The aim of the research was to identify the phytoplasmas detected in insects that were found on various phytoplasma-infected plants, and to reveal phytoplasma insect-vectors as well as phytogenetical relationships of identified phytoplasmas. From previous research, we already know a few mostly widespread phytoplasma groups, subgroups, and many of their host plants in Lithuania. The data on potential vectors of these bacteria are very scarce in Lithuania. The identification and research of insect vectors will help to create more effective strategies and systems to fight with phytoplasmal infections. Identification of phytoplasmas and their vectors will provide important data for research of ecology, distribution, origin, epidemiology, and ways of spreading of these pathogens. Such information is beneficial for plant protection institutions and plant growers in Lithuania and neighbouring countries. It will help to ascertain possible invasive insect species and phytoplasma strains in Lithuania. During this research for the first time in Lithuania, we determined possible phytoplasma insect vectors using molecular biology methods. Most of the detected phytoplasma subgroups were found in the identified insect species for the first time in Lithuania and worldwide. Our data on new potential insect vector species extend the spectrum of phytoplasma vectors in our region. Phytoplasmas were detected for the first time in five plant species in Lithuania. We identified in this work one... [to full text] / Disertacijos darbo tikslas – aptikti ir identifikuoti Lietuvoje paplitusias fitoplazmas vabzdžiuose, surinktuose nuo įvairių augalų su fitoplazminiais simptomais ir nustatyti fitoplazmų vabzdžius pernešėjus bei atskleisti identifikuotų ir kitų fitoplazmų filogenetinius giminingumus. Lietuvoje jau žinomos keletas labiausiai paplitusių fitoplazmų grupių bei pogrupių, taip pat aptikta nemažai jų augalų-šeimininkų. Duomenų apie galimus šių bakterijų pernešėjus Lietuvoje beveik nėra. Pernešėjų identifikavimas ir tyrimas padės kurti veiksmingesnes strategijas bei sistemas kovai su fitoplazminėmis infekcijomis. Fitoplazmų ir jų pernešėjų identifikavimas suteiks svarbių duomenų tiriant šių patogenų ekologiją, paplitimą, kilmę, epidemiologiją, plitimo kelius. Informacija bus naudinga Lietuvos ir kaimyninių šalių augalų apsaugai. Taip pat galės padėti nustatant galimų invazinių vabzdžių rūšių bei fitoplazmų kamienų atsiradimą Lietuvoje dėl klimato kaitos. Šio darbo metu pirmą kartą Lietuvoje molekuliniais metodais buvo išaiškinti fitoplazmų vabzdžiai pernešėjai. Daugelis aptiktų fitoplazmų pogrupių nustatytos identifikotuose vabzdžiuose pirmą kartą, kaip Lietuvoje taip ir pasaulyje. Penkiose augalų rūšyse fitoplazmos aptiktos pirmą kartą Lietuvoje. Darbo metu nustatytas vienas visiškai naujas Lietuvai ir pasauliui ir vienas naujas Lietuvai fitoplazmų pogrupiai bei jų augalai šeimininkai, kas prisideda prie Lietuvoje bei pasaulyje aptinkamų fitoplazmų paplitimo ir bioįvairovės tyrimo... [toliau žr. visą tekstą]

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.

Microcistinas são potentes hepatotoxinas e promotoras de tumores encontradas em águas doces que causam riscos à saúde pública e, portanto, representam um sério problema para as estações de tratamento de água. O gênero de cianobactéria Microcystis é o mais conhecido produtor dessas toxinas e também o mais comumente encontrado formando florações em reservatórios de água usados para abastecimento público. Entretanto, algumas bactérias são capazes de utilizar essas toxinas como fonte de carbono o que pode contribuir para a sua remoção da água. Neste estudo foi avaliado o potencial de degradação da microcistina-XR (MCYST-XR) por bactérias heterotróficas isoladas de um sistema de abastecimento público de água da cidade de Piracicaba-SP. A cianotoxina MCYST-XR avaliada foi isolada da linhagem Microcystis aeruginosa NPLJ-4 e purificada. Culturas puras de 35 bactérias isoladas do sistema de abastecimento de água foram testadas. Para isso, cada bactéria foi inoculada em meio mínimo de sais contendo 60 g mL-1 de MCYST-XR purificada e após 144 horas a degradação da toxina foi avaliada por análise em LC-MS/MS. Os picos indicando a massa da microcistina-XR (m/z 1037) não foram detectados no meio de cultura de seis bactérias, as quais foram identificadas pelo sequenciamento quase completo do gene de RNAr 16S como pertencentes aos gêneros Pseudomonas sp., Sphingomonas sp., Microbacterium sp., Agromyces sp., Bacillus sp. e Acinetobacter sp. Este é o primeiro relato de uma linhagem de Acinetobacter capaz de degradar MCYST. A cinética de biodegradação da MCYST-XR mostrou redução de 80% em 72 horas, período em que as bactérias apresentaram o máximo crescimento. A presença do gene mlrA codificante da enzima microcistinase envolvida no metabolismo da microcistina foi avaliada nos genomas dos seis isolados bacterianos usando iniciadores de PCR específicos. Fragmentos de aproximadamente 800 pb foram amplificados em dois isolados, Bacillus sp.e Microbacterium sp. Ensaios de toxicidade utilizando o cládocero Daphnia similis foram realizados para verificar a efetiva remoção da MCYST-XR e a não formação de subprodutos tóxicos na via de biodegradacão. Os resultados negativos dos bioensaios após 48 horas indicaram a ausência de subprodutos tóxicos na via da degradação. / Microcystins are potent hepatotoxins and tumor promoters found in freshwaters that cause public health risks and thus represent a serious problem for water treatment plants. The cyanobacterium genus Microcystis is the most known toxin-producer and the most common bloom-forming in water reservoirs used for public supply. However, some bacteria are able to use these toxins as carbon source, which can contribute to its removal from water. This study assessed the potential for degradation of microcystin-XR (MCYST-XR) by heterotrophic bacteria isolated from a public water supply system of the city of Piracicaba-SP. The cyanotoxin MCYSTXR evaluated was isolated from Microcystis aeruginosa strain NPLJ-4 and purified. Pure cultures of 35 bacteria isolated from the water supply system were tested. For this, each bacterium was inoculated in minimal medium salts containing 60 g mL-1 of purified MCYST-XR and after 144 hours the toxin degradation was evaluated by LC-MS/MS analysis. The peaks indicating the mass of microcystin-XR (m/z 1037) were not detected in the culture medium of six bacteria, which were identified by almost complete sequencing of the 16S rRNA gene as belonging to the genera Pseudomonas sp., Sphingomonas sp., Microbacterium sp., Agromyces sp., Bacillus sp. and Acinetobacter sp. This is the first report of an Acinetobacter strain able to degrade MCYST. The kinetic of the MCYST-XR biodegration showed 80% reduction in 72 hours, period in which the bacteria showed the maximum growth. The presence of the mlrA gene encoding the microcystinase enzyme involved in the metabolism of microcystin was evaluated in the genomes of the six bacterial isolates using specific PCR primers. Fragments of approximately 800 bp were amplified in two isolates, Bacillus sp. and Microbacterium sp. Toxicity assays using the cladoceran Daphnia similis were conducted to verify the effective removal of MCYST-XR and the non formation of toxic by-products in the biodegradation pathway. The negative results of the bioassays after 48 hours indicated absence of toxic by-products in the biodegradation pathway.

O gênero Pilumnus apresenta um total de 143 espécies válidas sendo representado por caranguejos distribuídos em oceanos tropicais e temperados. Estudos anteriores acerca da sistemática do gênero evidenciam um alto grau de incertezas quanto à sua classificação, provavelmente decorrente do pouco conhecimento sobre as espécies, somada a abundância de seus representantes. A classificação inicial do gênero foi baseada em caracteres morfológicos, compartilhados por diversos gêneros de Brachyura, inclusive posicionados em famílias distintas. A utilização de ferramentas moleculares tem se mostrado bastante eficaz, principalmente quando em conjunto com estudos morfológicos, no auxílio de trabalhos taxonômicos e contribuindo na construção de hipóteses filogenéticas mais robustas para os crustáceos decápodos. Além de uma análise comparativa empírica das espécies de Pilumnus do Atlântico ocidental, foram realizadas análises moleculares baseadas nos genes mitocondriais 16S rRNA e o Citocromo Oxidase I (COI) (mesma sequência do barcoding) que resultaram em 17 espécies distintas, incluíndo duas espécies novas. Foi observado uma possível estruturação genética entre populações de P. reticulatus provenientes de diferentes regiões zoogeográficas (Caribe e Brasil), e a ausência de estruturação nas espécies P. caribaeus, P. dasypodus, P. floridanus e P. vinaceus que apresentam uma ampla distribuição. Os dados morfológicos e moleculares permitiu a avaliar o status taxonômico de 21 espécies de ocorrência no Atlântico ocidental em que foi corroborada a proposição de P. brasiliensis como sinônimo júnior de P. caribaeus. Ademais, os nomes P. dasypodus e P. vinaceus devem ser considerados válidos, sendo necessário a ressurreição do último, considerado anteriormente sinônimo júnior de P. dasypodus. Com base na nossa revisão, 20 espécies são consideradas válidas e a distribuição reportada de P. diomedeae, P. longleyi e P. spinosissimus é restrita. / The genus Pilumnus has 143 valid species being represented by crabs distributed in tropical and temperate oceans. Previous studies about the systematics of the genus evidenced a high degree of uncertainty regarding its classification, probably due to the lack of knowledge about the species, in addition to the abundance of its representatives. The initial classification of the genus was based on morphological characters, shared by several genera of Brachyura, even in different families. The use of molecular tools has been shown to be very effective, especially when combined with morphological studies, in the aid of taxonomic works and contributing to the construction of more robust phylogenetic hypotheses for decapod crustaceans. In addition to an empirical comparative analysis of Pilumnus species from the western Atlantic, molecular analyzes based on mitochondrial 16S rRNA and Cytochrome Oxidase I (COI) genes were performed, resulting in 17 distinct species, including two new species. It was observed a possible genetic structuring between P. reticulatus populations from different zoogeographic regions (Caribbean and Brazil), and the absence of genetic structuring in the species P. caribaeus, P. dasypodus, P. floridanus and P. vinaceus that present a wide distribution. The morphological and molecular data allowed evaluating the taxonomic status of 21 species with occurrence in the western Atlantic in which the proposition of P. brasiliensis as a junior synonym of P. caribaeus was corroborated. In addition, the names P. dasypodus and P. vinaceus should be considered valid, being necessary the resurrection of the last, previously considered junior synonym of P. dasypodus. Based on our review, 20 species are considered valid and the reported distribution of P. diomedeae, P. longleyi and P. spinosissimus is restricted.

Nop53 e uma protena nucleolar, conservada evolutivamente e essencial na levedura Saccharomyces cerevisiae para a biogênese da subunidade maior do ribossomo, 60S. O principal fenotipo causado pela repressão da expressão de Nop53 e o acumulo do intermedi ario de processamento de pre-Rrna, 7S, que tambem e substrato do complexo exossomo na formação do rRNA maduro 5:8S. Nop53 interage diretamente com a subunidade do exossomo Rrp6 e com a subunidade Mtr4 do co-ativador do exossomo TRAMP. O objetivo principal deste trabalho foi o de analisar como a interação entre Nop53 e o exossomo pode modular a atividade deste ultimo. Para isso, foram utilizados metodos bioqumicos, geneticos e de biologia molecular. Os resultados mostrados aqui demonstram que a depleção de Nop53 faz com que mais protenas ribossomais, principalmente da subunidade maior, sejam co-imunoprecipitadas com o core do exossomo, sugerindo que Nop53 possa ter um papel na liberação do exossomo da subunidade pre-60S depois da formação do rRNA maduro 5:8S. Esta hipotese foi conrmada atraves da separação de complexos por centrifugação em gradiente de glicerol, que mostrou a presenca de subunidades do exossomo em complexos maiores na ausência de Nop53, provavelmente correspondendo a partculas pre-ribossomais. Co-imunoprecipitação de RNA com o exossomo na ausência de Nop53 tambem conrmou uma maior associação deste complexo com o pre-rRNA 7S. Como tambem mostrado aqui, alem de interagir com Rrp6, Nop53 interage com subunidades do core do exossomo e a superexpressão de uma destas subunidades, Rrp43, complementa parcialmente a ausência de Nop53 na celula. Estes resultados levaram a conclusão de que Nop53 pode recrutar o exossomo para a partcula ribossomal pre-60S para a maturação do pre-rRNA 7S a 5:8S, e atue tambem na liberação do exossomo, possivelmente atraves de sua interação com a helicase Mtr4. / Abstract Nop53 is a nucleolar, conserved and essential protein in the yeast Saccharomyces cerevisiae, involved in the biogenesis of the large ribosomal subunit 60S. The main phenotype of the depletion of Nop53 in yeast cells is the accumulation of the prerRNA processing intermediate 7S, which is also the substrate of the exosome complex for the formation of the mature rRNA 5:8S. Nop53 directly interacts with the exosome subunit Rrp6, and with the subunit Mtr4 of the TRAMP complex, an exosome co-activator. The main objective of this work was the analysis of the interaction between Nop53 and the exosome and the identication of the mechanism through which Nop53 regulates the exosome activity. The results shown here demonstrate that the depletion of Nop53 leads to a more stable association of the exosome with the pre-60S ribosome particle, as determined by co-immunoprecipitation of proteins with one of the exosome core subunits, and by fractionation of complexes through glycerol gradients. These results suggested that Nop53 could play a role in the release of the exosome after the formation of the mature rRNA 5:8S. This hypothesis was conrmed through the co-immunoprecipitation of pre-rRNA 7S with the exosome in the absence of Nop53. In addition to the interaction with the exosome subunit Rrp6, as shown here, Nop53 also interacts with core subunits of the complex. Interestingly, overexpression of one of these subunits, Rrp43, partially complements the depletion of Nop53. These results led to the conclusion that Nop53 may recruit the exosome to the pre-60S particle for the maturation of the pre-rRNA 7S to the mature 5:8S, but Nop53 may also be involved in the release of the exosome, possibly through its interaction with the helicase Mtr4.

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.

Microcistinas são potentes hepatotoxinas e promotoras de tumores encontradas em águas doces que causam riscos à saúde pública e, portanto, representam um sério problema para as estações de tratamento de água. O gênero de cianobactéria Microcystis é o mais conhecido produtor dessas toxinas e também o mais comumente encontrado formando florações em reservatórios de água usados para abastecimento público. Entretanto, algumas bactérias são capazes de utilizar essas toxinas como fonte de carbono o que pode contribuir para a sua remoção da água. Neste estudo foi avaliado o potencial de degradação da microcistina-XR (MCYST-XR) por bactérias heterotróficas isoladas de um sistema de abastecimento público de água da cidade de Piracicaba-SP. A cianotoxina MCYST-XR avaliada foi isolada da linhagem Microcystis aeruginosa NPLJ-4 e purificada. Culturas puras de 35 bactérias isoladas do sistema de abastecimento de água foram testadas. Para isso, cada bactéria foi inoculada em meio mínimo de sais contendo 60 g mL-1 de MCYST-XR purificada e após 144 horas a degradação da toxina foi avaliada por análise em LC-MS/MS. Os picos indicando a massa da microcistina-XR (m/z 1037) não foram detectados no meio de cultura de seis bactérias, as quais foram identificadas pelo sequenciamento quase completo do gene de RNAr 16S como pertencentes aos gêneros Pseudomonas sp., Sphingomonas sp., Microbacterium sp., Agromyces sp., Bacillus sp. e Acinetobacter sp. Este é o primeiro relato de uma linhagem de Acinetobacter capaz de degradar MCYST. A cinética de biodegradação da MCYST-XR mostrou redução de 80% em 72 horas, período em que as bactérias apresentaram o máximo crescimento. A presença do gene mlrA codificante da enzima microcistinase envolvida no metabolismo da microcistina foi avaliada nos genomas dos seis isolados bacterianos usando iniciadores de PCR específicos. Fragmentos de aproximadamente 800 pb foram amplificados em dois isolados, Bacillus sp.e Microbacterium sp. Ensaios de toxicidade utilizando o cládocero Daphnia similis foram realizados para verificar a efetiva remoção da MCYST-XR e a não formação de subprodutos tóxicos na via de biodegradacão. Os resultados negativos dos bioensaios após 48 horas indicaram a ausência de subprodutos tóxicos na via da degradação. / Microcystins are potent hepatotoxins and tumor promoters found in freshwaters that cause public health risks and thus represent a serious problem for water treatment plants. The cyanobacterium genus Microcystis is the most known toxin-producer and the most common bloom-forming in water reservoirs used for public supply. However, some bacteria are able to use these toxins as carbon source, which can contribute to its removal from water. This study assessed the potential for degradation of microcystin-XR (MCYST-XR) by heterotrophic bacteria isolated from a public water supply system of the city of Piracicaba-SP. The cyanotoxin MCYSTXR evaluated was isolated from Microcystis aeruginosa strain NPLJ-4 and purified. Pure cultures of 35 bacteria isolated from the water supply system were tested. For this, each bacterium was inoculated in minimal medium salts containing 60 g mL-1 of purified MCYST-XR and after 144 hours the toxin degradation was evaluated by LC-MS/MS analysis. The peaks indicating the mass of microcystin-XR (m/z 1037) were not detected in the culture medium of six bacteria, which were identified by almost complete sequencing of the 16S rRNA gene as belonging to the genera Pseudomonas sp., Sphingomonas sp., Microbacterium sp., Agromyces sp., Bacillus sp. and Acinetobacter sp. This is the first report of an Acinetobacter strain able to degrade MCYST. The kinetic of the MCYST-XR biodegration showed 80% reduction in 72 hours, period in which the bacteria showed the maximum growth. The presence of the mlrA gene encoding the microcystinase enzyme involved in the metabolism of microcystin was evaluated in the genomes of the six bacterial isolates using specific PCR primers. Fragments of approximately 800 bp were amplified in two isolates, Bacillus sp. and Microbacterium sp. Toxicity assays using the cladoceran Daphnia similis were conducted to verify the effective removal of MCYST-XR and the non formation of toxic by-products in the biodegradation pathway. The negative results of the bioassays after 48 hours indicated absence of toxic by-products in the biodegradation pathway.

<p>Taksonomija&nbsp; i&nbsp; sistematika&nbsp; su&nbsp; okosnica&nbsp; nauke&nbsp; o biodiverzitetu,&nbsp; obzirom&nbsp; da&nbsp; su&nbsp; osnova&nbsp; za identifikaciju&nbsp; i&nbsp; razdvajanje&nbsp; jedinstvenih filogenetskih&nbsp; entiteta&nbsp; (vrsta),&nbsp; ali&nbsp; i&nbsp; vi&scaron;ih taksonomskih&nbsp; kategorija.&nbsp; Rod&nbsp;<em> Merodon&nbsp;</em> Meigen,1803&nbsp; pripada&nbsp; familiji&nbsp; Syrphidae,&nbsp; podfamiliji Eristalinae,&nbsp; tribusu&nbsp; Merodontini.&nbsp; Vodeći&nbsp; je&nbsp; rod osolikih muva po bogatstvu vrstama u Evropi (124 vrsta).&nbsp; Sirfide&nbsp; predstavljaju&nbsp; veoma&nbsp; važnu&nbsp; grupu<br />organizama&nbsp; i&nbsp; njihov&nbsp; značaj&nbsp; u&nbsp; prirodi&nbsp; je&nbsp; vi&scaron;estruk (polinacija,&nbsp; regulatori&nbsp; brojnosti&nbsp; &scaron;tetnih&nbsp; insekata bioindikatori&nbsp; stani&scaron;ta,&nbsp; razlagači&nbsp; materija&nbsp; u raspadanju&nbsp; itd).&nbsp; Iako&nbsp; su&nbsp; se&nbsp; istraživanjima&nbsp; roda Merodon&nbsp; bavili&nbsp; brojni&nbsp; autori,&nbsp; dosada&scaron;nje filogenetske&nbsp; analize&nbsp; nisu&nbsp; u&nbsp; potpunosti&nbsp; rasvetlile njegovu sistematsku poziciju, kao i položaj taksona na&nbsp; filogenetskom&nbsp; stablu.&nbsp; U&nbsp; cilju&nbsp; &scaron;to&nbsp; boljeg razumevanja sistematike i filogenije roda&nbsp; <em>Merodon</em>, neophodno&nbsp; je&nbsp; analizirati&nbsp; genske&nbsp; regione&nbsp; koji evoluiraju različitim mutacionim stopama, kao i &scaron;to veći&nbsp; broj&nbsp; filogenetski&nbsp; informativnih&nbsp; morfolo&scaron;kih karaktera. U&nbsp; ovom&nbsp; radu&nbsp; su&nbsp; u&nbsp; cilju&nbsp; istraživanja sistematike&nbsp; roda&nbsp; <em>Merodon&nbsp; </em>analizirani&nbsp; molekularni (mtDNK, 18S rRNK, 28S rRNK) i 250 morfolo&scaron;kih<br />karaktera&nbsp; (pomoću&nbsp; binokularne&nbsp; lupe&nbsp; i&nbsp; Skening elektronskog&nbsp; mikroskopa),&nbsp; pojedinačno&nbsp; i kombinovano&nbsp; a&nbsp; upotrebom&nbsp; metoda&nbsp; za&nbsp; filogenetsku analizu-&nbsp; <em>maximum&nbsp; parsimony</em>&nbsp; (MP)&nbsp; i&nbsp;<em> maximumlikelihood (</em>ML). Analizirano je ukupno 329 jedinki. Pokazalo&nbsp; se&nbsp; da&nbsp; je&nbsp; u&nbsp; ovakvom&nbsp; tipu&nbsp; istraživanja neophodan&nbsp; integrativni&nbsp; pristup,&nbsp; odnosno kombinacija&nbsp; &scaron;to&nbsp; vi&scaron;e&nbsp; karaktera&nbsp; poreklom&nbsp; iz različitih&nbsp; izvora.&nbsp; Na&nbsp; osnovu&nbsp; ML&nbsp; stabla&nbsp; svih&nbsp; gena tribus&nbsp; Merodontini&nbsp; je&nbsp; monofiletski&nbsp; gde&nbsp; se&nbsp; vrsta<br /><em>Nausigaster&nbsp; meridionalis</em>&nbsp; pojavljuje&nbsp; kao&nbsp; sestrinska ostalim rodovima tribusa (<em>Azpeytia, Platynochaetus, Megatrigon,&nbsp; Eumerus&nbsp;&nbsp; tricolor&nbsp;</em> kladi&nbsp; i&nbsp; ostalim vrstama&nbsp; roda&nbsp;<em> Eumerus</em>).&nbsp; Rod&nbsp; <em>Eumerus&nbsp;</em> je parafiletski&nbsp; i&nbsp; sastoji&nbsp; se&nbsp; iz&nbsp; dve&nbsp; monofiletske&nbsp; linije: <em>Eumerus&nbsp; tricolor&nbsp;</em> klade&nbsp; (potencijalnog&nbsp; roda)&nbsp; i ostalih&nbsp; vrsta&nbsp; roda&nbsp; Eumerus.&nbsp; Rod&nbsp; Merodon&nbsp; je monofiletski&nbsp; prema&nbsp; analizama&nbsp; kombinovane matrice&nbsp;&nbsp; molekularnih&nbsp; i&nbsp; morfolo&scaron;kih&nbsp; podataka,&nbsp; 5&#39; kraja&nbsp; mtDNK&nbsp; COI&nbsp; i&nbsp; analize&nbsp; matrice&nbsp; morfolo&scaron;kih karaktera.&nbsp; U&nbsp; okviru&nbsp; roda&nbsp; <em>Merodon</em>&nbsp; detektovano&nbsp; je ukupno&nbsp; pet&nbsp; klada&nbsp; (<em>aureus,&nbsp; albifrons,&nbsp; desuturinus, natans&nbsp; i&nbsp; avidus</em>),&nbsp; odnosno&nbsp; četiri&nbsp; glavne&nbsp; evolutivne linije,&nbsp; potencijalna&nbsp; podroda:&nbsp; aureus,&nbsp; albifrons&nbsp; + desuturinus,&nbsp; natans&nbsp; i&nbsp; avidus.&nbsp; Mitohondrijalni&nbsp; geni pokazali su se veoma informativnim u sagledavanju<br />filogenetskih odnosa i izdvajanja većine klada, kao i grupa&nbsp; vrsta,&nbsp; &scaron;to&nbsp; ukazuje&nbsp; na&nbsp; veću&nbsp; varijabilnost sekvenci&nbsp; COI&nbsp; gena&nbsp; u&nbsp; odnosu&nbsp; na&nbsp; nuklearne&nbsp; gene. Nuklearni&nbsp; geni&nbsp; samostalno&nbsp; nisu&nbsp; doprineli rasvetljavanju&nbsp; filogenetskih&nbsp; odnosa&nbsp; između&nbsp; klada<br />(28S&nbsp; rRNK&nbsp; izdvaja&nbsp; samo&nbsp; natans&nbsp; kladu)&nbsp; u&nbsp; okviru roda&nbsp;<em> Merodon</em>,&nbsp; ali&nbsp; su&nbsp; izdvojili&nbsp; tribus<em>&nbsp; Merodontini,</em>kao&nbsp; i&nbsp;<em> Eumerus&nbsp; tricolor&nbsp; </em>liniju.&nbsp; Nuklearni&nbsp; geni&nbsp; su izdvojili&nbsp; i&nbsp; pojedine&nbsp; grupe&nbsp; vrsta&nbsp; u&nbsp; okviru&nbsp; roda <em>Merodon</em>,&nbsp; &scaron;to&nbsp; govori&nbsp; u&nbsp; prilog&nbsp; tome&nbsp; da&nbsp; nuklearni geni mogu biti informativni kako na vi&scaron;im, tako i na nižim&nbsp; taksonomskim&nbsp; nivoima.&nbsp; Mala&nbsp; varijabilnost nuklearnog&nbsp; gena&nbsp; u&nbsp; okviru&nbsp; roda&nbsp; Merodon,&nbsp; naročito<br />slučaju&nbsp; 18S&nbsp; rRNK,&nbsp; govori&nbsp; o&nbsp; njegovoj konzervativnosti.&nbsp; Utvrđeno&nbsp; je&nbsp; da&nbsp; morfolo&scaron;ki<br />karakteri genitalija mužjaka nose važan filogenetski signal&nbsp; za&nbsp; izdvajanje&nbsp; klada&nbsp; i&nbsp; grupa&nbsp; vrsta&nbsp; te&nbsp; upravo kombinacija&nbsp; različitih&nbsp; morfolo&scaron;kih&nbsp; struktura&nbsp; i njihova uloga sa različitim stepenom selekcije koja deluje&nbsp; na&nbsp; njih,&nbsp; uslovljava&nbsp; i&nbsp; njihovu&nbsp; evolucionu diverzifikaciju.&nbsp; Ipak,&nbsp; analize&nbsp; molekularnog&nbsp; i morfolo&scaron;kog&nbsp; seta&nbsp; karaktera&nbsp; pojedinačno&nbsp; nisu&nbsp; u potpunosti&nbsp; rasvetlili&nbsp; filogenetske&nbsp; odnose&nbsp; u&nbsp; okviru<br />roda&nbsp;<em> Merodon</em>,&nbsp; &scaron;to&nbsp; opravdava&nbsp; potrebu&nbsp; za kombinovanom analizom.&nbsp;</p> / <p>Taxonomy&nbsp; and&nbsp; systematics&nbsp; provide&nbsp; the&nbsp; framework&nbsp; for&nbsp; biodiversity&nbsp; research, since&nbsp; they represent a foundation for identification&nbsp; and&nbsp; delimitation&nbsp; of&nbsp; phylogenetic&nbsp; units&nbsp; (species), as well as higher taxonomic ranks. Genus<em>&nbsp; Merodon&nbsp; </em>Meigen,&nbsp; 1803&nbsp; belongs&nbsp; to family&nbsp; Syrphidae,&nbsp; subfamily&nbsp; Eristalinae, tribus&nbsp; Merodontini.&nbsp; Hoverflies&nbsp; play&nbsp; crucial&nbsp; ecological&nbsp; roles&nbsp; (pollination,&nbsp; decomposition&nbsp; and&nbsp; recycling&nbsp; of&nbsp; a&nbsp; vast&nbsp; range&nbsp; of&nbsp; materials, bioindicators&nbsp; etc).&nbsp; Despite&nbsp; the&nbsp; fact&nbsp; that genus<em>&nbsp; Merodon</em>&nbsp; is&nbsp; the&nbsp; species&nbsp; richest hoverfly&nbsp; genus&nbsp; in&nbsp; Europe&nbsp; (124&nbsp; described&nbsp; species so far), only few authors have dealt with&nbsp; its&nbsp; systematics&nbsp; and&nbsp; phylogenetic&nbsp; relationships&nbsp; of&nbsp; this&nbsp; large&nbsp; phytophagous genus. In order to understand the systematics and&nbsp; phylogeny&nbsp; of&nbsp; genus&nbsp; Merodon,&nbsp; it&nbsp; is&nbsp; necessary to analyze comprehensive number of&nbsp; gene&nbsp; regions&nbsp; known&nbsp; to&nbsp; evolve&nbsp; with various&nbsp; mutational&nbsp; rates,&nbsp; and&nbsp; as&nbsp; many&nbsp; feasible,&nbsp; phylogenetically&nbsp; important&nbsp; morphological&nbsp; characters.&nbsp; In&nbsp; this&nbsp; thesis, molecular (mtDNA, 18S rRNA, 28S rRNA)and&nbsp; 250&nbsp; morphological&nbsp; characters&nbsp; (with&nbsp; the aid&nbsp; of&nbsp; binocular&nbsp; and&nbsp; scanning&nbsp; electron microscope)&nbsp; were&nbsp; analyzed,&nbsp; separately&nbsp; and combined,&nbsp; with&nbsp; phylogenetic&nbsp; methods <em>maximum&nbsp; parsimony&nbsp; </em>(MP)&nbsp; and&nbsp; <em>maximum likelihood</em>&nbsp; (ML).&nbsp; In&nbsp; total&nbsp; 329&nbsp; specimens were&nbsp; analyzed.&nbsp; It&nbsp; has&nbsp; been&nbsp; proven&nbsp; that&nbsp; in these types of research integrative approach is crucial, as it considers a large&nbsp; amount of data from various sources. In ML analysis of all&nbsp; genes&nbsp; tribus&nbsp; Merodontini&nbsp; is monophyletic,&nbsp; with&nbsp; Nausigaster meridionalis&nbsp; grouping&nbsp; as&nbsp; a&nbsp; sister&nbsp; to&nbsp; the remaining&nbsp; Merodontini&nbsp; (<em>Azpeytia, Platynochaetus,&nbsp; Megatrigon,&nbsp; Eumerus&nbsp; </em>and <em>Eumerus&nbsp; tricolor&nbsp;</em> lineage). Genus&nbsp;<em> Eumerus </em>is&nbsp; paraphyletic,&nbsp; and&nbsp; within&nbsp; this&nbsp; genus&nbsp; two main&nbsp; monophyletic&nbsp; lineages&nbsp; can&nbsp; be identified:&nbsp;<em> Eumerus&nbsp; tricolor&nbsp; </em>clade&nbsp; (putative genera)&nbsp; and&nbsp; the&nbsp; remaining&nbsp; taxa&nbsp; of&nbsp; genus Eumerus.&nbsp; Genus&nbsp; <em>Merodon</em>&nbsp; monophyly&nbsp; is confirmed,&nbsp; based&nbsp; on&nbsp; all&nbsp; data&nbsp; analysis&nbsp; 5&#39; mtDNA&nbsp; COI&nbsp; and&nbsp; morphological&nbsp; dataset. Within&nbsp; genus&nbsp; <em>Merodon</em>&nbsp; five&nbsp; monophyletic clades&nbsp; can&nbsp; be&nbsp; identified&nbsp; (<em>aureus,&nbsp; albifrons, desuturinus,&nbsp; natans&nbsp; and&nbsp; avidus</em>),&nbsp; or&nbsp; four evolutionary&nbsp; lineages,&nbsp; putative&nbsp; subgenera: aureus,&nbsp; albifrons&nbsp; +&nbsp; desuturinus,&nbsp; natans&nbsp; and avidus.&nbsp; Mitochondrial DNA is proved to be very&nbsp; informative&nbsp; in&nbsp; resolving&nbsp; systematic position&nbsp; of&nbsp; clades,&nbsp; species&nbsp; groups&nbsp; and&nbsp; taxa, which confirms the higher variability of COI mtDNA&nbsp; sequences&nbsp; compared&nbsp; to&nbsp; nuclear genes. Nuclear genes alone didn&#39;t resolve the systematic&nbsp; position&nbsp; and&nbsp; phylogenetic relationships&nbsp; between&nbsp; most&nbsp; clades&nbsp; (28S rRNA&nbsp; identified&nbsp; only&nbsp; natans&nbsp; clade)&nbsp; within genus&nbsp; <em>Merodon,</em>&nbsp; but&nbsp; these&nbsp; genes&nbsp; confirmed the&nbsp; monophyly&nbsp; of&nbsp; tribus&nbsp; Merodontini&nbsp; and putative&nbsp; genera&nbsp; <em>Eumerus&nbsp; tricolo</em>r.&nbsp; Nuclear genes&nbsp; were&nbsp; also&nbsp; informative&nbsp; for&nbsp; some species&nbsp; groups,&nbsp; which&nbsp; implies&nbsp; that&nbsp; nuclear genes&nbsp; could&nbsp; be&nbsp; beneficial&nbsp; in&nbsp;&nbsp; resolving systematic position of both lower and higher taxonomic ranks. Low&nbsp; variability of nuclear genes within genus <em>Merodon</em>, especially 18SrRNA,&nbsp; proves&nbsp; the&nbsp; fact&nbsp; that&nbsp; they&nbsp; are&nbsp; conservative&nbsp; genes.&nbsp; Morphological&nbsp; characters&nbsp; of&nbsp; male&nbsp; genitalia&nbsp; carry&nbsp; the strongest&nbsp; phylogenetic&nbsp; signal,&nbsp; since&nbsp; they show a great evolutionary divergence in the shape&nbsp; and&nbsp; structural&nbsp; complexity,&nbsp; as&nbsp; a&nbsp; result of&nbsp; sexual&nbsp; selection.&nbsp; As&nbsp; molecular&nbsp; nor morphological&nbsp; characters&nbsp; alone&nbsp; couldn&#39;t fully&nbsp; resolve&nbsp; the&nbsp; phylogenetic&nbsp; relationships&nbsp; within genus&nbsp; <em>Merodon</em>,&nbsp; all data&nbsp; approach is proven&nbsp; to&nbsp; be&nbsp; necessary&nbsp; in&nbsp; this&nbsp; type&nbsp; of&nbsp; research.<br />&nbsp;</p>

Terra Preta Antropogênica (TPA) é um dos tipos de solos mais \"férteis\" do mundo. A TPA recebe esta denominação por ser encontrada em sítios arqueológicos onde viveram grupos pré-históricos. São pequenas faixas de solos que apresentam altas concentrações de nutrientes, matéria orgânica e encontram-se distribuídas aleatoriamente pela região Amazônica. A verdadeira origem destes solos ainda não está bem esclarecida. Devido à falta de informações sobre sua diversidade bacteriana, este trabalho estudou a diversidade bacteriana em amostras de solos TPA coletadas em duas regiões: Lagoa Balbina - sítio Terra preta (Amazônia Central- Amazonas) e Floresta Nacional de Caxiuanã - sítio arqueológico Mina I (Amazônia Oriental - Pará), através de técnicas moleculares independentes de cultivo. O DNA genômico total das amostras de solo foi extraído e usado como molde em uma reação de PCR utilizando oligonucleotídeos específicos do gene 16S rRNA para o Domínio Bactéria. O produto de PCR amplificado foi clonado no vetor pGEM-T e 980 clones foram selecionados e comparados com o banco de dados de 16S rRNA do RDP II e GenBank (NCBI-EUA). Os resultados apresentaram predominância com microrganismos não-conhecidos representando 41,6 % das seqüências de solo TPA- Balbina, 68,3 % das seqüências de ADJ-Balbina, 84,8% das seqüências de solo TPAMina e 47,7 % das seqüências de ADJ-Mina. O filo mais predominante nas amostras TPABalbina foi Firmicutes, representando 37,1% do total de seqüências analisadas. Os filos em destaque foram Proteobacteria (9,6%), seguidos de Verrucomicrobia (5,6%), Acidobacteria (2,5%), Gemmatimonadetes (2,5%), Actinobacteria (0,5%) e Nitrospira (0,5%). Por outro lado, em ADJ-Balbina destacaram-se os filos Proteobacteria 15,1%, Acidobacteria (12,5%), Firmicutes (2,3%), Nitrospira (1,1%) e Verrucomicrobia (0,8%). Em TPA-Mina, os filos apresentados foram Proteobacteria (6,5%), Acidobacteria (4,7%), Firmicutes (1,4%), Nitrospira (1,1%), Planctomycetes (1,1%) e Verrucomicrobia (0,4%). Contudo, na biblioteca ADJ-Mina verificou a presença dos filos Acidobacteria (27,2%), Proteobacteria (14,2%), Firmicutes (3,8%), Verrucomicrobia (3,8%), Nitrospira (1,3%), Planctomycetes (1,3%), Actinobacteria (0,4%) e Gemmatimonadetes (0,4%). O pH do solo pode ser um dos atributos do solo que pode ter influência direta na diversidade bacteriana dos solos estudados, assim como pode ter efeito uma floresta natural sobre as populações microbianas em seu solo, fato observado na adjacência do solo Terra Preta em Caxiuanã - PA. A estimativa da riqueza de UTOs pelo Bootstrap corroborou diretamente os valores de diversidade obtidos pelos índices de Simpson e Shannon. De um modo geral, uma maior probabilidade de ocorrência de UTOs únicas empregadas pelo estimador Jackknife se correlacionou com uma maior percentagem de baixas frequências de filotipos nas quatro bibliotecas. Os métodos não-paramétricos ACE e Chao1 para a estimativa da riqueza de UTOs também corroboraram com os valores obtidos com o estimador Jackknife. / Anthropogenic Dark Earth (ADE) is one of the most fertile soils in the world. ADE soils have received this nomination due to the pre-historical origin of these archaeological sites, established by pre-colombian populations. ADEs are small areas of soil which present high nutrient and organic matter contents and are randomly distributed throughout the Amazonian region. The true origin of these soils is not known yet. Due to the lack of information concerning the bacterial diversity, this work studied the bacterial diversity in ADE soils collected from two regions: Lagoa Balbina - site Terra Preta (Central Amazonia- Amazonas state) and National Forest of Caxiuanã - archaeological site Mina I (Oriental Amazonia - Pará state), using culture-independent molecular techniques. The total genomic DNAs extracted from the soil samples were used as templates in the PCR reactions using the universal primers for the 16S rRNA bacterial gene. The PCR-products were cloned into the pGEM-T vector and 980 clones were selected and searched using the GenBank (NCBI-USA) and the RDP II program. Data analyses indicated predominance of unknown microorganisms, representing 41.6 % among the sequences from ADE-Balbina, 68.3 % from Adjacent-Balbina, 84.8% from ADE-Mina and 47.7 % from Adjacent-Mina. The predominant phylum in ADEBalbina was Firmicutes, representing 37.1% of the total sequences from that site, followed by Proteobacteria (9.6%), Verrucomicrobia (5.6%) Acidobacteria (2,5%), Gemmatimonadetes (2,5%), Actinobacteria (0,5%) and Nitrospira (0.5%). On the other hand, in the adjacent soil ADJ-Balbina, the predominant phylla were Proteobacteria (15.1%), Acidobacteria (12.5%), Firmicutes (2.3%), Nitrospira (1.1%) and Verrucomicrobia (0.8%). In the Oriental Amazon, the prevalent phylla from the ADE-Mina soil were Proteobacteria (6.5%), Acidobacteria (4.7%), Firmicutes (1.4%), Nitrospira (1.1%), Planctomycetes (1.1%) and Verrucomicrobia (0.4%). In the ADJ-Mina verificou a presença dos filos Acidobacteria 27.2%, Proteobacteria 14.2%, Firmicutes 3.8%, Verrucomicrobia 3.8%, Nitrospira 1.3%, Planctomycetes 1.3%, Actinobacteria 0.4% e Gemmatimonadetes 0.4%. The soil pH may be of the soil attributes which may have directly influenced the bacterial diversity in those soils, as well as the above-ground vegetation from the natural forest in Caxiuanã-Pará. The estimates of the Operational Taxonomic Units (OTUs) richness using Bootstrap directly corroborated the diversity values obtained from the Simpson and Shannon indexes. Unique UTOs using Jackknife estimator were correlated with a higher percentage of the low frequencies of phylla in all the four clone libraries. The nonparametric ACE and Chao1 methods to estimate the OTUs richness also corroborated the Jackknife values.

Implementation and analysis of mathematical models can serve as a powerful tool in understanding how intracellular processes in bacteria affect the bacterial phenotype. In this thesis I have implemented and analysed models of a number of different parts of the bacterium E. coli in order to understand these types of connections. I have also developed new tools for analysis of stochastic reaction-diffusion models. Resistance mutations in the E. coli ribosomes make the bacteria less susceptible to treatment with the antibiotic drug erythromycin compared to bacteria carrying wildtype ribosomes. The effect is dependent on efficient drug efflux pumps. In the absence of pumps for erythromycin, there is no difference in growth between wildtype and drug target resistant bacteria. I present a model explaining this unexpected phenotype, and also give the conditions for its occurrence. Stochastic fluctuations in gene expression in bacteria, such as E. coli, result in stochastic fluctuations in biosynthesis pathways. I have characterised the effect of stochastic fluctuations in the parallel biosynthesis pathways of amino acids. I show how the average protein synthesis rate decreases with an increasing number of fluctuating amino acid production pathways. I further show how the cell can remedy this problem by using sensitive feedback control of transcription, and by optimising its expression levels of amino acid biosynthetic enzymes. The pole-to-pole oscillations of the Min-proteins in E. coli are required for accurate mid-cell division. The phenotype of the Min-oscillations is altered in three different mutants: filamentous cells, round cells and cells with changed membrane lipid composition. I have shown that the wildtype and mutant phenotypes can be explained using a stochastic reaction-diffusion model. In E. coli, the transcription elongation rate on the ribosmal RNA operon increases with increasing transcription initiation rate. In addition, the polymerase density varies along the ribosomal RNA operons. I present a DNA sequence dependent model that explains the transcription elongation rate speed-up, and also the density variation along the ribosomal operons. Both phenomena are explained by the RNA polymerase backtracking on the DNA. / Felaktigt tryckt som Digital Comprehensive Summaries of Uppsala Dissertations from the Faculty of Science and Technology 715