\"Terra Preta de Índio\" (TPI) é um termo utilizado para designar horizontes antrópicos A em solos Amazônicos. Estes solos se destacam pela alta concentração de nutrientes, matéria orgânica e carvão pirogênico. Do ponto de vista microbiológico, a importância destes solos reside no fato de que constituem um habitat de alta diversidade microbiana, sendo também um ambiente propício para a realização de processos de biodegradação, amplamente dependente de enzimas microbianas, como as dioxigenases, que podem utilizar hidrocarbonetos aromáticos como fonte de carbono e energia. Neste contexto, o presente trabalho teve como objetivo o estudo da diversidade funcional de genes catabólicos e também de bactérias potencialmente degradadoras de hidrocarbonetos, com base em métodos de isolamento e cultivo, seguidos de abordagens moleculares (sequenciamento e quantificação de genes que codificam para a enzima dioxigenase), além do estudo da influência da incubação desses solos com hidrocarbonetos aromáticos, na diversidade e quantidade de cópias de genes catabólicos. Este trabalho pretende aprimorar a compreensão da relação entre a abundância, riqueza, diversidade e funcionalidade destes genes em bactérias presentes em amostras de solo de TPI, comparativamente à amostras de seus solos originais, também chamados de adjacentes (ADJ) e sob diferentes cultivos (floresta secundária - FS e cultívo agrícola - CULT). Os resultados gerados a partir do isolamento e bioensaio mostraram grande diversidade de gêneros e espécies descritas como degradadores de compostos aromáticos e foi possível observar a predominância de gêneros bacterianos estreitamente relacionados a processos de biodegradação, como por exemplo, Pseudomonas, Burkholderia, Sphingomonas além de representantes dos gêneros Bacillus, Enterobacter, Serratia, entre outros. Com esses resultados foi possível observar diferenças nas comunidades bacterianas quando comparados os diferentes sítios analisados. Alguns gêneros foram exclusivos de cada sítio, o que mostra uma diferença na comunidade bacteriana de acordo com o tipo de solo (TPI e ADJ) e seu uso (FS e CULT), sendo que os solos de TPI apresentaram maior quantidade e número de filotipos potencialmente degradadores do que os sítios ADJ o que demonstra o imenso potencial das bactérias dos solos de TPI para processos de importância biotecnológica. As bibliotecas de clones e o pirosequenciamento do gene catabólico bph mostraram maior diversidade e riqueza de espécies nos sítios de TPI quando comparados com os sítios ADJ. A abundância deste gene determinada por PCR quantitativa mostrou uma maior quantidade de cópias em solos de TPI comparados aos solos ADJ. Os resultados dos microcosmos permitiram observar uma mudança na estrutura da comunidade em relação aos genes de degradação, após a incubação dos solos com compostos aromáticos, além de mostrar um aumento do número de cópias do gene catabólico após a incubação dos solos. De maneira geral este trabalho demonstrou o potencial dos solos de Terra Preta para estudo da diversidade funcional de genes catabólicos e permitiu observar que a diversidade deste gene é mais influênciada pelo tipo de solo (TPI ou ADJ) do que pela cobertura vegetal (floresta secundária ou cultivo agrícola) / \"Amazon Dark Earths\" (ADE) is a term used to describe the anthropic horizons in Amazon soils. These soils are characterized by high concentrations of nutrients, organic matter and black carbon. From the microbiological point of view, the importance of these soils mainly resides in the fact that they constitute a highly diverse microbial habitat, and also an environment for performing various biodegradation processes largely dependent of microbial enzymes, as dioxygenases, that can transform organic compounds in source of carbon and energy. In this context, this study aimed to analyze the functional diversity of bacteria catabolic genes and also analyze potentially hydrocarbons degrader bacteria, based on methods of isolation and culture, followed by molecular approaches (sequencing and quantification of genes encoding the dioxygenase enzyme) additionally to a study of aromatic hydrocarbons incubation of soils and its influence in the diversity and quantity of the catabolic gene. This study aims to understand the relationship between the abundance, richness, diversity and functionality of these genes in ADE soil samples compared to their original soil samples, also called adjacent soils (ADJ), under different land uses (secondary forest - SF and agricultural cultivation - CULT). The results generated from the isolation and bioassay showed wide variety of genera and species described as degrading aromatic compounds and it was possible to observe the predominance of bacterial genera closely related to biodegradation processes, e.g., Pseudomonas, Burkholderia, Sphingomonas and representatives the genera Bacillus, Enterobacter, Serratia, among others. With these results was also observed differences in bacterial communities compared the different sites analyzed. Some genera were unique to each site, which shows a difference in bacterial community according to the soil type (ADE and ADJ) and its use (FS and CULT), and the ADE soils showed a higher amount and number of phylotypes potentially degrading than the ADJ sites which demonstrates the immense potential of ADE soils in bacteria processes with biotechnological importance. The clone libraries and pyrosequencing of catabolic bph gene showed greater diversity and species richness at TPI sites when compared to ADJ sites. The abundance of this gene determined by quantitative PCR showed a greater number of copies of this gene in TPI soils compared to ADJ soils. The results of the microcosms allowed observing changes in the community structure of bph gene after incubation of soil. In this study it was observed a rise in the number of catabolic gene copies after the incubation. Generally this work demonstrated the potential of ADE soils for functional diversity study of catabolic genes and allowed to observe that the diversity of this gene is more influenced by soil type (ADE or ADJ) than by land uses (secondary forest or agricultural cultivation)

Solos com horizonte A escurecido, com presença de artefatos humanos como cerâmicas, ossos e/ou conchas, alta saturação por bases, carbono orgânico e carvões são denominados comumente de Terras Pretas de Índio (TPI), de ampla ocorrência na região Amazônica. Tais características tornam estes solos muito favoráveis para o cultivo agrícola, sobretudo pelo elevado conteúdo de matéria orgânica do solo (MOS). No entanto, dentre as questões ainda não desvendadas quanto à gênese destes solos, está a natureza e mecanismos de retenção desta matéria orgânica nas TPI. Nesse sentido, o objetivo deste trabalho foi elucidar a natureza química da MOS em solos com horizonte A antrópico e em solos de referência (sem horizonte A antrópico). Para isso, dois perfis de TPI e um perfil de referência foram selecionados na área do Campo Experimental do Caldeirão no município de Iranduba - AM. Amostras de todos os horizontes foram coletadas e submetidas ao fracionamento físico e químico da matéria orgânica, gerando as frações: i) (FLL); ii) Leve oclusa (FLO); iii) extraível com NaOH (EX) iv) Resíduo (RES). Todas elas foram caracterizadas por meio da pirólise CG/EM. A FLL e EX estão presentes em quantidades maiores nas TPI, devido, respectivamente, ao maior imput de mateiral fresco promovido intencionalmente pelo homem nestas áreas e à maior humificação deste material. Por outro lado a FLO foi maior no perfil de referência. A FLL possui alta expressão da liteira, sendo constituída, sobretudo por materiais vegetais e carvões. A FLO teve alta variabilidade composicional, no entanto de modo geral possui semelhança com a FLL, mas é menos enriquecida em derviados do BC (compostos poliaromáticos) e maior quantidade de material vegetal fresco (ligninas). No entanto, esta fração contribui muito pouco para o carbono total do solo. Entre os diferentes perfis, a principal diferenciação ocorreu na FLL, que possuiu menos levoglucosan e mais poliaromáticos nos perfis antrópicos, o que mostra, portanto, condições mais avançadas de mineralização e enriquecimento relativo em BC. No entanto, no geral há maior abundância de compostos aromáticos nos perfis de TPI, demonstrando maior contribuição de BC. A fração do resíduo mostrou, grande contribuição de compostos alifáticos. No entanto quando compara-se os diferentes perfis, as TPI são enriquecidas com compostos poliaromáticos, reforçando novamente a contribuição do BC. Não foi possível, com os métodos de extração e fracionamento utilizados, afirmar se os produtos derivados do BC nesta fração estão realmente ligados a fração mineral ou estão presentes no RES por serem insolúveis em alcalino. Nesse sentido, conclui-se que há uma grande contribuição do BC para a estabilização (pelo mecanismo da recalcitrância química) da MO nos perfis de TPI nas diferentes frações e, além disso, verificou-se também nestes perfis estágios mais avançados de decomposição, concordando com o fato de que nas TPI há um maior grau de humificação da MO. / The Anthrosols known as Amazon Dark Earths (ADE) are peculiar soils found in Amazonian Forest, presenting dark coloured A horizons that combine the following features: presence of human artefacts, bones and shells; high levels of organic carbon and coal; and a high base saturation index. Such characteristics are an advantage for agriculture practices, even in the current days. However, their genesis mechanisms are still poorly understood, especially the processes related to organic matter fixation. This contribution aims to elucidate the chemical nature of soil organic matter (SOM) in some Anthrosols and reference soils (without Anthropic A horizons), comparing two pedons with the referred characteristics in the county of Iranduba (Amazon State, Brazil). Soil samples were physically and chemically fractioned, into the following groups: i) FLL, ii) light occluded (FLO), iii) NaOH extractable (EX); iv) residual (RES). SOM samples were chemically characterized using the CG/EM pyrolysis technique. The FLL and EX fractions are more common in IDA soil samples due to the high inputs of fresh plant materials intentionally introduced by human groups in the past, and to the high degree of humification. The FLO fraction was higher in the reference soil samples (without Anthropic A horizons). The FLL fraction was more expressive in the litter samples, consisting of plant materials and coal. The FLO fraction presented a high compositional variability but similar to FLL fraction, less enriched in polyaromatic compounds (BC) and fresh plant materials (lignin). Nevertheless, this fraction represents a minor contribution to total organic carbon of soils. Within the different pedons, the main difference was observed in the FLL fraction, less enriched in levoglucosan and polyaromatic compounds in the Anthrosols. It suggests a rapid mineralization of organic matter and high contribution of BC compounds in these soils. In general, the BC compounds are a major control in Anthrosols. The residual fraction shows high levels of aliphatic compounds. However, in the Anthrosols the BC compounds maintain a high level. It was not possible to determine whether the BC bearing compounds are bound to the mineral fraction or belong to RES fraction (low solubility in high pH values). The BC compounds must contribute significantly to SOM stabilization in the different fractions of Anthrosols pedons (chemical recalcitrance mechanism). Moreover, decomposition degree of SOM is higher in the Anthrosols, in agreement to the high degree of humification.

\"Terra Preta de Índio\" (TPI) é um termo utilizado para designar horizontes antrópicos A em solos Amazônicos. Estes solos se destacam pela alta concentração de nutrientes, matéria orgânica e carvão pirogênico. Do ponto de vista microbiológico, a importância destes solos reside no fato de que constituem um habitat de alta diversidade microbiana, sendo também um ambiente propício para a realização de processos de biodegradação, amplamente dependente de enzimas microbianas, como as dioxigenases, que podem utilizar hidrocarbonetos aromáticos como fonte de carbono e energia. Neste contexto, o presente trabalho teve como objetivo o estudo da diversidade funcional de genes catabólicos e também de bactérias potencialmente degradadoras de hidrocarbonetos, com base em métodos de isolamento e cultivo, seguidos de abordagens moleculares (sequenciamento e quantificação de genes que codificam para a enzima dioxigenase), além do estudo da influência da incubação desses solos com hidrocarbonetos aromáticos, na diversidade e quantidade de cópias de genes catabólicos. Este trabalho pretende aprimorar a compreensão da relação entre a abundância, riqueza, diversidade e funcionalidade destes genes em bactérias presentes em amostras de solo de TPI, comparativamente à amostras de seus solos originais, também chamados de adjacentes (ADJ) e sob diferentes cultivos (floresta secundária - FS e cultívo agrícola - CULT). Os resultados gerados a partir do isolamento e bioensaio mostraram grande diversidade de gêneros e espécies descritas como degradadores de compostos aromáticos e foi possível observar a predominância de gêneros bacterianos estreitamente relacionados a processos de biodegradação, como por exemplo, Pseudomonas, Burkholderia, Sphingomonas além de representantes dos gêneros Bacillus, Enterobacter, Serratia, entre outros. Com esses resultados foi possível observar diferenças nas comunidades bacterianas quando comparados os diferentes sítios analisados. Alguns gêneros foram exclusivos de cada sítio, o que mostra uma diferença na comunidade bacteriana de acordo com o tipo de solo (TPI e ADJ) e seu uso (FS e CULT), sendo que os solos de TPI apresentaram maior quantidade e número de filotipos potencialmente degradadores do que os sítios ADJ o que demonstra o imenso potencial das bactérias dos solos de TPI para processos de importância biotecnológica. As bibliotecas de clones e o pirosequenciamento do gene catabólico bph mostraram maior diversidade e riqueza de espécies nos sítios de TPI quando comparados com os sítios ADJ. A abundância deste gene determinada por PCR quantitativa mostrou uma maior quantidade de cópias em solos de TPI comparados aos solos ADJ. Os resultados dos microcosmos permitiram observar uma mudança na estrutura da comunidade em relação aos genes de degradação, após a incubação dos solos com compostos aromáticos, além de mostrar um aumento do número de cópias do gene catabólico após a incubação dos solos. De maneira geral este trabalho demonstrou o potencial dos solos de Terra Preta para estudo da diversidade funcional de genes catabólicos e permitiu observar que a diversidade deste gene é mais influênciada pelo tipo de solo (TPI ou ADJ) do que pela cobertura vegetal (floresta secundária ou cultivo agrícola) / \"Amazon Dark Earths\" (ADE) is a term used to describe the anthropic horizons in Amazon soils. These soils are characterized by high concentrations of nutrients, organic matter and black carbon. From the microbiological point of view, the importance of these soils mainly resides in the fact that they constitute a highly diverse microbial habitat, and also an environment for performing various biodegradation processes largely dependent of microbial enzymes, as dioxygenases, that can transform organic compounds in source of carbon and energy. In this context, this study aimed to analyze the functional diversity of bacteria catabolic genes and also analyze potentially hydrocarbons degrader bacteria, based on methods of isolation and culture, followed by molecular approaches (sequencing and quantification of genes encoding the dioxygenase enzyme) additionally to a study of aromatic hydrocarbons incubation of soils and its influence in the diversity and quantity of the catabolic gene. This study aims to understand the relationship between the abundance, richness, diversity and functionality of these genes in ADE soil samples compared to their original soil samples, also called adjacent soils (ADJ), under different land uses (secondary forest - SF and agricultural cultivation - CULT). The results generated from the isolation and bioassay showed wide variety of genera and species described as degrading aromatic compounds and it was possible to observe the predominance of bacterial genera closely related to biodegradation processes, e.g., Pseudomonas, Burkholderia, Sphingomonas and representatives the genera Bacillus, Enterobacter, Serratia, among others. With these results was also observed differences in bacterial communities compared the different sites analyzed. Some genera were unique to each site, which shows a difference in bacterial community according to the soil type (ADE and ADJ) and its use (FS and CULT), and the ADE soils showed a higher amount and number of phylotypes potentially degrading than the ADJ sites which demonstrates the immense potential of ADE soils in bacteria processes with biotechnological importance. The clone libraries and pyrosequencing of catabolic bph gene showed greater diversity and species richness at TPI sites when compared to ADJ sites. The abundance of this gene determined by quantitative PCR showed a greater number of copies of this gene in TPI soils compared to ADJ soils. The results of the microcosms allowed observing changes in the community structure of bph gene after incubation of soil. In this study it was observed a rise in the number of catabolic gene copies after the incubation. Generally this work demonstrated the potential of ADE soils for functional diversity study of catabolic genes and allowed to observe that the diversity of this gene is more influenced by soil type (ADE or ADJ) than by land uses (secondary forest or agricultural cultivation)

Submitted by Alisson Mota (alisson.davidbeckam@gmail.com) on 2015-07-17T19:54:12Z No. of bitstreams: 1 Dissertação - Erasmo Sérgio Ferreira Pessoa Junior.pdf: 1391239 bytes, checksum: 0ada65dd6ba8cd67f8dcad01afa0d520 (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2015-07-20T13:29:46Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação - Erasmo Sérgio Ferreira Pessoa Junior.pdf: 1391239 bytes, checksum: 0ada65dd6ba8cd67f8dcad01afa0d520 (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2015-07-20T13:33:14Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação - Erasmo Sérgio Ferreira Pessoa Junior.pdf: 1391239 bytes, checksum: 0ada65dd6ba8cd67f8dcad01afa0d520 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-07-20T13:33:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação - Erasmo Sérgio Ferreira Pessoa Junior.pdf: 1391239 bytes, checksum: 0ada65dd6ba8cd67f8dcad01afa0d520 (MD5) Previous issue date: 2011-08-19 / CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / The presence of the nutrient phosphorus in the soil can be used as indicators of daily activities or even the ancient fertility evaluation. Found throughout the Amazon basin, the Indian Black Earth or simply Black Earth (BE), a Antrosolo rich in nutrients, particularly phosphorus, has its origin attributed to the deposition of waste materials produced by the ancient peoples of the Amazon. Thus, phosphorus bound to organic matter (Po), iron (PFe), aluminum (PAL), calcium (PCa) and weakly bound (PFL), and consequences of this association on the Mehlich-1, Mehlich-3, Olsen and Bray-1 were studied in eight sites of BE in the State of Amazonas. The influence of extraction time on the four methods was also evaluated. Soil samples were collected at a depth of 0-20 cm, in eight sites of BE, distributed in the municipalities of Barreirinha, Itacoatiara, Parintins and Manaus. The soil characterization was done by physical, chemical (pH, organic matter, Na, K, Ca, Mg, Al, Fe, Zn, Mn, Cu), texture (sand, silt and clay) and mineralogical (X-ray diffraction X). The total phosphorus, extracted and fractionated, and the kinetic study were determined by the ascorbic acid. The data were subjected to multivariate statistical analysis by hierarchical clustering (HCA), principal components (PCA) and analysis of variance. Despite the high variability of chemical attributes in all BE, the results show that concentrations of total phosphorus were similar to each other, except to the site Barreirinha. In terms of extracting it was observed that most of the BE sites obeys the following order: Mehlich-1>> Mehlich-3> Bray-1> Olsen. The sequence observed is directly related to the amount of PCa, although the high levels of Po prevails in almost all the BE. This fact was confirmed by PCA whose main components are PCa and Po and corroborated with the HCA with the formation of three distinct groups. The settings of the equation of desorption kinetics were best for Olsen and Mehlich-1 sites in Manaus and Barreirinha, clearly indicating that both methods depend directly on the extraction time. Finally, the results of this study suggest that the Mehlich-3 and / or Bray-1 are more suitable for studies of fertility, however, the Mehlich-1 to be able to differentiate between the BE itself is more suitable for the archaeological study match. / A presença do nutriente fósforo em solo pode ser usada como indicadoras de atividades cotidianas antigas ou mesmo na avaliação de fertilidade. Encontrada em toda a bacia Amazônica, as Terras Pretas de Índio ou simplesmente Terras Pretas (TP), um Antrosolo rico em nutrientes, principalmente fósforo, tem sua origem atribuída à deposição de restos de materiais produzidos por povos antigos da Amazônia. Dessa forma, o fósforo ligado a matéria orgânica (Po), ferro (PFe), alumínio (PAl), cálcio (PCa) e fracamente ligado (PFL), bem como conseqüências dessa associação sobre os extratores Mehlich-1, Mehlich-3, Bray-1 e Olsen foram estudados em oitos sítios de TP do Estado do Amazonas. A influência do tempo de extração sobre os quatro métodos também foi avaliada. As amostras de solo foram coletadas na profundidade de 0-20 cm, em oito sítios de TP, distribuídos nos Municípios de Barreirinha, Itacoatiara, Manaus e Parintins. A caracterização do solo foi feita por análises físicas, químicas (pH, matéria orgânica, Na, K, Ca, Mg, Al, Fe, Zn, Mn, Cu), textural (areia, silte e argila) e mineralógicas (difração de raios X). O fósforo total, fracionado e extraído, bem como o estudo cinético foram determinados pelo método do ácido ascórbico. Os dados obtidos foram submetidos a análises estatísticas multivariadas por agrupamento hierárquico (HCA), componentes principais (PCA) e análise de variância. Apesar da alta variabilidade dos atributos químicos em todas as TP, os resultados mostram que as concentrações de fósforo total foram similares entre si, com exceção ao sítio em Barreirinha. Em termos de extratores observou-se que a maioria dos sítios de TP obedece à seguinte ordem: Mehlich-1>> Mehlich-3 > Bray-1 > Olsen. A seqüência observada está diretamente relacionada à quantidade de PCa, muito embora o teor elevado de Po prevaleça em praticamente todas as TP. Esse fato foi comprovado pelo PCA cujas componentes principias são PCa e Po e corroborado com o HCA com a formação de três grupos distintos. Os ajustes da equação de cinética de dessorção foram melhores para Mehlich-1 e Olsen nos sítios de Barreirinha e Manaus, indicando claramente que os dois métodos dependem diretamente do tempo de extração. Por fim, os resultados deste trabalho sugerem que os métodos Mehlich-3 e/ou Bray-1 são mais adequados para os estudos de fertilidade, entretanto o Mehlich-1 por ser capaz de diferenciar as TP entre si é mais adequado para o estudo arqueológico do fósforo.

Submitted by Alisson Mota (alisson.davidbeckam@gmail.com) on 2015-07-17T20:02:57Z No. of bitstreams: 1 Dissertação - Jorge Almeida de Menezes.pdf: 2102397 bytes, checksum: 3b4d36c17cd01adb0b748ba8ade4483a (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2015-07-20T13:39:32Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação - Jorge Almeida de Menezes.pdf: 2102397 bytes, checksum: 3b4d36c17cd01adb0b748ba8ade4483a (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2015-07-20T13:43:38Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação - Jorge Almeida de Menezes.pdf: 2102397 bytes, checksum: 3b4d36c17cd01adb0b748ba8ade4483a (MD5) / Made available in DSpace on 2015-07-20T13:43:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação - Jorge Almeida de Menezes.pdf: 2102397 bytes, checksum: 3b4d36c17cd01adb0b748ba8ade4483a (MD5) Previous issue date: 2011-07-25 / CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / The combination of spectroscopy and Fourier transform infrared (FT-IR), XRD and Mössbauer spectroscopy has considerable potential in studying the chemical and physical transformation that occur in ceramic bodies during firing. Ceramic fragment samples from archaeological sites in the Amazon region were collected and submitted to analysis by Mössbauer spectroscopy, X-ray diffraction, infrared spectroscopy and Ramam Fourier transform. The analysis results of X-ray diffraction indicated the presence in extracts magnetic, hematite, iron oxides and quartz, and also detected the presence of a mixture formed by isomorphous titanium oxides. The magnetic spectra of the extracts at room temperature were fitted to two sextets and a doublet. The doublets indicate the presence of hematite or maghemite in superparamagnetic state or the presence of Fe3+ in silicate structure. Mössbauer parameters obtained for Clean Water, Costa Conceicao, Oriximiná Parintins and revealed the existence of maghemite (inner sextet) and hematite (outer sextet). A sextet of procedure for the fragments collected in Iranduba present values of field distribution typical of magnetite. In all spectra the parameters of the doublets are characteristic of paramagnetic Fe3+.The curves of probability distribution of the magnetic field of the ceramic samples are characterized by different profiles, the distribution of hyperfine field shows up between 490 and 512 T in the Mössbauer spectra. The maximum probability hyperfine field distribution existing in the spectra is present in the region of 512 Tesla associated with isomer shift and quadrupole. The distribution of hyperfine field varied considerably in the range 330-520 T. Depending on the piece of archaeological pottery are seen various maximum likelihood. / A combinação da espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier (FT-IR), DRX e Espectroscopia Mössbauer tem um potencial considerável no estudo da química e transformação física que ocorrem nos artefatos cerâmicos, durante a queima. Amostras de fragmentos cerâmicos arqueológicos de sítios da região Amazônica foram coletados e submetidos a análises por Espectroscopia Mössbauer, Difratometria de Raios X, Espectroscopia Ramam e Infravermelho com Transformada de Fourier (IR-FT). Os resultados das análises da difração de raios X indicaram a presença nos extratos magnéticos, hematita, óxidos de ferro magnéticos e quartzo, sendo ainda detectada a presença de uma mistura isomórfica formada por óxidos de titânio. Os espectros dos extratos magnéticos a temperatura ambiente foram ajustados para dois sextetos e um dubleto. Os dubletos indicam a presença de hematita ou maghemita em estado superparamagnético ou a presença de Fe3+ em estrutura de silicatos. Os parâmetros Mössbauer obtidos para Água Limpa, Costa Conceição, Oriximina e Parintins revelaram a existência de maghemita (sexteto interno) e hematita (sexteto externo). Um sexteto interno para os fragmentos coletados em Iranduba apresentam valores de distribuição de campo típico de magnetita. Em todos os espectros os parâmetros relativos a dubletos são característicos de Fe3+ paramagnético. As curvas de distribuição de probabilidade de campo magnético das amostras de cerâmicas caracterizam-se por diferentes perfis, sendo que a distribuição de campo hiperfino apresenta máximo entre 490 e 512 T nos espectros Mössbauer. O máximo de probalidade da distribuição de campo hiperfino existente nos espectros está presente na região de 512 Tesla associada a isômeros e a deslocamento quadrupolar. A distribuição do campo hiperfino variou consideravelmente na faixa 330-520 T. Dependendo do fragmento de cerâmica arqueológica são observados vários máximos de probabilidade.

Made available in DSpace on 2015-04-22T22:12:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 carolinie.pdf: 1105289 bytes, checksum: fb4a9af7cf4012e7784dfbcf92246455 (MD5) Previous issue date: 2010-03-09 / FAPEAM - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Amazonas / In the Amazon agricultural soils are found in soil called Anthropogenic Dark Earths (ADE), a soil rich in organic matter and minerals. The biodiversity is a source of very high value of non-cultivable microorganisms that can be isolated through construction of metagenomic libraries, using vectors of large fragments, with the goal of finding new biocatalytic enzymes. Enzymes widely used in the industrial market are amylase and protease, are applied in industry: chemical, pharmaceutical, textile, detergent and food industries. Amylases degrade starch into smaller units of saccharides, as proteases catalyze the hydrolysis of peptide bonds. The aim of this study was to isolate and partially characterize enzymes amylase and protease of clones isolated from a selection of functional metagenomic library of TPI in the Amazon region. In this study were isolated 1.344 clones, only 4 producing halo of starch hydrolysis and 3 proteolytic clones belonging to metagenomic library constructed with total DNA extracted from microorganisms present in soil samples of the TPI, were partially characterized the enzymes produced by 4 clones amilolytic and 1 proteolytic clone. After isolation, the clones were inoculated in culture medium Luria Bertani (LB) at 37ºC under agitation of 150 rpm and subjected to assays at pHs of 3 to 10 and temperatures ranging from 25 to 100ºC for up to 90 of incubation. Amylases had its highest production in 24 h (4.3 U/mL) and its activity was optimal at neutral pH to slightly alkaline, the clone P1C4 showed the highest production at 70°C (6.93 U/mL), since the clones P5C4 and P6C12 reported higher thermostability at 80°C, these results indicate that the gene for alpha-amylase to be cloned encoding a thermostable enzyme, such as the enzyme produced by Bacillus liqueniformis. Since the clone P3A3 produced 26.3 U/mL protease in 10 hours of production, its activity was optimal at neutral pH, and its optimum temperature at 30ºC (56.0 U/mL) and its thermostability was demonstrated in 50°C (22,0 U/mL). These features contribute to the implementation of these enzymes in industrial sectors as in food production, chemical industry and production of detergents. The enzymes isolated in this study demonstrated new features and performance when compared to enzymes described today, which proves the efficiency of the construction of metagenomic libraries for isolation of new bioproducts. / Na floresta Amazônica são encontrados solos agricultáveis denominado de solo de Terra Preta de Índio (TPI), um solo rico em matéria orgânica e em minerais. A biodiversidade da Amazônia constitui uma fonte de valor altíssimo de micro-organismos não-cultiváveis que podem ser isolados através das construções das bibliotecas metagenômicas, utilizando vetores de grandes fragmentos, com o objetivo de encontrar novas enzimas biocatalíticas. As enzimas de maior aplicação no mercado industrial são as amilases e proteases, aplicadas nas indústrias: química, farmacêutica, têxtil, de detergentes e alimentícia. As amilases são capazes de degradar o amido em unidades de sacarídeos menores, já as proteases catalisam a hidrólise de ligações peptídicas. O objetivo deste trabalho foi isolar e caracterizar parcialmente enzimas amilolíticas e proteolíticas de clones isolados a partir de uma seleção funcional da biblioteca metagenômica de TPI da região Amazônica construída com DNA total extraído dos micro-organismos presentes nas amostras de solos de TPI, inseridos no vetor fosmidial (pCC1Fos ) e clonado na célula hospedeira Escherichia coli (EPI300). De 1.344 clones pertencente a biblioteca metagenômica, apenas 4 clones foram produtores de halo de hidrólise de amido e 3 clones foram proteolíticos, além disso, todas as enzimas produzidas pelos 4 clones amilolíticos e 1 clone proteolítico foram caracterizadas parcialmente. Após o isolamento, os clones foram inoculados em meio de cultura Luria Bertani (LB) a 37oC, sob agitação de 150 rpm e submetidos aos ensaios enzimáticos nos pHs de 3 a 10 e temperatura variando de 25 a 100ºC por até 90 minutos de incubação. As amilases tiveram sua maior produção em 24 horas (4,3 U/mL) e sua atividade ótima foi em pH neutro a levemente alcalino, o clone P1C4 demonstrou a maior produção a 70ºC (6,93 U/mL), já os clones P5C4 e P6C12 demonstraram a maior termoestabilidade a 80°C, tais resultados indicam que o gene de alfa-amilase clonado deve ser codificador de uma enzima termoestável, como por exemplo, a enzima produzida por Bacillus liqueniformis. Já o clone P3A3 produziu 26,3 U/mL de proteases em 10 horas de produção, sua atividade ótima foi em pH neutro, sendo sua temperatura ótima em 30ºC (56,0 U/mL) e sua termoestabilidade foi demonstrada em 50ºC (22,0 U/mL). Estas características contribuem para a aplicação destas enzimas em setores industriais como na produção de alimentos, indústria química e produção de detergentes. As enzimas isoladas neste trabalho demonstraram características e atuações novas quando comparadas a enzimas descritas atualmente, a qual comprova a eficiência da construção de bibliotecas metagenômicas para o isolamento de novos bioprodutos.

Nos últimos anos o interesse pelo estudo da Terra Preta de Índio (TPI) tem aumentado em razão das suas características únicas em relação aos solos normalmente encontrados na região, como sua maior fertilidade natural. Diversos estudos relatam que a presença do chamado carbono pirogênico na composição das TPIs é a responsável por esta superioridade, entretanto ainda não se sabe se este afeta as propriedades físicas dos solos de TPI. Esta pesquisa tem como objetivo comparar o comportamento de propriedades físico-hídricas de solos antrópicos (Terra Preta de Índio) com um solo adjacente por meio da determinação de suas propriedades físicas, e verificar a distribuição do carbono pirogênico entre os diferentes compartimentos da matéria orgânica em solos de TPI e adjacentes. Para este estudo foram coletadas amostras indeformadas em anéis volumétricos e blocos em uma área de TPI e adjacente. As áreas estão localizadas na Floresta Nacional de Caxiuanã, estado do Pará. As propriedades físicas analisadas foram textura, porosidade total, macro e microporosidade, curva de retenção da água no solo, condutividade hidráulica saturada, permeabilidade do solo ao ar e estabilidade de agregados. Para verificar o comportamento da matéria orgânica foi realizado o fracionamento físico, onde foram analisados a distribuição do carbono total e pirogênico nas diferentes frações da matéria orgânica. Verificou-se diferença nas duas áreas quanto às propriedades físicas porosidade total, macro e microporosidade, condutividade hidráulica do solo (Ksat), permeabilidade do solo ao ar (Ka), e retenção de água no solo, entretanto não foi possível verificar diferenças na estabilidade de agregados entre as duas áreas. A distribuição da matéria orgânica nas diferentes frações do solo foi distinta nas duas áreas, onde verificou-se que na área de TPI o C no solo foi predominante na fração macroagregados, enquanto que na área adjacente o carbono se localizou em maior quantidade na fração microagregados. Os valores de carbono pirogênico foram maiores na área de TPI do que na área adjacente, demostrando que a matéria orgânica das TPIs apresenta uma composição diferenciada, modificando o comportamento das propriedades físicas dos solos. / In recent years the interest in the study of Terra Preta de Indio or Amazonian Dark Earths (TPI) has increased, especially because of its unique characteristics when related to typical soils of the region, as its higher natural fertility. Several studies have reported that the presence of so-called pyrogenic carbon in its composition is responsible for this superiority, however it is not known if it affects the physical properties of TPI soils. This research aims to compare the behavior of physical and hydraulic properties of anthropic soils (Terra Preta de Indio) to an adjacent soil by determining its physical properties, and evaluating the distribution of the pyrogenic carbon between the different compartments of organic matter for both soils. For this study, undisturbed soil samples were collected in volumetric cylinders and blocks from a TPI and adjacent area. The areas are located in Caxiuanã National Forest, state of Pará, Brazil. The analyzed physical properties were texture, porosity, macro and microporosity, soil water retention curve, soil saturated hydraulic conductivity, soil permeability to air and aggregate stability. A physical fractionation was performed to verify the behavior of organic matter, which analyzed the distribution of the total and pyrogenic carbon in the different fractions of organic matter. There were difference in the two areas regarding the physical properties as total porosity, macro and microporosity, soil hydraulic conductivity (Ksat), air permeability to soil (Ka), and soil water retention, however it was not possible to see differences in stability aggregates between the two areas. The distribution of organic matter in different soil fractions was different in the two areas, where it was found that in the TPI area, soil carbon was prevalent in the macroaggregates fraction, while the adjacent area had larger amounts in the microaggregates fraction. The values for pyrogenic carbon were higher in the TPI area, showing that the organic matter of TPIs has a different composition which modifies the behavior of physical properties in the soil.

As Terras Pretas de Índio (TPIs) na Amazônia Brasileira são altamente férteis e o seu conteúdo químico parece não exaurir mesmo em condições de floresta tropical. Por essa razão, são frequentemente procuradas pelas populações locais para o cultivo de subsistência. A importância das comunidades microbianas tem aumentado o interesse em compreender a relação entre o uso da terra, as comunidades de plantas, os micro-organismos e os processos do ecossistema. Portanto, o objetivo principal desta pesquisa foi investigar as comunidades bacterianas sob a influência da cobertura vegetal em sistemas de uso da terra (floresta secundária e plantio de mandioca) e na rizosfera de plantas leguminonas nativas em comunidades de bactéria das TPIs. Além disso, investigou-se também as bactérias desnitrificantes nesses solos. A área de estudo está localizada na Estação Experimental do Caldeirão, pertencente à Embrapa Amazônia Ocidental, no município de Iranduba-AM. A funcionalidade da comunidade bacteriana foi determinada pela Análise de Perfil Fisiológico da Comunidade Microbiana (CLPP), a estrutura da comunidade bacteriana foi acessada por Polimorfismo do Tamanho do Fragmento de Restrição Terminal (T-RFLP), a composição e distribuição das comunidades bacterianas foram determinadas por sequenciamento em larga escala (pirosequenciamento), e para quantificar as bactérias desnitrificantes foi utilizada a técnica de PCR quantitativa (qPCR). Os estudos foram realizados no laboratório de Biologia Celular e Molecular (CENA / USP) e no departamento de Biogeoquímica (Max Planck Institute for Terrestrial Microbiology). A análise de T-RFLP mostrou que o uso da terra e a sazonalidade afetaram as comunidades bacterianas na TPI, e mostrou também um claro efeito da rizosfera nas comunidades bacterianas. CLPP demonstrou que a atividade funcional da TPI não foi afetada pela sazonalidade. Além disso, a tecnologia de pirosequenciamento foi uma ferramenta importante para diferenciar filotipos raros. Diferenças distintas de alguns filos bacterianos da rizosfera foram observadas, indicando que a zona de raiz contribui para moldar essas comunidades. A abundância relativa do gene nirK não foi afetada pelo uso da terra nos dois tipos de solos. Alterações na estrutura das comunidades dos genes nirK e nosZ foram observadas em ambos os tipos de solos. As comunidades desnitrificantes na TPI pareceram ser mais influenciadas pelo uso da terra do que pela sazonalidade, e ACH foi mais influenciada pelas variações de sazonalidade. / Amazonian Dark Earths (ADEs) in the Brazilian Amazon are highly fertile and its chemical content seems not to get depleted even under tropical humid conditions. For this reason, these soils are frequently searched by local population for subsistence farming. The importance of microbial communities has grown the interest in understanding the relationship between land use, plant communities, microorganisms, and ecosystem processes. Therefore, the main objective of this research was to investigate the effect of vegetation cover in land use systems (secondary forest and cassava plantation) and rhizosphere of native leguminous plants on bacterial communities of ADEs. Furthermore, it was also aimed to investigate denitrifying bacteria in these soils. The study area is located at the Experimental Station of Caldeirão, belonging to Embrapa Amazônia Ocidental, Iranduba, AM. The bacterial community function was determined by Community Level Physiological Profile (CLPP), the bacterial community structure was assessed by Terminal Restriction Fragment Length Polymorphism (T-RFLP), the bacterial community composition and distribution by high-throughput sequencing (pyrosequencing), and the quantification of denitrifier bacteria by Quantitative PCR (qPCR). The studies were performed in the Laboratory of Cell and Molecular Biology (CENA/USP) and the Deparment of Biogeochemistry (Max Planck Institute for Terrestrial Microbiology). T-RFLP analysis showed that land use and seasonality affected bacterial communities in ADE, and also showed a clear rhizosphere effect on bacterial communities. CLPP have shown that ADE functional activity was not affected by seasonality. Furthermore, pyrosequencing technology was an important tool to differentiate rare phylotypes. Distinct differences of some rhizosphere bacterial phyla were also observed, indicating that the root zone contributed to shape these communities. The relative abundance of nirK gene was not affected by land use in both studied soils. Alterations in the community structure of nirK and nosZ genes were observed for both soils. ADE denitrifying communities seemed to be more affected by land use than seasonality, and ACH was more influenced by seasonal variations.

Nos últimos anos o interesse pelo estudo da Terra Preta de Índio (TPI) tem aumentado em razão das suas características únicas em relação aos solos normalmente encontrados na região, como sua maior fertilidade natural. Diversos estudos relatam que a presença do chamado carbono pirogênico na composição das TPIs é a responsável por esta superioridade, entretanto ainda não se sabe se este afeta as propriedades físicas dos solos de TPI. Esta pesquisa tem como objetivo comparar o comportamento de propriedades físico-hídricas de solos antrópicos (Terra Preta de Índio) com um solo adjacente por meio da determinação de suas propriedades físicas, e verificar a distribuição do carbono pirogênico entre os diferentes compartimentos da matéria orgânica em solos de TPI e adjacentes. Para este estudo foram coletadas amostras indeformadas em anéis volumétricos e blocos em uma área de TPI e adjacente. As áreas estão localizadas na Floresta Nacional de Caxiuanã, estado do Pará. As propriedades físicas analisadas foram textura, porosidade total, macro e microporosidade, curva de retenção da água no solo, condutividade hidráulica saturada, permeabilidade do solo ao ar e estabilidade de agregados. Para verificar o comportamento da matéria orgânica foi realizado o fracionamento físico, onde foram analisados a distribuição do carbono total e pirogênico nas diferentes frações da matéria orgânica. Verificou-se diferença nas duas áreas quanto às propriedades físicas porosidade total, macro e microporosidade, condutividade hidráulica do solo (Ksat), permeabilidade do solo ao ar (Ka), e retenção de água no solo, entretanto não foi possível verificar diferenças na estabilidade de agregados entre as duas áreas. A distribuição da matéria orgânica nas diferentes frações do solo foi distinta nas duas áreas, onde verificou-se que na área de TPI o C no solo foi predominante na fração macroagregados, enquanto que na área adjacente o carbono se localizou em maior quantidade na fração microagregados. Os valores de carbono pirogênico foram maiores na área de TPI do que na área adjacente, demostrando que a matéria orgânica das TPIs apresenta uma composição diferenciada, modificando o comportamento das propriedades físicas dos solos. / In recent years the interest in the study of Terra Preta de Indio or Amazonian Dark Earths (TPI) has increased, especially because of its unique characteristics when related to typical soils of the region, as its higher natural fertility. Several studies have reported that the presence of so-called pyrogenic carbon in its composition is responsible for this superiority, however it is not known if it affects the physical properties of TPI soils. This research aims to compare the behavior of physical and hydraulic properties of anthropic soils (Terra Preta de Indio) to an adjacent soil by determining its physical properties, and evaluating the distribution of the pyrogenic carbon between the different compartments of organic matter for both soils. For this study, undisturbed soil samples were collected in volumetric cylinders and blocks from a TPI and adjacent area. The areas are located in Caxiuanã National Forest, state of Pará, Brazil. The analyzed physical properties were texture, porosity, macro and microporosity, soil water retention curve, soil saturated hydraulic conductivity, soil permeability to air and aggregate stability. A physical fractionation was performed to verify the behavior of organic matter, which analyzed the distribution of the total and pyrogenic carbon in the different fractions of organic matter. There were difference in the two areas regarding the physical properties as total porosity, macro and microporosity, soil hydraulic conductivity (Ksat), air permeability to soil (Ka), and soil water retention, however it was not possible to see differences in stability aggregates between the two areas. The distribution of organic matter in different soil fractions was different in the two areas, where it was found that in the TPI area, soil carbon was prevalent in the macroaggregates fraction, while the adjacent area had larger amounts in the microaggregates fraction. The values for pyrogenic carbon were higher in the TPI area, showing that the organic matter of TPIs has a different composition which modifies the behavior of physical properties in the soil.

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