While forage plays an important role in equine nutrition, little research has been conducted evaluating fiber utilization by young horses. Therefore, studies were conducted to compare in vivo digestibility and digesta passage in weanlings and mature horses (Exp 1) and yearlings and mature horses (Exp 2). All horses were fed forage-based diets at the same rate (on a metabolic BW basis; Exp 1: 67% alfalfa cubes, 33% concentrate; Exp 2: 75% timothy cubes, 25% concentrate). Ytterbium labeled hay and cobalt-ethylenediaminetetraacetic acid were used to estimate digesta mean retention time (MRT), while in vivo digestibility (DM, OM, and NDF) was measured using a total fecal collection method. Feed and water intake was similar between young and mature horses in both experiments. In Exp 1, there were no differences in digestibility or MRT due to age. The results suggested that weanling horses are capable of digesting a relatively high quality diet as efficiently as mature horses and that most of the development of the gastrointestinal tract occurs before 6 mo of age. In Exp 2, digestibility estimates were greater (P < 0.0311) for the yearlings than for the geldings. The increased digestive capacity of the yearlings was likely due to the longer MRT observed for the particulate phase in the yearlings (P = 0.0190). A third study was conducted to compare the microbial profiles of the feces of mares and foals. Fecal samples were collected from mare-foal pairs as the foal matured. The profiles of each pair, obtained using polymerase chain reaction-denaturing gradient gel electrophoresis, were compared and used to describe bacterial colonization in the foal. Mean similarity between mares and their foals on the day of parturition was low, but rapidly increased. Within 2 wk of parturition, similarity among mares and their foals was higher than among mature mares, suggesting that by 2 wk of age the bacterial species found in the foals’ gut are similar to those found in the mature horse. Collectively, the results from this series of experiments describe the early development of the foal’s digestive capacity.

Made available in DSpace on 2014-06-12T15:02:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2011 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Os objetivos do trabalho foram analisar os aspectos morfológicos e moleculares de isolados de Metarhizium anisopliae e identificá-los ao nível de variedade, utilizando iniciadores específicos, selecionar isolados com alta patogenicidade para ninfas de Mahanarva fimbriolata, verificar a persistência no solo do isolado mais eficiente em condições de laboratório e o efeito da introdução deste fungo na estrutura da comunidade fúngica, por meio do perfil de bandas de PCR-DGGE. Foram utilizadas as seguintes metodologias: técnica de cultura sob lamínula, PCR, bioensaios, contagem de colônias em placa e PCR-DGGE. A amplificação com os iniciadores ITSmet/ITS4 confirmou que os isolados são M. anisopliae var. anisopliae. As análises morfológicas e moleculares demonstraram a grande variabilidade intraespecífica entre os 37 isolados estudados e serviram de base para a diferenciação destes isolados que apresentam mesma origem geográfica e o mesmo hospedeiro. Os iniciadores (GACA)4 e (GTG)5 forneceram DNA fingerprints para um maior número de isolados. Baseada na curva de mortalidade confirmada, entre nove isolados, URM5946, URM5951 e URM6033 foram considerados os melhores para serem utilizados em um programa de controle biológico de M. fimbriolata. Entre estes isolados, o URM5951 foi avaliado quanto a sua persistência e efeito na comunidade fúngica após sua aplicação no solo. Este isolado permaneceu viável até 60 dias do experimento e demonstrou não interferir na comunidade fúngica do solo em que foi introduzido. Todas as características estudadas são desejáveis no processo de seleção de isolados de M. anisopliae e os resultados obtidos reforçam a importância da utilização destes fungos como agentes de controle biológico da cigarrinha-da-raiz da cana-de-açúcar, M. fimbriolata

Submitted by Geyciane Santos (geyciane_thamires@hotmail.com) on 2015-12-01T21:31:41Z No. of bitstreams: 1 Dissertação - Wenderson dos Santos Cid.pdf: 3292287 bytes, checksum: b491e92d7303a2a81e0f67b3b1ba2e36 (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2015-12-02T17:48:54Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação - Wenderson dos Santos Cid.pdf: 3292287 bytes, checksum: b491e92d7303a2a81e0f67b3b1ba2e36 (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2015-12-02T18:13:34Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação - Wenderson dos Santos Cid.pdf: 3292287 bytes, checksum: b491e92d7303a2a81e0f67b3b1ba2e36 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-12-02T18:13:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação - Wenderson dos Santos Cid.pdf: 3292287 bytes, checksum: b491e92d7303a2a81e0f67b3b1ba2e36 (MD5) Previous issue date: 2015-07-30 / FAPEAM - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Amazonas / The Anthropogenic Dark Earth (TPA) is presented in the form of small spots randomly distributed, especially in central and eastern Amazon. Denominations, as well as its unique characteristics, are due to human action of indigenous civilizations that lived in these archaeological sites. The large amount of stable organic matter present in these archaeological sites comes from the indigenous dumps where remains of animals, vegetables, fecal waste, human bodies, ceramic fragments, lithic artifacts and pyrogenic carbon were deposited. Among the microorganisms present in this soil, yeasts play a key role in the industry and the environment. This group is correlated with fermentation processes of various types of sugars, production of vitamins, enzymes, extracellular factors micocinogênicos. The objective of this study is to evaluate the diversity of microorganisms in TPA using electrophoresis on denaturing gradient gel (PCR-DGGE), relating the results with the physico-chemical characteristics of the soil. In addition, tolerance test at high temperatures, glucose and ethanol production enzymes and mycotoxins were conducted to select strains with possible biotechnological potential. We obtained 88 (eighty eight) isolated yeast. Of these, none bore the temperature was 50 ° C or tolerant to 50% glucose medium, and five (5) isolates (5.7%) 30% ethanol tolerated in the middle. Of the 88 isolates, thirteen (13) isolates (14.8%) had great activity for the production of amylase activity, 25 (twenty five) isolates (22%) were strongly positive for production caseinase and thirteen (13) isolates (14.8%) had great activity for the production of gelatinase. Still, 66 (sixty-six) isolates (75%) were positive for production of the enzyme cellobiase and (55.7%) were positive for esterase enzyme. To evaluate the mycocinogenic activity, 88 isolates were tested against strains of Candida krusei and Candida albicans. No isolate showed activity against C. krusei and 22 (twenty two) isolates (25%) showed activity against C. albicans. A 16S rRNA region (V6-V8 region) was sequenced for identification of prokaryotic and 18S rRNA region and the internal transcribed spacer (ITS) for identifying eukaryotes. The PCR-DGGE profiles of 18S rRNA region and ITS identified genera of yeast and filamentous fungi. The genera found for bacteria were Bacillus, Klebsiella, Pantoea, Enterobacter, Lactobacillus, Escherichia, Leuconostoc and actinomycetes, as Streptomyces and Mycobacterium. In fungal community, we observed the presence of Zygosaccharomyces, Lachancea, Saccharomyces, Cladosporium, Candida, Penicillium and Zygomycetes ascomycetes and uncultured. The pH value of the soil was 6.2. The soil had high levels of minerals, sodium except for (not detected) and aluminum (~ 0.1 cmol / dm3). The organic matter was found at a concentration of 3.84 dag / kg. Some groups of microorganisms had not been previously associated with soil TPA. Microbial diversity observed associated with chemical results demonstrate that high fertility of the soil, suggest that the same can be a source of microorganisms of interest. / A Terra Preta Antropogênica (TPA) apresenta-se na forma de pequenas manchas distribuídas aleatoriamente, sobretudo na Amazônia Central e Oriental. Sua denominação, bem como suas características únicas são decorrentes de ação antrópica de civilizações indígenas que viveram nestes sítios arqueológicos. A grande quantidade de matéria orgânica estável presente nestes sítios arqueológicos é oriunda das lixeiras indígenas onde restos de animais, vegetais, dejetos fecais, corpos humanos, fragmentos cerâmicos, artefatos líticos e carvão pirogênico foram depositados. Dentre os microrganismos presentes neste solo, as leveduras desempenham papel fundamental na indústria bem como no ambiente. Este grupo está correlacionado a processos fermentativos de diversos tipos de açúcares, produção de vitaminas, enzimas, e fatores extracelulares micocinogênicos. O objetivo deste trabalho é avaliar a diversidade de microrganismos presentes na TPA através de eletroforese em gel de gradiente desnaturante (PCR-DGGE), relacionando os resultados com as características físico-químicas do solo. Além disso, testes de tolerância a altas temperaturas, glicose e etanol, produção de enzimas e de micotoxinas foram realizados buscando selecionar isolados com possível potencial biotecnológico. Foram obtidos 88 (oitenta e oito) isolados leveduriformes. Destes, nenhum suportou a temperatura de 50ºC ou foi tolerante a 50% de glicose no meio, e 5 (cinco) isolados (5,7%) toleraram 30% de etanol no meio.Dos 88 isolados, 13 (treze) isolados (14,8%) apresentaram atividade amilolítica, 25 (vinte e cinco) isolados (22%) foram fortemente positivos para produção de caseinase e 13 (treze) isolados (14,8%) apresentaram atividade ótima para a produção de gelatinase. Ainda, 66 (sessenta e seis) isolados (75%) foram positivos para a produção da enzima celobiase e 49 (quarenta e nove) isolados (55,7 %)foram positivos para enzima esterase. Para avaliar a atividade micocinogênica, os 88 isolados foram testados frente a cepas de Candida krusei e Candida albicans. Nenhum isolado apresentou atividade frente a C. krusei e 22 (vinte e dois) isolados (25%) apresentaram atividade frente a C. albicans. A região 16S do rRNA (região V6-V8) foi sequenciada para a identificação de procariotos e a região 18S do rRNA e do espaçador interno transcrito (ITS) para a identificação de eucariotos. Os perfis de PCR-DGGE da região 18S do rRNA e ITS identificaram gêneros de leveduras e fungos filamentosos. Os gêneros encontrados para bactérias foram: Bacillus, Klebsiella, Pantoea, Enterobacter, Lactobacillus, Escherichia, Leuconostoc e actinobactérias, como Streptomyces e Microbacterium. Na comunidade fúngica, foi observada a presença de Zygosaccharomyces, Lachancea, Saccharomyces, Cladosporium, Candida, Penicillium e ascomicetos e zigomicetos não cultiváveis. O valor de pH do solo foi de 6,2. O solo apresentou importantes níveis de minerais, com exceção de sódio (não detectado) e alumínio (~0,1 cmol/dm3). A matéria orgânica foi encontrada na concentração de 3,84 dag/kg. Alguns grupos de microrganismos ainda não haviam sido previamente associados com solo de TPA. A diversidade microbiana observada associada aos resultados químicos que demonstram fertilidade elevada deste solo indicam que o mesmo pode ser fonte de microrganismos de interesse.

The microbial populations in the gastrointestinal tracts of poultry play an important role in normal digestive processes and in maintaining animal health. The purpose of this study was to evaluate the effects of probiotics, prebiotics and synbiotics on the growth parameters, gut ecosystem, histology and immune function. In this study, four experiments one in vitro and three in vivo were conducted using specific pathogen free (SPF) and Hubbard broiler chickens. The first experiment was designed to determine the influence of inulin as an effective prebiotic on lactic acid bacteria (LAB) strains, and to screen LAB for selection as a source of chicken probiotic. Eight strains of LAB were isolated from chicken caeca and three strains from the Plymouth University culture collection were screened for potential probiotic properties for growth in inulin from Jerusalem artichoke (Helianthus tuberosus) and commercial inulin (Frutafit® HD, Netherlands). Lactobacillus animalis JCM 8692 strain isolated from chicken caeca showed the highest auto-aggregation and co-aggregation ability, resistance to acidity and bile salts, strong suppression of pathogens and ability to adhere to epithelial cells compared with other isolated strains. The second experiment was conducted to investigate the influence of commercial inulin and Jerusalem artichoke tubers as prebiotic supplementation on the diversity of the caecal microflora, jejunum histology and immune organ of SPF chickens. This investigation has found that inulin which was extracted from JA had a similar result when compared with commercial inulin and could be a suitable candidate for an inulin source in broiler diets. The third experiment was conducted to investigate the influence of Bactocell® (PRO1) and Lb. animalis (PRO2) as probiotic supplements on broiler chickens. EPEF was significantly increased in probiotic1 and probiotic2 compared with control (311.03, 309.87 and 260.06) respectively. Both types of probiotics supported the growth of chicks healthy and could be a suitable candidate as a source of probiotic in broiler diet. The fourth experiment was conducted to investigate the influence of dietary supplementation of a probiotic (Lb. animalis), a prebiotic JA tuber and a combination of both (Synbiotic) in broiler chickens. Growth performance was improved in all additive supplementation compared with the control group. EPEF was increased in probiotic, prebiotic and synbiotic compared with control (290.8±11.8, 300.9±3.86, 322.1±7.09 and 262.3±5.94) respectively. Beneficial bacteria in the guts of chicks fed probiotic, prebiotic and synbiotic was increased compared with chicks fed control diet. The diversity of microbial population in the gastrointestinal tract of chickens improved due to additives. The intestinal villus lengths and microvilli density was improved in all additives supplementation in comparison with control. Overall, it was concluded that probiotic, prebiotic and synbiotics can positively affect production performance and can improve the gut health.

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Made available in DSpace on 2016-06-02T19:26:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 SOARES_Lais_2013.pdf: 1502301 bytes, checksum: 5eb3bd554b98070bc2586ad2fed479d4 (MD5) Previous issue date: 2013-05-17 / Universidade Federal de Sao Carlos / This work aimed to quantifier the archaeal and bacterial communities by real time PCR, that shown the number of copies of 16S gene, rDNA into the water samples and to compare the archaeal and bacterial profiles on the PCR/DGGE technique as well as relate them with environmental variables in two points, dam and input on the Itupararanga reservoir, Sorocaba s basin. The bacterial density on the sediment (6,09 x108 e 2,56 x 109, dam and input, respectively) was more than water column (6,79 x 107 e 6,55 x 107, dam and input, respectively) this can be attributed to increase of the nutrients concentration from the surface to bottom. The bacterial (6,09 x 108 e 2,56 x 109 dam and input, respectively ) and archaeal (2,31 x 102 e 4,49 x 102 dam and input, respectively) quantities on the reservoir were more in the water column than in the sediment, which can be caused by the higher nutrients concentration in the top and the lees nutrients concentration in the bottom of Itupararanga reservoir. Since the canonical correspondence analysis has been possible, identify that the archaeal community has correlated with profundity and ammonia concentration suggesting ammonia oxidizing archaea s presence and abundance. The bacterial community quantity has correlated with physical chemical properties like pH and dissolved oxygen suggesting the environmental variables influence the group s abundance. Richness has correlated with nutrients distribution like orthophosphate concentration suggesting that the resources may limit the communities. / Com este trabalho objetivou-se quantificar a comunidade de bactérias e arqueias por meio de PCR em tempo real que determina o número de cópias do gene 16S de rDNA presentes nas amostras ambientais e comparar as comunidades de arqueia e bactérias em um perfil de bandas de PCR/DGGE, bem como relacioná-las às variáveis ambientais de dois pontos, Entrada e Barragem do reservatório de Itupararanga, bacia do rio Sorocaba. A quantidade de bactérias (6,09 x 108 e 2,56 x 109 barragem e entrada, respectivamente) e de arqueias (2,31 x 102 e 4,49 x 102 barragem e entrada, respectivamente) no sedimento foi maior do que na coluna d água o que pode ser atribuído ao aumento da concentração de nutrientes da superfície para o fundo do reservatório. A partir de análise de correspondência canônica foi possível observar que a quantidade de arqueias relacionou-se a profundidade e à concentração de íons amônio indicando possível presença e abundância de arqueias amônio oxidantes (AOA), enquanto que as bactérias foram mais relacionadas às variáveis físico-químicas, como temperatura e oxigênio dissolvido indicando que este grupo é mais sensível às variações ambientais. A riqueza de ambos os grupos foi relacionada à disponibilidade de nutrientes, indicando que os recursos podem ser limitantes às comunidades.

Soil nematodes play an important role in indication for assessing soil environments and ecosystems. Previous studies of nematode community analyses based on molecular identification have shown to be useful for assessing soil environments. Here we applied PCR-DGGE method for molecular analysis of five soil nematode communities (designed as S1 to S5) collected from four provinces in Southeastern Vietnam (Binh Duong, Ba Ria Vung Tau, Binh Phuoc and Dong Nai) based on SSU gene. By sequencing DNA bands derived from S5 community sample, our data show 15 species containing soil nematode, other nematode and non-nematode (fungi) species. Genus Meloidogyne was found as abundant one. The genetic relationship of soil nematode species in S5 community were determined by Maximum Likelihood tree re-construction based on SSU gene. This molecular approach is applied for the first time in Vietnam for identification of soil nematode communities. / Tuyến trùng đất đóng vai trò chỉ thị quan trọng trong công tác đánh giá môi trường và hệ sinh thái đất. Các nghiên cứu trước đây đã cho thấy lợi ích của việc phân tích cộng đồng tuyến trùng đất bằng định danh sinh học phân tử đối với việc đánh giá môi trường đất. Ở đây, chúng tôi ứng dụng phương pháp PCR-DGGE dựa trên gene SSU để phân tích năm (ký hiệu từ S1 đến S5) cộng đồng tuyến trùng đất thuộc các vùng trồng chuyên canh cây hồ tiêu ở miền nam Việt Nam (Bình Dương, Bà Rịa Vũng Tàu, Bình Phước và Đồng Nai). Bằng cách giải trình tự các vạch của mẫu tuyến trùng S5, kết quả cho thấy cộng đồng tuyến trùng này có 15 loài gồm nhóm tuyến trùng đất, nhóm các loại tuyến trùng khác và nhóm không phải tuyến trùng (nấm) và trong đó Meloidogyne là giống ưu thế. Mối quan hệ di truyền của các các loài tuyến trùng đất thuộc cộng đồng S5 được xác định bằng việc thiết lập cây phát sinh loài Maximum Likelihood dựa trên gene SSU. Đây là nghiên cứu đầu tiên ở Việt Nam sử dụng kỹ thuật PCR-DGGE để phân tích các cộng đồng tuyến trùng đất trồng hồ tiêu.

O tetracloroeteno (PCE), um dos principais contaminantes de águas subterrâneas, é uma molécula recalcitrante, com toxicidade elevada. Processos de biorremediação de água ou solo contaminados com PCE são normalmente limitados pela baixa eficiência de microrganismos sabidamente envolvidos em sua degradação. No entanto, a prospecção de novos microrganismos, mais eficientes na degradação do PCE é uma alternativa para otimizar esses processos. Os objetivos deste estudo foram desenvolver uma técnica de biorremediação utilizando um reator horizontal de leito fixo (RHLF) contendo consórcios de microrganismos eficientes na degradação do PCE, e caracterizar a via de degradação do PCE utilizada pelo consórcio selecionado. Para tanto, amostras de sedimento de dois poços de monitoramento de água foram coletadas de uma metalúrgica com histórico de contaminação com PCE. Os sedimentos foram imobilizados, acondicionados em RHLFs específicos e submetidos a cultivo de enriquecimento em meio mínimo suplementado com PCE. A estrutura das comunidades e a diversidade bacteriana dos RHLFs foram avaliadas e comparadas com as amostras do PM1 e PM2, por PCR-DGGE e sequenciamento de bibliotecas de clones do gene rRNA 16S. Os resultados evidenciaram a seleção de populações bacterianas no RHLF contendo o inóculo do PM1 (In1) após o cultivo de enriquecimento, enquanto no RHLF contendo o inóculo do PM2 (In2), a estrutura da comunidade bacteriana não diferiu daquela observada no PM2. Ensaios de degradação do PCE nos RHLFs, usando cromatografia gasosa associada à espectrometria de massas (CG/EM), mostraram, após 12 horas, uma eficiência de 87 % na degradação do PCE no reator com In1 e 96 % no reator com In2. Foi feito o isolamento e identificação, por sequenciamento do gene rRNA 16S, das bactérias dos RHLFs, sendo identificados 4 isolados do In1, similares a Burkholderia sp., Pseudomonas stutzeri, P. oryzihabitans e Stenotrophomonas maltophilia e 7 isolados do In2, similares a Microbacterium trichotecenenolyticum, S. maltophilia, Klebsiella sp., Exiguobacterium acetylicum, P. oryzihabitans, Acinetobacter junii e Comamonas sp. Compostos orgânicos voláteis nos reatores com In1 e In2 foram analisados por CG/EM, identificando a produção de clorofórmio (TCM) e 1,1,1-tricloroetano (TCA) como produtos da degradação do PCE. Consórcios formados por bactérias isoladas dos reatores In1 (IIn1) e In2 (IIn2) foram imobilizados e acondicionados em RHLFs distintos para avaliar o potencial dos mesmos na degradação do PCE. Após 12 horas, 92 % do PCE foi degradado nos reatores com IIn1 e IIn2, com produção de TCM e TCA. Testes de degradação usando células em suspensão foram conduzidos para avaliar a eficiência de cada isolado na degradação do PCE. O isolado I8 do In2 (I8In2), identificado como Comamonas sp., teve 68 % de eficiência na degradação do PCE. Ensaios com inibidor de monoxigenases do citocromo P-450 (1-aminobenzotriazole) mostraram que a degradação do PCE nos RHLFs, contendo IIn1, IIn2 e I8In2, foram dependentes dessa enzima. Como conclusão, nós identificamos uma nova via de degradação do PCE altamente eficiente, aeróbia e mediada por monoxigenases e isolamos cepas bacterianas que podem ser usadas como consórcios imobilizados nos RHLFs como uma alternativa eficiente na remediação de áreas contaminadas com PCE. / Tetrachloroethene (PCE), one of the main contaminants of groundwater, is a recalcitrant molecule with high toxicity. Bioremediation processes of water or soil contaminated with PCE are usually limited by the low efficiency of microorganisms known to be involved in its degradation. However, the exploration of new and more efficient microorganisms in the degradation of PCE is an alternative to optimize these processes. The objectives of these studies were to develop a bioremediation technique using horizontal fixed bed reactor (HFBR) containing microbial consortia effective in the PCE degradation, and to characterize the PCE degradation pathway used by the selected consortium. For that, sediment samples of two groundwater monitoring wells were collected from a metallurgical plant with historical of PCE contamination. The sediments were immobilized, packed in specific HFBRs and subjected to enrichment in minimal medium supplemented with PCE. The bacterial community structure and diversity in the HFBRs were evaluated and compared to samples from the MW1 and MW2, by PCR-DGGE and sequencing of 16S rRNA gene clone libraries. The results revealed the selection of bacterial populations in the HFBR containing inoculum from MW1 (In1) after enrichment, while in the HFBRs containing inoculum from MW2 (In2), the bacterial community structure did not differ from that observed in MW2. Tests of PCE degradation in HFBRs using gas chromatography-mass spectrometry (GC/MS) showed, after 12 hours, an efficiency of 87 % in the PCE degradation in the In1 reactor and 96 % in the In2 reactor. Bacteria from HFBR were isolated and identified by sequencing of 16S rRNA gene, and 4 isolates from In1, similar to Burkholderia sp., Pseudomonas stutzeri, P. oryzihabitans and Stenotrophomonas maltophilia, and 7 isolates from In2, similar to Microbacterium trichotecenenolyticum, S. maltophilia, Klebsiella sp., Exiguobacterium acetylicum, P. oryzihabitans, Acinetobacter junii and Comamonas sp. were identified. Volatile organic compounds in the reactors with In1 and In2 were analyzed by GC/MS, showing the production of chloroform (TCM) and 1,1,1-trichloroethane (TCA) as PCE degradation products. Consortia composed of bacteria isolated from the In1 (IIn1) and In2 (IIn2) reactors were immobilized and packed in distinct HFBRs to evaluate the potential of specific consortia in PCE degradation. After 12 hours, 92 % of PCE was degraded in reactors with IIn1 and IIn2, with the production of TCM and TCA. Degradation tests using cells suspension were conducted to evaluate the efficiency of each isolate in PCE degradation. Isolate I8 from In2 (I8In2), identified as Comamonas sp., showed 68 % efficiency in the PCE degradation. Assays using inhibitor of monooxygenases cytochrome P-450 (1-aminobenzotriazole) showed that the PCE degradation in HFBRs containing IIn1, IIn2 and I8In2 were dependent of this enzyme. In conclusion, we have identified a new highly efficient PCE degradation pathway, aerobic and mediated by monooxygenases, and isolated bacterial strains that may be used as consortia which immobilized in HFBRs as an efficient alternative in the remediation of PCE contaminated areas.

O tetracloroeteno (PCE), um dos principais contaminantes de águas subterrâneas, é uma molécula recalcitrante, com toxicidade elevada. Processos de biorremediação de água ou solo contaminados com PCE são normalmente limitados pela baixa eficiência de microrganismos sabidamente envolvidos em sua degradação. No entanto, a prospecção de novos microrganismos, mais eficientes na degradação do PCE é uma alternativa para otimizar esses processos. Os objetivos deste estudo foram desenvolver uma técnica de biorremediação utilizando um reator horizontal de leito fixo (RHLF) contendo consórcios de microrganismos eficientes na degradação do PCE, e caracterizar a via de degradação do PCE utilizada pelo consórcio selecionado. Para tanto, amostras de sedimento de dois poços de monitoramento de água foram coletadas de uma metalúrgica com histórico de contaminação com PCE. Os sedimentos foram imobilizados, acondicionados em RHLFs específicos e submetidos a cultivo de enriquecimento em meio mínimo suplementado com PCE. A estrutura das comunidades e a diversidade bacteriana dos RHLFs foram avaliadas e comparadas com as amostras do PM1 e PM2, por PCR-DGGE e sequenciamento de bibliotecas de clones do gene rRNA 16S. Os resultados evidenciaram a seleção de populações bacterianas no RHLF contendo o inóculo do PM1 (In1) após o cultivo de enriquecimento, enquanto no RHLF contendo o inóculo do PM2 (In2), a estrutura da comunidade bacteriana não diferiu daquela observada no PM2. Ensaios de degradação do PCE nos RHLFs, usando cromatografia gasosa associada à espectrometria de massas (CG/EM), mostraram, após 12 horas, uma eficiência de 87 % na degradação do PCE no reator com In1 e 96 % no reator com In2. Foi feito o isolamento e identificação, por sequenciamento do gene rRNA 16S, das bactérias dos RHLFs, sendo identificados 4 isolados do In1, similares a Burkholderia sp., Pseudomonas stutzeri, P. oryzihabitans e Stenotrophomonas maltophilia e 7 isolados do In2, similares a Microbacterium trichotecenenolyticum, S. maltophilia, Klebsiella sp., Exiguobacterium acetylicum, P. oryzihabitans, Acinetobacter junii e Comamonas sp. Compostos orgânicos voláteis nos reatores com In1 e In2 foram analisados por CG/EM, identificando a produção de clorofórmio (TCM) e 1,1,1-tricloroetano (TCA) como produtos da degradação do PCE. Consórcios formados por bactérias isoladas dos reatores In1 (IIn1) e In2 (IIn2) foram imobilizados e acondicionados em RHLFs distintos para avaliar o potencial dos mesmos na degradação do PCE. Após 12 horas, 92 % do PCE foi degradado nos reatores com IIn1 e IIn2, com produção de TCM e TCA. Testes de degradação usando células em suspensão foram conduzidos para avaliar a eficiência de cada isolado na degradação do PCE. O isolado I8 do In2 (I8In2), identificado como Comamonas sp., teve 68 % de eficiência na degradação do PCE. Ensaios com inibidor de monoxigenases do citocromo P-450 (1-aminobenzotriazole) mostraram que a degradação do PCE nos RHLFs, contendo IIn1, IIn2 e I8In2, foram dependentes dessa enzima. Como conclusão, nós identificamos uma nova via de degradação do PCE altamente eficiente, aeróbia e mediada por monoxigenases e isolamos cepas bacterianas que podem ser usadas como consórcios imobilizados nos RHLFs como uma alternativa eficiente na remediação de áreas contaminadas com PCE. / Tetrachloroethene (PCE), one of the main contaminants of groundwater, is a recalcitrant molecule with high toxicity. Bioremediation processes of water or soil contaminated with PCE are usually limited by the low efficiency of microorganisms known to be involved in its degradation. However, the exploration of new and more efficient microorganisms in the degradation of PCE is an alternative to optimize these processes. The objectives of these studies were to develop a bioremediation technique using horizontal fixed bed reactor (HFBR) containing microbial consortia effective in the PCE degradation, and to characterize the PCE degradation pathway used by the selected consortium. For that, sediment samples of two groundwater monitoring wells were collected from a metallurgical plant with historical of PCE contamination. The sediments were immobilized, packed in specific HFBRs and subjected to enrichment in minimal medium supplemented with PCE. The bacterial community structure and diversity in the HFBRs were evaluated and compared to samples from the MW1 and MW2, by PCR-DGGE and sequencing of 16S rRNA gene clone libraries. The results revealed the selection of bacterial populations in the HFBR containing inoculum from MW1 (In1) after enrichment, while in the HFBRs containing inoculum from MW2 (In2), the bacterial community structure did not differ from that observed in MW2. Tests of PCE degradation in HFBRs using gas chromatography-mass spectrometry (GC/MS) showed, after 12 hours, an efficiency of 87 % in the PCE degradation in the In1 reactor and 96 % in the In2 reactor. Bacteria from HFBR were isolated and identified by sequencing of 16S rRNA gene, and 4 isolates from In1, similar to Burkholderia sp., Pseudomonas stutzeri, P. oryzihabitans and Stenotrophomonas maltophilia, and 7 isolates from In2, similar to Microbacterium trichotecenenolyticum, S. maltophilia, Klebsiella sp., Exiguobacterium acetylicum, P. oryzihabitans, Acinetobacter junii and Comamonas sp. were identified. Volatile organic compounds in the reactors with In1 and In2 were analyzed by GC/MS, showing the production of chloroform (TCM) and 1,1,1-trichloroethane (TCA) as PCE degradation products. Consortia composed of bacteria isolated from the In1 (IIn1) and In2 (IIn2) reactors were immobilized and packed in distinct HFBRs to evaluate the potential of specific consortia in PCE degradation. After 12 hours, 92 % of PCE was degraded in reactors with IIn1 and IIn2, with the production of TCM and TCA. Degradation tests using cells suspension were conducted to evaluate the efficiency of each isolate in PCE degradation. Isolate I8 from In2 (I8In2), identified as Comamonas sp., showed 68 % efficiency in the PCE degradation. Assays using inhibitor of monooxygenases cytochrome P-450 (1-aminobenzotriazole) showed that the PCE degradation in HFBRs containing IIn1, IIn2 and I8In2 were dependent of this enzyme. In conclusion, we have identified a new highly efficient PCE degradation pathway, aerobic and mediated by monooxygenases, and isolated bacterial strains that may be used as consortia which immobilized in HFBRs as an efficient alternative in the remediation of PCE contaminated areas.

Os microrganismos representam a forma de vida mais abundante e diversificada do planeta. A atividade agrícola leva a uma redução da biodiversidade do solo e a menor diversidade microbiana pode resultar na diminuição da ciclagem de nutrientes e no crescimento das plantas. Como forma de avaliar alterações na atividade microbiana e na estrutura das comunidades de bactérias do solo, decorrentes do cultivo da cana-de-açúcar, foram conduzidos dois experimentos. O primeiro, no município de Novo Horizonte (SP), com o objetivo de determinar ação da queima da cana-de-açúcar sobre a comunidade de bactérias do solo e o segundo experimento, nos municípios de Pirassununga (SP) e Jaboticabal (SP), com o objetivo de verificar o efeito da adubação nitrogenada sobre a comunidade bacteriana do solo. Amostras de terra foram coletadas nas profundidades 0-10 e 10-20 cm, na linha e entrelinha de plantio. No primeiro experimento foram utilizadas três cultivares de cana-de-açúcar (SP81-3250, SP80-1842 e RB72-454) sob os sistemas de manejo de colheita sem queima (mecanizada) e com queima (manual) prévia a colheita. Nesse experimento foram avaliadas a diversidade metabólica (Biolog) e a estrutura das comunidades bacterianas por meio da PCR-DGGE do gene rRNA 16S. A mudança no manejo de colheita da cana-de-açúcar provocou modificações no metabolismo heterotrófico do solo, alterando a diversidade metabólica. No entanto, não houve mudanças na estrutura das comunidades bacterianas do solo com e sem queima sob a variedade SP801842. Dessa forma, a primeira queima da cana-de-açúcar previamente à colheita alterou a capacidade e a diversidade metabólica microbiana, mas não mudou a estrutura das comunidades de bactérias em relação à área sem queima. No segundo experimento foram avaliadas amostras de terra, de duas áreas experimentais, sob cultivo de cana-de-açúcar (SP813250), com diferentes doses de N (0, 40, 80 e 120 kg de N ha-1) na forma de uréia, aplicadas no sulco de plantio. Para verificar possíveis alterações na comunidade bacteriana desses solos, foram avaliadas a estrutura das comunidades bacterianas por PCR-DGGE e a diversidade de bactérias oxidadoras de amônio (AOB), pelo seqüenciamento de bibliotecas do gene rRNA 16S, utilizando oligonucleotídeos iniciadores específicos. As doses de N alteraram a estrutura das comunidades bacterianas do solo nas duas áreas experimentais, determinadas por PCR-DGGE, entretanto, a adubação nitrogenada não alterou a diversidade de AOB no solo, das duas áreas. A estrutura da comunidade de AOB no solo da USA, sem adubação nitrogenada e com 80 kg de N ha-1 diferiu estatisticamente. Nas duas áreas, as unidades taxonômicas operacionais mais abundantes se relacionam filogeneticamente a Nitrosospira multiformes. / The microorganisms are the most abundant and diverse living creatures on earth. The agricultural practices reduce the soil biodiversity and a lower microbial diversity can result in a nutrient cycling and plant growth reduction. Two sugarcane crops experiments were investigated to evaluate modifications in the microbial activity and soil bacterial communities structure. The first of them was done at municipality of Novo Horizonte, Sao Paulo State (SP), and it has the aim to determine the sugarcane burn effects on soil bacterial community. The second experiment was introduced at municipalities of Pirassununga (SP) and Jaboticabal (SP) with the objective to verify the nitrogen fertilizing effect on soil bacterial community. The soil samples were taken in 0-10 cm and 10-20 cm depth, between and in the planting furrows. We used three sugarcane varieties (SP81-3250, SP80-1842 e RB72-454) in the first experiment under unburned and burned sugarcane pre-harvest. We evaluated metabolic diversity (Biolog) and the bacterial community structure performing PCR-DGGE of 16S rRNA gene in the first experiment. The sugarcane harvest management had modified the soil heterotrophic metabolism by altering its diversity. In spite of that, there is no difference between the burned and unburned soil bacterial communities under the variety SP80-1842. For that reason, the first year pre harvest burn altered the microbial metabolic diversity and capacity but did not change the bacterial community structure when related with unburned area. In the second experiment, soil samples under the SP81-3250 variety were analyzed from two sites. Each site received different levels of urea as nitrogen fertilization (0, 40, 80 e 120 kg de N ha-1) applied at planting furrows. The PCR-DGGE was applied to verify changes in the bacterial communities structure in these soils. The ammonia-oxidizing bacteria (AOB) diversity was evaluated by sequencing of 16S rRNA gene libraries after the amplification with specific primers. The levels of nitrogen fertilization altered the soil bacterial communities structure in both study sites, by PCRDGGE evaluation. However, the nitrogen application did not alter the soil AOB diversity in those two sites. The soil AOB community structure under no nitrogen and 80 kg N ha-1 application was different from the community structure under the other levels of fertilization in one of the two sites. The operational taxonomic unit are phylogenetically related to Nitrosospira multiformes in the two sites.