases of microplants in vitro development: multiplication and elongation. The microstumps were grown under two different kinds of bacterial manifestations, distinguishable by colors in: white colony manifestations, yellow colony manifestations and no manifestations (control). To elucidate the microstumps development under the microorganisms presence, were evaluated referent parameters to the dry mass increasing, number of shoots, elongated shoots and rooting, as well as anatomical and biochemical characteristics alterations (malondialdehyde and nitrogen content). After bacterial isolation, they were grouped and identified by BOX-PCR, using partial sequencing of 16S rRNA gene. On the sets of the identified bacteria were analyzed for the AIA production and the nitrogen fixation, and those with better results were used to bacterizate another microstumps of two different Eucalyptus species (E. benthamii and E. cloeziana). The results indicate that the presence of in vitro microrganisms and microstumps together not always affect negatively the plant development. In opposite, bacterial manifestations brought benefits, stimulating the microstumps growth or do not affecting the growth of E. benthamii in vitro conditions. Actually, the white and yellow manifestations represents clusters of different bacteria, with high specificity in the interaction microstumps and endophytic. Molecular approaches identified through similarity analysis, six bacterial genus: Curtobacterium (Actinobacteria), Bacillus and Aneurinibacillus (Firmicutes); Delftia (Betaproteobacteria), Bradyrhizobium and Novosphingobium (Alphaproteobacteria). The occurrences of several of the bacteria were common among some clones, and Curtobacterium was present in all clones of E. benthamii analyzed. The results obtained by bacterization of two different Eucalyptus species confirmed that there is a high specificity between endophytic microorganisms\" manifestations and its host plants, because the artificial bacteria introduction can causes alterations on the equilibrium of the establishment system of plant-microorganism interactions, reducing or stabilizing growth rates on microstumps. Considering the current situation about the biofactories, which usually discard great amount of cultivate microplants in vitro because of the bacterial manifestation, it´s possible avoid these plant discard and make a control of their manifestations, with the intention to minimize substantially the losses in biofactories and also in research laboratories.

A cana-de-açúcar é uma cultura agrícola de grande importância econômica para o Brasil, e a expansão de seu cultivo para solos marginais requer uma maior utilização de fertilizantes à base de nitrogênio (N). Na maioria dos países produtores, a adubação nitrogenada se baseia em altas doses de aplicação, enquanto, no Brasil, o seu uso é relativamente baixo devido, em parte, ao processo de fixação biológica de nitrogênio (FBN) pela ação de bactérias diazotróficas. Além da FBN, as plantas adquirem fontes de N, como amônio e nitrato, por meio de transportadores de membranas localizados nas raízes. Há evidências que a associação com microrganismos pode favorecer as plantas por meio da regulação dos genes de transportadores de N. Desta forma, este trabalho teve como objetivo caracterizar o transporte de amônio e nitrato, avaliando a expressão gênica dos principais transportadores de N em cana-de-açúcar cultivada in vitro sob o efeito da associação com bactérias diazotróficas. Também foi descrita a comunidade bacteriana de plântulas in vitro, bem como o efeito da fertilização com N e da inoculação com bactérias diazotróficas em plantas maduras. Plântulas de \'SP70- 1143\' e \'Chunee\', que contrastam para FBN, foram empregadas em ensaios in vitro sob diversas concentrações e fontes de N em associação ou não com uma estirpe de Gluconacetobacter diazotrophicus ou um mistura de bactérias diazotróficas (G. diazotrophicus, Herbaspirillum seropedicae, H. rubrisubalbicans, Azospirillum amazonense e Burkholderia tropica). A caracterização do transporte de N por meio de ensaios de absorção de nitrato e amônio marcados (15N) revelou que a interação entre cana-de-açúcar x G. diazotrophicus induziu a expressão do gene do transportador de nitrato ScNRT2.1, o que levou a uma tendência no aumento no influxo de nitrato, assim como dos genes de transportadores de amônio ScAMT1.1 e ScAMT1.3, resultando em maiores influxos de amônio apenas para a cultivar \'SP70- 1143\'. Já a associação da cana-de-açúcar com a mistura de bactérias diazotróficas revelou que somente houve indução transcricional de ScAMT1.1, o que resultou na maior absorção de amônio em \'SP70-1143\'. Por sua vez, quando analisada a interação in vitro por 30 dias, a presença da bactéria, apesar de transiente, possivelmente favoreceu a expressão dos genes de transportadores de nitrato ScNRT1.1 e ScNRT2.1, e do transportador de amônio ScAMT1.1, resultando no maior acúmulo de 15N-nitrato de amônio nas plantas de \'SP70-1143\'. Foi detectada uma comunidade bacteriana associada a plântulas micropropagadas, a qual é distinta entre os genótipos \'SP70-1143\' e \'Chunee\' e se altera com a inoculação com G. diazotrophicus. Para as plantas cultivadas em campo, a comunidade bacteriana existente foi alterada pela fertilização de N, mas não pela inoculação com diazotróficas. Portanto, a inoculação com bactérias diazotróficas parece induzir a expressão dos principais genes transportadores de amônio e nitrato em plântulas do genótipo \'SP70-1143\' resultando na maior absorção de fontes inorgânicas de N. / Sugarcane has a large economic importance to Brazil, and it\'s the expansion of cultivation to marginal soils requires a larger application of nitrogen fertilizers (N) to maintain yield. In most producing countries, N fertilization is based on high application rates, whereas in Brazil N fertilization is relatively low, possibly due in part, to the process of biological nitrogen fixation (BNF). In addition, plants acquire inorganic N sources from the soil by membrane transporters that may be regulated by association with microorganisms. This study aimed to characterize the ammonium and nitrate transport evaluating the gene expression profile of the major transporters grown in vitro in association with diazotrophic bacteria. It was also described the bacterial community in micropropagated plants, as well as the effect of N fertilization or inoculation with nitrogen fixing bacteria in mature plants. \'SP70-1143\' and \'Chunee\' which contrasted to BNF, were used in in vitro experiments in several concentrations and N source, in association or not with a strain of Gluconacetobacter diazotrophicus or a bacteria mixture (G. diazotrophicus, Herbaspirillum seropedicae, H. rubrisubalbicans, Azospirillum amazonense and Burkholderia tropica). The characterization of the N transport by uptake assays with 15N-labeled ammonium and nitrate, revealed that the interaction between sugarcane x G. diazotrophicus induced, the nitrate transporter gene ScNRT2.1 expression, which lead to trend to increase nitrate influx, as well as the ammonium transporter genes ScAMT1.1 and ScAMT1.3, resulting in higher ammonium influx in \'SP70-1143\'. Sugarcane associated with the bacterial mixture revealed a transcriptional induction of ScAMT1.1 resulting in larger ammonium acquisition in \'SP70-1143\'. Further, the presence of bacteria in vitro for 30 days, although transient, possibly favored the expression of nitrate transporters ScNRT1.1 and ScNRT2.1, and the ammonium transporter ScAMT1.1, resulting in accumulation of 15N-ammonium nitrate in \'SP70-1143\'. A bacterial community associated with in vitro plants of \'SP70-1143\' and \'Chunee\' was detected with different composition between genotypes, and which changed with artificial inoculation. For plants grown in the field, the bacterial community was affected by N fertilization but not by inoculation with diazotrophic. These results indicate that the inoculation with diazotrophic bacteria appears to induce the expression of the major ammonium and nitrate transporters genes in \'SP70-1143\' plants resulting in higher uptake of inorganic N sources.

Neste trabalho avaliou-se a influência das condições operacionais da célula a combustível microbiana &#40;CCM&#41; na remoção de matéria orgânica de águas residuárias e na geração de energia elétrica direta. As Hipóteses 1, 2 e 3 verificaram respectivamente as influências do tempo de detenção hidráulica &#40;TDH&#41;, das condições mesofílica &#40;25 &#186;C&#41; e termofílica &#40;55 &#186;C&#41; de temperatura e da razão de recirculação &#40;R&#41; do efluente no cátodo da CCM &#40;0, 1, 3 e 5&#41; na geração de energia elétrica, na adesão e na comunidade microbiana e na remoção de DQO em CCM sem membrana de íon seletiva alimentada com água residuária sintética a base de sacarose. As Hipóteses 1, 2 e 3 foram aceitas. A redução do TDH permitiu maior geração de energia e dominância na comunidade microbiana e menor adesão da comunidade microbiana ao eletrodo. Enquanto que longos TDH removeram mais DQO, porém geraram menores valores de tensão elétrica. As condições termofílicas apresentaram maiores valores de tensão elétrica gerada e maior dominância da comunidade microbiana e menor adesão microbiana ao eletrodo e eficiência de remoção de DQO. A constante cinética aparente em condição termofílica &#40; 0,035 h-1&#41; foi duas vezes menor que em condição mesofílica &#40; 0,083 h-1&#41;. O aumento da R melhorou a geração de energia e a remoção de DQO, pois houve melhor transferência de massa do meio líquido para os microrganismos e do meio gasoso para liquido e menor concentração de biomassa aderida ao eletrodo do cátodo aumentando a tensão elétrica gerada. Na Hipótese 4, verificou-se o uso e o efeito do TDH no tratamento de vinhaça de cana de açúcar em CCM sem membrana trocadora de íon seletivo operada em condição termofílica. A CCM foi capaz de remover a matéria orgânica da vinhaça de cana de açúcar e gerar energia elétrica direta, validando a Hipótese 4. As hipóteses 5, 6 e 7 avaliaram as influências da relação DQO, nitrogênio e fósforo da água residuária de produção de vinho, do tempo de retenção celular &#40;TRC&#41; e da configuração do eletrodo no desempenho de CCM de duas câmaras usando membrana de íon seletivo. Acataram-se as hipóteses 5, 6 e 7. O desbalanceamento entre DQO, nitrogênio e fósforo da água residuária de produção de vinho é um dos principais obstáculos para o uso desta tecnologia e a relação de DQO&#58;N&#58;P de 700&#58;10&#58;1 tem elevado potencial para gerar energia elétrica direta em CCM, embora não seja eficiente na remoção de matéria orgânica. A geração de energia aumenta com a redução do TRC, visto que há seleção dos microrganismos eletrogênicos e aumento da carga orgânica volumétrica específica reduzindo a competição por substrato. Entretanto, o TRC não influenciou a remoção de matéria orgânica, pois somente uma pequena parte da DQO foi removida similar em todos os TRC. As características físicas do eletrodo como a porosidade, a rugosidade e a densidade de área do eletrodo e a biocompatibilidade do eletrodo são fatores determinantes para aumentar o desempenho da CCM. Entre os eletrodos estudados, o feltro de carbono foi o melhor material encontrado. / In this work the influence of the operational conditions of the microbial fuel cell &#40;MFC&#41; were evaluated in organic matter removal from wastewater treatment and in the power generation. Hypotheses 1, 2 and 3 respectively checked the influences of hydraulic retention time &#40;HRT&#41;, of mesophilic and thermophilic conditions &#40;25 &#176;C and 55 &#176;C, respectively&#41; and the recirculation ratio &#40;R&#41; of the effluent in cathode of MFC &#40;0, 1, 3 and 5&#41; in the power generation, microbial adhesion and community and COD removal of membraneless MFC fed with synthetic wastewater based on sucrose. Hypotheses 1, 2 and 3 have been accepted. Reducing the HRT increased the power generation and the dominance in microbial community and decreased the COD removal efficiency and microbial adhesion to the electrode. Long HRT more efficiently removed the organic matter but generated lower voltages. The thermophilic conditions yielded a more dominant microbial community that favored power generation compared with the mesophilic conditions because of reduced microbial adhesion to the electrode. The COD removal efficiencies were higher under mesophilic conditions than under thermophilic conditions due to the higher apparent kinetic constant at mesophilic conditions &#40;0.083 h-1&#41; than in thermophilic conditions &#40;0.035 h-1&#41;. Increasing the R improved the power generation and the COD removal, because the mass transfer in the liquid medium for microorganisms was improved and the biomass adhered to the cathode electrode decreased increasing the voltage. In Hypothesis 4, the use and effect of HRT in treating sugar cane vinasse in membraneless MFC operated at thermophilic conditions were evaluated. The CCM was able to remove the COD of sugarcane vinasse and generate electricity directly, confirming the hypothesis 4. Hypotheses 5, 6 and 7 assessed the influences of COD, nitrogen and phosphorus ratio in winery wastewater, of sludge retention time (SRT) and of electrode configuration in dual chamber MFC. Hypotheses 5, 6 and 7 were adopted. The misbalance between COD, nitrogen and phosphorus from winery wastewater is a major obstacle to the use of this technology and COD&#58;N&#58;P ratio of 700&#58;10&#58;1 had high potential to generate power in MFC, although it is not effective in removing organic matter. The power generation increases with the reduction of the SRT, since there were the selection of bioeletrogenic microorganisms and increased the volumetric organic load rate reducing competition for substrate. However, the SRT did not affect the removal of organic matter, because only a small part of COD was removed regardless of SRT. Physical characteristics of the electrode as porosity, roughness and the electrode area density and the biocompatibility of the electrode are key factors to increase the performance of CCM. The carbon felt was the best studied material having the highest values of porosity, roughness and the electrode area density.

Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / Integrated crop‑livestock systems (ICLS) can improve the chemical, physical and biological soil attributes. However, grazing intensification may outweigh these benefits and cause severe losses to the system. Soil biota is considered a good environmental bioindicator and can attest to the quality of the system management. This study aimed to know the implications of grazing intensification on soil biota in a long-term ICLS, to verify which soil conditions most influence biological attributes, and to evaluate if these attributes can be used as environmental quality indicators in ICLS. The experiment was started in 2001, on a 23 hectare area, with Glycine max in summer and Avena strigosa+Lolium multiflorum for continuous cattle grazing in winter. The treatments consisted of four sward heights (10, 20, 30, and 40 cm), plus an ungrazed area, as the control. Sampling was performed in four seasons between 2014-2016, two after the grazing season and two after soybean harvest. Soil basal respiration, microbial biomass carbon (MBC), microbial quotient, diversity and abundance of meso and macrofauna, as well as chemical, physical and vegetation cover variables were evaluated for correlation. The highest microbial respiration, MBC content, abundance and diversity of the soil fauna were quantified under moderate (20 and 30 cm) and light (40 cm) grazing intensities and under no grazing. At the high grazing intensity was a vegetal cover reduction and decreasing on the physical soil quality, which resulted in a lower soil moisture and activity, abundance and diversity reduction of soil organisms community. These results increase the need for an adequate management of pasture areas, without harming the ICLS sustainability. / Os sistemas integrados de produção agropecuária (SIPAs) podem melhorar os atributos químicos, físicos e biológicos do solo. Porém, a intensificação do pastejo pode suplantar estes benefícios e causar graves prejuízos ao SIPA. A biota do solo é considerada uma boa bioindicadora ambiental e pode atestar sobre a qualidade do manejo deste sistema. O objetivo do estudo foi conhecer as implicações da intensificação do pastejo sobre a biota do solo em um SIPA de longa duração, verificar quais as condições edáficas mais influenciam os atributos biológicos, e avaliar se estes atributos podem ser utilizados como indicadores de qualidade ambiental do SIPA. O experimento é conduzido há 15 anos em uma área de 23 hectares com a sucessão Glycine max para produção de grãos no verão e Avena strigosa + Lolium multiflorum para o pastejo contínuo dos bovinos no inverno. Os tratamentos são constituídos pelas alturas de pastejo de 10, 20, 30 e 40 cm e por testemunhas sem pastejo. A amostragem foi realizada em quatro épocas entre 2014 a 2016, duas após o final da estação de pastejo e duas após a colheita da soja. Foram avaliados a respiração basal do solo, o conteúdo de carbono na biomassa microbiana (CBM), o quociente metabólico e a diversidade e abundância da meso e macrofauna epiedáfica, além das variáveis químicas, físicas e de cobertura vegetal para fins de correlação. No tratamento sem pastejo e nas maiores alturas da pastagem quantificaram-se a maior respiração microbiana, conteúdo de CBM, abundância e diversidade da fauna epiedáfica. Na menor altura de pastejo houve redução da cobertura vegetal e prejuízos aos atributos físicos do solo, o que resultou em menor teor de umidade e redução da atividade, abundância e diversidade dos organismos do solo. Estes resultados reforçam a necessidade de um manejo adequado da carga animal na pastagem para que não ocorra comprometimento à sustentabilidade dos SIPAs.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Tropical forests play vital role in maintaining the stability and quality of the environment, protecting the soil and water resources, conserving the biodiversity, protecting cultural and recreational values, which contribute to improving the quality of life of the population. Being the germplasm of forest species a wealth to be used and preserved. Schinus terebinthifolius (Anacardiaceae) has medicinal, alimentary and ecological properties, besides being destined for the recomposition of degraded areas of permanent preservation. However, there are few studies on the cytogenetics characterization and promotion growth of this species. Thus, aiming for conservation and sustainable use, the objective is to characterize cytogenetically this species, assess the quality of the seeds S. terebinthifolius from individuals of different accessions of populations of Rio Grande do Sul, as well as, to evaluate the effect of the interaction of Trichoderma spp. on the contamination and in vitro germination and ex vitro vegetative growth of S. terebinthifolius. For the determination of chromosome number were used tissues of root tips. In the germination study, the parcels with seeds were kept in a climatic chamber with a photoperiod of 16 hours at the temperature of 20°C (+/- 2°C). To the study the interaction between S. terebinthifolius and Trichoderma spp. were evaluated the isolates TSM1 and TSM2 of Trichoderma viride, 2B2 and 2B22 of Trichoderma harzianum for the in vitro experiment, through the cellophane technique and the ex vitro experiment was conducted in a greenhouse, where were evaluated the effects of the isolates 2B2 and 2B22 and the commercial product Trichodermil®, all in the presence and absence of growth regulator Stimulate®. It is concluded that the chromosome number of the species S. terebinthifolius determined for 22 accessions collected in Rio Grande do Sul is 2n = 28, indicating that there isn't intraspecific variability. The quality of the seeds of S. terebinthifolius shows great heterogeneity among the different accessions collection. With the technique of in vitro cellophane, all four isolates of Trichoderma spp. tested are efficient in controlling fungal contamination of seeds. In ex vitro cultivation, the difference was significant growth in leaf area index for strain 2B2 / As florestas tropicais desempenham função vital na manutenção da estabilidade e qualidade do meio ambiente, protegem o solo e os recursos hídricos, conservam a diversidade biológica, protegem os valores culturais e recreativos, que contribuem com a melhoria da qualidade de vida da população. Sendo o germoplasma de espécies florestais uma riqueza a ser utilizada e preservada. Schinus terebinthifolius (Anacardiaceae) possui propriedades medicinais, alimentícias e ecológicas, além de serem destinados à recomposição de áreas degradadas de preservação permanente. No entanto, ainda são poucos os estudos sobre a caracterização citogenética e promoção de crescimento dessa espécie. Assim, visando à conservação e a utilização sustentável, objetiva-se caracterizar citogeneticamente esta espécie, avaliar a qualidade das sementes de S. terebinthifolius provenientes de indivíduos de diferentes acessos do Rio Grande do Sul, bem como, avaliar o efeito da interação de Trichoderma spp. na contaminação e germinação in vitro e no crescimento vegetativo ex vitro de S. terebinthifolius. Para a determinação do número de cromossomos, foram utilizados tecidos de pontas de raízes. No estudo de germinação, as parcelas com as sementes foram mantidas em câmara climática com fotoperíodo de 16 horas à temperatura de 20°C (+/- 2°C). Para o estudo da interação entre S. terebinthifolius e Trichoderma spp. foram avaliados os isolados TSM1 e TSM2 de Trichoderma viride, 2B2 e 2B22 de Trichoderma harzianum para o experimento in vitro, através da técnica do papel celofane e o experimento ex vitro foi realizado em casa de vegetação, onde se avaliou os efeitos dos isolados 2B2 e 2B22, e o produto comercial Trichodermil®, todos na presença e ausência do regulador de crescimento Stimulate®. Conclui-se que o número de cromossomos da espécie S. terebinthifolius determinado para 22 acessos coletados no Rio Grande do Sul é de 2n = 28, indicando que não ocorre variabilidade intraespecífica. A qualidade das sementes de S. terebinthifolius apresenta grande heterogeneidade entre os diferentes acessos de coleta. Com a técnica in vitro do papel celofane, os quatro isolados de Trichoderma spp. testados são eficientes no controle da contaminação fúngica das sementes. No cultivo ex vitro, observou-se diferença significativa de crescimento no índice de área foliar para o isolado 2B2;

Several risk factors have been shown to be able to adjust the establishment and progression of periodontal disease. There is evidence demonstrating that some illegal drugs like cocaine and heroin can influence the pathogenesis of periodontitis. However, there is little evidence investigating the influence of crack in epidemiology and periodontal profile in periodontitis. The aim of this cross-sectional study with a control group was to compare the count of some periodontal pathogens in individuals exposed to crack the control subjects matched for age, sex and exposure to tobacco. Demographic variables were collected, clinics and subgingival biofilm of 155 subjects (74 exposed to crack / 81 controls). The microbiological outcome was count Aggregatibacter actinomycetemcomitans (Aa), Prevotella intermedia (Pi), Porphyromonas gingivalis (Pg) and Fusobacterium nucleatum (Fn) measured by real time PCR. The results demonstrated that exposure presented in greatest severity insertion loss (P = 0.000), analyzed by McNemar with the exception of marginal gingival bleeding (P = 0.489) and supragingival calculus (P = 0.504), Wilcoxon. No significant differences were observed in the prevalence of counting 106 cells / ml and the total count of bacteria evaluated between groups through Poisson regression with Variance Robusta. In the analysis of subjects who had only the highest bacterial counts (≥ 75%), both in gross nor adjusted analysis, there was a significantly higher prevalence of individuals in the group exposed to crack. It is concluded that the microbiological profile of Aa, Pg, Pi and Fn did not differ between exposed and unexposed to crack. / Inúmeros indicadores de risco têm se mostrado poder modular o estabelecimento e progressão da doença periodontal. Há evidências demonstrando que algumas drogas ilícitas como a cocaína e heroína podem influenciar na etiopatogenia da periodontite. Entretanto, há poucas evidências investigando a influência do crack na epidemiologia e perfil de periodontopatógenos na periodontite. O objetivo deste estudo transversal com grupo controle foi comparar a contagem de alguns periodontopatógenos em indivíduos expostos ao crack a sujeitos controles pareados por idade, sexo e exposição ao tabaco. Foram coletadas variáveis demográficas, clínicas e biofilme subgengival de 155 sujeitos (74 expostos ao crack /81 controles). O desfecho microbiológico foi a contagem de Aggregatibacter actinomycetemcomitans (Aa), Prevotella intermedia (Pi), Porphyromonas gingivalis (Pg) e Fusobacterium nucleatum (Fn) mensuradas pela técnica de PCR em tempo real. Os resultados demonstraram que os expostos apresentaram maior severidade na perda de inserção (P=0.000), analisado por McNemar, com excessão de sangramento gengival marginal (P=0,489) e cálculo supragengival (P=0,504), teste Wilcoxon. Não foram observadas diferenças significativas na prevalência da contagem 106 células/ml e na contagem total das bactérias avaliadas entre os grupos, através de Regressão de Poisson com Variancia Robusta. Na análise dos sujeitos que tiveram apenas as maiores contagens bacterianas (≥ 75%), tanto na análise bruta quanto na ajustada houve uma prevalência significativamente maior de indivíduos no grupo exposto ao crack. Conclui-se que o perfil microbiológico de Aa, Pg, Pi e Fn não diferiu entre expostos e não expostos ao crack.

Glicose e oxigênio são moléculas essenciais para a maioria dos organismos vivos. Além de sua importância nos processos de produção de energia - glicose como fonte de carbono e energia e oxigênio como aceptor dos elétrons doados por NADH e FADH2 - estes dois compostos funcionam como efetuadores, modulando vários processos metabólicos e fisiológicos nas células. Visto que a mitocôndria é um dos alvos afetados pelas disponibilidades destas duas moléculas, nós isolamos e seqüenciamos o genoma mitocondrial de Trichoderma reesei, um fungo multicelular empregado neste trabalho como sistema modelo. Foi estudado o efeito da variação de concentração de glicose e oxigênio sobre a expressão de transcritos do genoma mitocondrial, bem como sua implicação no metabolismo de glicose. São apresentadas análises da expressão gênica de aproximadamente 2000 transcritos de T. reesei submetido a concentrações limitantes de oxigênio dissolvido, realizadas com o emprego da técnica de microarrays de cDNA. Pelo menos 330 transcritos foram diferencialmente expressos em função da disponibilidade de oxigênio. Aqueles envolvidos nos processos de síntese protéica e divisão celular foram regulados negativamente, enquanto transcritos relacionados com funções de defesa celular e síntese de RNA foram positivamente regulados. Uma fração substancial de outros genes afetados pela baixa disponibilidade de oxigênio não possui, atualmente, funções celulares conhecidas. Esta observação deve contribuir para a posterior anotação funcional do genoma de T. reesei. Também foram identificados reguladores transcricionais diferencialmente expressos em baixas tensões de oxigênio. O perfil de expressão destes reguladores aponta-os como potenciais candidatos ao envolvimento com a expressão de genes afetados pela disponibilidade de oxigênio. / Glucose and oxygen are essential molecules in most of living organisms. In addition to their importance in production of energy - glucose as a carbon and energy source and oxygen as an acceptor of electrons donated by NADH and FADH2 - both molecules function as effectors modulating various metabolic and physiological processes in the cell. Because one of the targets affected by both molecules is the mitochondrion, we isolated and sequenced the mitochondrial genome of Trichoderma reesei, a multicellular fungus that is used in this study as a model system. The effect of varying the concentration of glucose and oxygen on the expression of the transcripts of the mitochondrial genome, and its implication on the metabolism of glucose, was studied. Gene-wide expression analyses of nearly 2000 transcripts of T. reesei under limited concentration of dissolved oxygen, using cDNA microarry technique, are presented. At least 330 transcripts were differentially expressed with respect to oxygen availability. Those involved in protein synthesis and cell division processes were downregulated, while transcripts involved in cell defense and RNA synthesis were upregulated. A substantive fraction of other anaerobically affected genes have currently unknown cellular roles, and these results should therefore contribute to further functional annotation of the genome. ln addition, we have identified transcriptional regulators that are differentially expressed at a low oxygen tensions. The expression profile of these regulators points them out as potential candidates involved in the expression of genes affected by oxygen availability.

Manguezais são considerados ecossistemas costeiros, localizados na transição entre os ambientes terrestre e marinho. Esse ambiente é característico de regiões tropicais e subtropicais, sendo encontrados em todo o mundo, principalmente no Brasil, Indonésia e Austrália. A ocorrência de grande quantidade de matéria orgânica potencializa o fato de que os microrganismos são importantíssimos na ciclagem de nutrientes nestes ambientes. Microrganismos endofíticos podem ser extremamente relevantes para os vegetais existentes em manguezais por habitarem o interior destes, em todo seu ciclo de vida ou somente em parte dele, sem prejudicá-lo ou causar qualquer dano aparente ao mesmo. Os endofíticos podem conferir ao seu hospedeiro características importantes, tais como, maior resistência a condições de estresse, suprimento de nutrientes e outros componentes de interesse biotecnológico (como enzimas, antibióticos e drogas de interesse farmacêutico). O presente estudo visou, assim, verificar a diversidade de bactérias diazotróficas endofíticas existentes em mangue vermelho (Rhizophora mangle) da Ilha do Cardoso (Cananéia SP) e estudar a biodiversidade funcional dos principais grupos e potencial biotecnológico. / Mangroves are considered a coastal ecosystem, located in the transition between the terrestrial and marine environments. This environment is typical of tropical and subtropical regions and is found throughout the world, mainly in Brazil, Indonesia and Australia. The occurrence of a large amount of organic matter enhances the fact that microorganisms are important in the cycling of nutrients in these environments. Endophytic microorganisms can be extremely relevant to the plant existing in mangrove swamps, because live in the interior of these, in its entire life cycle or only part of it, not harm him or cause any apparent damage to it. The endophytic can give to your host important characteristics such as greater resistance to conditions of stress, supply of nutrients and other components of biotechnological interest (such as enzymes, antibiotics and drugs of pharmaceutical interest). This paper therefore finds the diversity of endophytic diazotrophic bacteria exist in red mangrove (Rhizophora mangle) of Ilha do Cardoso (Cananéia - SP) and study the functional biodiversity of the main groups and potential biotechnology.

In recent years, surface water used for domestic, industrial, and irrigation purposes in South Africa has deteriorated due to inadequate wastewater treatment, urban and agricultural runoff, and rural settlements with deficient sanitation. Access to safe drinking water and sanitation is a basic human right, and if waterborne pathogens are present in the water environment, they compose a human health risk. With some hydrological models, e.g., Hydrological Predictions of the Environment (HYPE), it is possible to model microbial water quality and predict how land use and climate changes affect recipient water sources. In this thesis, waterborne pathogen transport in South Africa is investigated using World-Wide HYPE (WWH), to increase the understanding of the largest sources affecting pathogen concentration in surface water and processes affecting pathogen transport. Initially, a literature study was performed with emphasis on finding the most suitable pathogen to simulate. Because of the amount of available data, the indicator microorganism, E. coli, was chosen. Observed E. coli concentrations in surface water were used to evaluate the conformity of the simulated concentration, and contributions from separate sources were analysed. A sensitivity analysis was performed to increase the understanding of process parameters affecting the transport of E. coli in WWH. The findings of this project show that the largest contributions of E. coli originate from humans with unsatisfactory waste management, where wastewater is partially released directly to surface water. The largest deviation in average E. coli load per year was obtained when altering t1expdec, which denotes the half-life time of the simulated microorganism. The half-life time was also the process parameter with the most significant effect on the simulated concentration. In addition, when the parameter that specifies the fraction of E. coli that is released directly to surface water was altered, which affects one of the largest E. coli sources, a large deviation in average E. coli load per year was observed. This finding shows the importance of estimating the load from contamination sources accurately. The conformity of simulated and observed E.coli load was acceptable, but the simulated discharge needs to be improved to achieve better conformity of the E. coli concentration in surface water. WWH has great potential to simulate waterborne pathogens, but further developments to improve the simulated discharge are encouraged to obtain more reliable results. / Under de senaste åren har kvaliteten av ytvattnet i Sydafrika försämrats på grund av bristfälliga vattenreningsverk, avrinning från urbana miljöer och åkermark och områden med undermålig sanitet. Att ha tillgång till rent vatten och fungerande sanitet är en grundläggande mänsklig rättighet och om patogener är närvarande utgör detta en hälsorisk för människor som kommer i kontakt med dessa smittoämnen. Det är möjligt att modellera vattens kvalitet med avseende på mikroorganismer och att förutse hur markanvändning påverkar kvaliteten i recipienten. I detta arbete har transporten av vattenburna patogener i Sydafrika undersökts genom World-Wide HYPE (WWH) med syftet att öka förståelsen av de största källorna som bidrar till ökande koncentrationer av patogener i ytvatten, samt att öka förståelsen av processerna som påverkar transporten. En litteraturstudie utfördes för att hitta en passande patogen att simulera, och på grund av mängd tillgängliga data valdes indikatororganismen E. coli. Uppmätt koncentration av E. coli i ytvatten i Sydafrika användes för att utvärdera överrensstämmelsen med simulerad koncentration, och bidrag från olika källor av E. coli analyserades. En kompletterande känslighetsanalys utfördes för att öka förståelsen om transportprocesserna i WWH. Resultatet visade att de största bidragskällorna av E. coli till ytvatten i modellen är människor med otillräcklig hantering av mänskligt avfall där genererat avloppsvatten delvis släpps ut direkt till ytvattnet. Från känslighetsanalysen visade det sig att den mest känsliga modellparametern var t1expdec som beskriver mikroorganismenshalveringstid. Det var också den processparameter som också hade störst påverkan på den simulerade E. coli koncentrationen. När parametern som bestämmer andelen av E.coli som släpps ut direkt till ytvatten varierades, som påverkar en av de största källorna, resulterade det också i stor förändring i genomsnittlig belastning av E. coli per år. Detta indikerar att det är viktigt att estimera bidragskällorna korrekt. Överrensstämmelsen mellan simulerad och uppmätt belastning av E. coli per dag var acceptabel men det simulerade vattenflödet bör förbättras för att uppnå en bättre överrensstämmelse mellan simulerade och uppmätta koncentrationer av E. coli. WWH har stor potential att modellera vattenburna patogener, men vidareutveckling av simulerade vattenflöden behöver utföras att få mer tillförlitliga resultat.