Made available in DSpace on 2017-05-12T14:48:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 isamara.pdf: 1125655 bytes, checksum: 8f7b2f7606310b4ddb2713e9e4043ec0 (MD5) Previous issue date: 2012-02-13 / Chemical contamination removal in soil and water depends on microbiological community that is able to degrade these compounds. There is a great evolutionary interest on studying microorganisms that metabolize the xenobiotic ones, since they have relatively been seen as new in the last five decades. Little is known about structure variation of microbiological community of soil due do the absence and presence of s-triazine herbicides.Unlike crop dependent methods that require time to detect bacteria, molecular techniques have been developed to identify individual species in mixed populations under natural enviromments. Fluorescence in situ Hibiridization (FISH) technique overcomes some difficulties that are found out in other molecular techniques, as it does not need DNA isolation and amplification steps and allows the identification of specific genes in intact cells. Thus, this study aimed at comparing the absence/presence of atrazine effect on bacteriological community structure in soil according to the phylogenetic aspect. Target probes were used on subdivisions of alpha, beta and gamma Proteobacteria, gram-positive bacteria with high G+C content, ammonia oxidizing bacteria, nitrite oxidizing bacteria and Planctomycetes. It was also used an AtzB1 specific probe to check the atzB gene presence, which makes part of s-triazine degradation. Bacteriological amount was determined by direct counting on epifluorescence microscopy, while the corresponding values to each probe were expressed in percentages of the total count with DAPI for each sample. According to this study, positive cells were found out for all probes used in both soils, but the abundance of all groups was lower in soil contaminated with atrazine herbicide, thereby demonstrating its negative influence. Planctomycetes was the most affected group with 57% lower abundance in contaminated soil. The nitrite oxidizing bacteria was the second most affected group followed by β-Proteobacteria. It was also detected the gene atzB presence, so, it can be inferred that there are potentially degrading s-triazine bacteria in both soils. / A remoção da contaminação química no solo e água é dependente principalmente da presença de uma comunidade microbiana capaz de degradar tais compostos. A existência de microorganismos capazes de metabolizar xenobióticos é de um considerável interesse evolucionário, uma vez que estes compostos são relativamente novos no planeta nas últimas cinco décadas. Pouco se sabe sobre a variação da estrutura da comunidade microbiana do solo em função da ausência e presença dos herbicidas s-triazínicos. Diferentemente dos métodos dependentes de cultivo, que requerem tempo para a detecção de bactérias, técnicas moleculares vem sendo desenvolvidas para o reconhecimento de espécies individuais em populações mistas em ambientes naturais. A técnica de Hibridização Fluorescente in situ (FISH) supera algumas dificuldades encontradas com outras técnicas moleculares, pois dispensa as etapas de isolamento e amplificação de DNA e permite a identificação de genes específicos em células intactas. Em virtude disso, o presente trabalho teve como objetivo comparar o efeito da ausência/presença de atrazina na estrutura da comunidade bacteriana do solo no aspecto filogenético. Foram utilizadas sondas alvo para as subdivisões de Proteobactéria alfa, beta e gama, bactérias Gram-positivas com alto teor de G + C e Betaproteobactérias oxidantes de amônia, Bactérias oxidantes de Nitrito e Planctomicetos. Também foi utilizada uma sonda específica AtzB1 para verificar a presença do gene atzB que está envolvido na degradação das s-triazínas. A abundância bacteriana foi determinada através de contagem direta em microscopia de epifluorescência, e os valores correspondentes a cada sonda foram expressos em porcentagem da contagem total com DAPI para cada amostra. No presente estudo células positivas para todas as sondas utilizadas foram encontradas em ambos os solos, porém a abundância de todos os grupos foi menor no solo contaminado com o herbicida atrazina, demonstrando dessa forma a influência negativa do mesmo, sendo o grupo mais afetado o dos Planctomicetos com uma abundância 57% menor em solo contaminado. O segundo grupo mais afetado foi o das bactérias oxidantes de nitrito seguido pelo grupo das β-Proteobactérias. Foi também detectado no presente estudo a presença do gene atzB demonstrando que em ambos os solos existem bactérias potencialmente degradadoras de s-triazinas.

Submitted by Jordan (jordanbiblio@gmail.com) on 2017-03-14T14:40:28Z No. of bitstreams: 1 DISS_2015_Andrea Ferreira de Oliveira.pdf: 1343240 bytes, checksum: f3c795b84863003dd18f3429beee0ae5 (MD5) / Approved for entry into archive by Jordan (jordanbiblio@gmail.com) on 2017-03-14T16:01:26Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DISS_2015_Andrea Ferreira de Oliveira.pdf: 1343240 bytes, checksum: f3c795b84863003dd18f3429beee0ae5 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-14T16:01:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DISS_2015_Andrea Ferreira de Oliveira.pdf: 1343240 bytes, checksum: f3c795b84863003dd18f3429beee0ae5 (MD5) Previous issue date: 2015-12-18 / CAPES / A elevada manipulação, distribuição e armazenamento dos combustíveis e seus compostos, como os hidrocarbonetos de petróleo, aumenta a probabilidade de acidentes ambientais podendo causar contaminação de solo e fontes de abastecimento público, tais como as águas subterrâneas. Atualmente, a biorremediação destaca-se como uma das técnicas mais utilizadas para recuperação ambiental, empregando bactérias na degradação dos compostos contaminantes. A pesquisa foi realizada em Alta Floresta – MT, e dividida em dois trabalhos. O primeiro verificou se os hidrocarbonetos de petróleo interferem na densidade populacional das comunidades bacterianas de ambientes contaminados nos períodos sazonais de seca e cheia, e o segundo analisou a similaridade bacteriana entre dois poços de monitoramento contaminados. Foram coletadas amostras de água subterrânea e solo do local contaminado utilizando bailers e frascos de plástico estéreis, as amostras foram acondicionadas e transportadas refrigeradas de acordo com técnicas padronizadas. No primeiro trabalho foi avaliada a área contaminada em Alta Floresta, BTEX, variáveis ambientais, e densidade bacteriana de coliformes totais, Escherichia coli, bactérias heterotróficas totais (BHT) e bactérias degradadoras de hidrocarbonetos de petróleo. O levantamento para determinação das áreas contaminadas foi realizado na SEMA-MT, sendo que para os BTEX foi utilizado cromatógrafo a gás, detector de massas e injetor. A sonda multiparâmetros, por sua vez, foi usada para aferir as variáveis ambientais enquanto que as técnicas convencionais de microbiologia foram utilizadas para determinar as densidades bacterianas. No segundo trabalho foram analisadas as variáveis ambientais, BTEX, densidade e diversidade de bactérias degradadoras de hidrocarbonetos, tendo sido utilizada sonda multiparâmetros para as variáveis ambientais, cromatógrafo a gás, detector de massas e injetor para os BTEX, além de técnicas de microbiologia convencional para determinar a densidade bacteriana e técnicas moleculares (BOX-PCR e aplicativo Bionumerics 7.1) para determinar a diversidade. A pesquisa feita no primeiro trabalho confirmou que na cidade de Alta Floresta constava apenas dois postos de combustíveis contaminados (dados da Secretaria Estadual de Meio Ambiente), e as análises realizadas na área de estudo constatou contaminação por BTEX no posto onde o estudo foi realizado, sendo que em alguns pontos o valor encontrado foi elevado como no PM2 apresentou 597,05 μg/L. Durante a primeira coleta, os resultados mais elevados para as variáveis ambientais foram de 6,87 para pH, 29,7 °C de temperatura, 6,96 mg/L de oxigênio dissolvido e 604 mS/m de condutividade elétrica. O PM4 foi o que apresentou maior densidade de coliformes totais (5,95 Log NMP/100 mL) durante a segunda coleta e ausência de E. coli durante ambos os períodos. Para o solo, o ponto com maior densidade de BHT foi o S8 com 5,92 Log UFC/g e para água foi no PM4, durante a primeira coleta com 4,30 Log UFC/mL. A densidade das bactérias degradadoras de hidrocarbonetos foi mais elevada no PM4 (3,68 Log UFC/mL) na primeira coleta. No segundo trabalho o ponto mais contaminado foi o PM1, sendo que o Tolueno foi o composto mais encontrado (267,08 μg/L), a densidade mais elevada das bactérias degradadoras de petróleo, por sua vez, foi no PM2 com 4,05 Log UFC/mL. A diversidade foi maior no PM1, sendo que apenas 20% das linhagens apresentaram similaridade de 100%. De forma geral os postos de combustíveis são áreas suscetíveis a contaminação, os BTEX e as variáveis ambientais podem alterar a densidade e diversidade das comunidades bacterianas do local contaminado. Com os resultados encontrados na pesquisa observa-se que a contaminação no local ocorre de forma difusa e que a hipótese de biorremediação na área não pode ser descartada. / The high handling, distribution and storage of fuels and their compounds such as petroleum hydrocarbons, increases the likelihood of environmental accidents may cause soil contamination and public sources of supply, such as groundwater. Currently, bioremediation stands out as one of the most widely used techniques for environmental restoration, using bacteria in degradation of the contaminating compounds. The survey was conducted in Alta Floresta - MT, and split into two pieces. The first verified that the petroleum hydrocarbons interfere with the population density of the bacterial communities of contaminated environments in seasonal periods of drought and flood, and the second examined the bacterial similarity between two contaminated monitoring wells. Ground water and local soil samples were collected using bailers contaminated and sterile plastic bottles, the samples were chilled packaged and transported according to standard techniques. In the first study evaluated the contaminated area in Alta Floresta, BTEX, environmental variables, and bacterial density of coliforms, Escherichia coli, total heterotrophic bacteria (THB) and degrading bacteria petroleum hydrocarbons. The survey to determine the contaminated areas was held at the SEMA-MT, and for BTEX was used gas chromatograph, mass detector and gun. The Multiparameter probe, in turn, was used to measure environmental variables, while the conventional microbiological techniques were used to determine the bacterial densities. In the second study analyzed environmental variables, BTEX, density and diversity of hydrocarbon degrading bacteria, having been used probe multiparameter to environmental variables, gas chromatograph, mass detector and gun for BTEX, in addition to conventional microbiological techniques for determine the bacterial density and molecular techniques (BOX-PCR and application Bionumerics 7.1) to determine the diversity. The research done in the first work confirmed that the city of Alta Floresta contained only two contaminated gas stations (data from the State Department of the Environment), and the analyzes performed in the study area found contamination by BTEX in the position where the study was conducted, and in some places the value was high as the PM2 had 597.05 μg/L. During the first collection, the highest results for the environmental variables were 6.87 for pH, 29.7°C, 6.96 mg/L of dissolved oxygen and 604 mS /m conductivity. The PM4 was the one with the highest density of coliform (5.95 Log MPN/100mL) during the second collection and absence of E. coli during both periods. To the ground, the point with greatest density was HBT S8 to 5.92 Log FUC/g and the water was PM4, during the first sample with Log 4.30 FUC/mL. The density of hydrocarbon degrading bacteria was higher in PM4 (3.68 Log FUC/mL) in the first collection. In the second working point the most contaminated was M1, and the t luene was und m e c mp und (267.08 μg/L), the highest density of petroleum degrading bacteria, in turn, was in PM2 to 4.05 Log FUC/mL. Diversity was higher in the PM1, with only 20% of the strains showed similarity of 100%. In general, the gas stations are areas susceptible to contamination, BTEX and environmental variables can alter the density and diversity of the bacterial communities of the contaminated site. With the results found in the study it was observed that the contamination at the site occurs diffusely and bioremediation hypothesis in the area can not be ruled out.

Manguezais são ambientes costeiros que proveem diversos recursos para ecossistemas adjacentes devido à alta produtividade decorrente da decomposição de matéria orgânica e principalmente da constante ciclagem de carbono, realizada pelas comunidades microbianas presentes nos sedimentos. Desde a década de 70, com o aumento da liberação de gases pela queima de combustíveis fósseis, diversas anormalidades, como o aumento da temperatura e acidificação dos oceanos, têm sido observadas. Com base na hipótese de que as mudanças climáticas provocam alterações na diversidade microbiana associada à decomposição da matéria orgânica em sedimentos de manguezais, estimulando a liberação de Gases do Efeito Estufa (GEE), o presente estudo teve como objetivo avaliar a dinâmica da diversidade microbiana sob alteração das condições climáticas durante o processo de decomposição, correlacionando-a com a emissão de GEE. Microcosmos destrutivos contendo material orgânico proveniente das principais espécies vegetais encontradas nos manguezais do Estado de São Paulo (Rhizophora mangle, Laguncularia racemosa e Avicennia schaueriana) foram incubados em condições simulando as mudanças climáticas (aumento de temperatura e pH). Amostragens do material em decomposição (para sequenciamento da região 16S rRNA e quantificação do gene mcrA) e de gases foram coletadas durante 45 dias. As variações no tempo resultaram em impactos significativos no aumento da α diversidade e na composição da comunidade, inicialmente com maior abundância de Gammaproteobacteria para todas as espécies vegetais independente das variações nas condições climáticas. Análises do tipo PCoA evidenciaram o processo de sucessão em decorrência do tempo na β diversidade, indicando o aumento da incidência de Deltaproteobacteria ao final do processo. As emissões de GEE variaram em função da fonte de material orgânico e observou-se relação entre a emissão de metano (CH4) e a presença do gene mcrA em duas das espécies vegetais estudadas, admitindo-se que o aumento na população de Deltaproteobacteria tenha controlado sua emissão. Apesar da quantidade de estudos relacionados à decomposição de matéria orgânica, à diversidade microbiana e à emissão de gases em manguezais, poucos apresentam uma abordagem como a proposta pelo presente trabalho, que busca compreender melhor a relação entre os três processos, relacionando-os a um quarto evento, as alterações climáticas, que são um problema imanente da atualidade. / Mangrove are coastal environments that provide resources for adjacent ecosystems due to its high productivity that comes from decay of organic matter and carbon cycling, made by microbial communities in sediments. Since the increase of gas release due to fossil fuel burning in the 1970\', many abnormalities have been observed such as temperature and acidification increase. Base on the hypothesis that climate change modifies microbial diversity associate to decay of organic matter in mangrove sediments, changing the emission of Greenhouse Gases (GHG) rate, the goal of this research is to evaluate the dynamics of microbial diversity under the climate change conditions during de decay process, correlating with the emission of GHG. Destructive microcosms containing organic matter from the main plant species found in mangroves throughout the State of São Paulo, Brazil (Rhizophora mangle, Laguncularia racemosa e Avicennia schaueriana) were incubate simulating climate changes (increase in temperature and pH). Sampling of decaying material (for sequencing of 16S rRNA region and quantification of the mcrA gene) and of gasses were collected for 45 days. The variation in time resulted in important increases of α diversity impacts and in the community composition, initially with greater abundancy of Gammaproteobacteria for all plant species despite of the climate conditions variations. The PCoA analysis bespeak the chronological sequence in β diversity, indicating the increase of Deltaproteobacteria at the end of the process. The GHG emission varied in function of the organic matter source and the relation between methane (CH4) release and the presence of the mcrA gene in two of the plant species studied, if the increase in the Deltaproteobacteria population controlled its emission. Despite the great number of studies about the decay of organic matter and emission of gases in mangroves, few present an approach like this work, which aims to understand the relation between these three processes and the climate changes, a pressing problem nowadays.

La prise de conscience récente de la menace qui pèse sur les océans, réceptacle final de la pollution plastique, a donné lieu à une effervescence dans le domaine scientifique. On estime que plus de 5,25 milliards de particules plastiques flottent dans les océans. Ces travaux de thèse s’inscrivent dans le cadre de cette préoccupation environnementale de premier ordre, en apportant de nouvelles connaissances sur le compartiment bactérien qui se développe sur les débris plastiques en mer, appelé « plastisphère ». L’analyse des prélèvements effectués pendant l’expédition Tara-Méditerranée a permis de caractériser, pour la première fois dans cette zone, un biofilm abondant et spécifique des plastiques par comparaison aux communautés bactériennes attachées aux particules organiques ou libres dans l’eau de mer. Ensuite, la cinétique de colonisation bactérienne sur différents polymères a été étudiée grâce à la mise en place de microcosmes en circulation ouverte sur le milieu naturel. Le couplage original de données biologiques et physico-chimiques des surfaces plastiques a permis de constater un développement bactérien plus important sur des plastiques « biodégradables » (notamment des espèces hydrocarbonoclastes) par rapport aux polymères conventionnels. Enfin, de fortes activités hétérotrophes et ectoenzymatiques ont été constatées sur les polymères par rapport à l’eau de mer. Encore une fois, des différences en fonction des types de plastiques et du stade de formation du biofilm ont été observées. Les travaux menés pendant cette thèse mettent en lumière l’existence d’une nouvelle niche écologique sur les plastiques, distincte de celle de l’eau de mer environnante. / The increasing awareness on the impact of plastic pollution within the marine environment has stimulated countless of scientific studies. For the past decade, researchers have quantified plastic waste and assessed its fate at sea. It is estimated that more than 5.25 billion plastic particles float within the world’s oceans today. This PhD work is a result in part of this major environmental concern. It brings with it new knowledge about the marine bacterial communities that develop on plastic debris, also termed as the "plastisphere". The analysis of samples taken from the Tara-Mediterranean expedition allowed us, for the first time, to characterize, and quantify communities specific towards plastic biofilms in comparison to the communities attached to organic matter in surrounding seawater. Bacterial colonization and its evolution on different types of polymers was studied using microcosm experiments with open seawater circulation. The unusual coupling of biological and physicochemical data of plastic surfaces revealed a greater bacterial development on "biodegradable" polymers compared to conventional polymer types (especially hydrocarbonoclastic species). We showed that the composition of the polymer, together with its hydrophobicity and roughness, influences the diversity of bacterial communities during the early colonization steps. Finally, a greater bacterial biofilm activity (e.g. heterotrophic productions) was observed on polymer surfaces compared to seawater. Once again, differences according to plastic types have been observed. This present work highlights the existence of a new ecological niche on plastics that are distinct from the surrounding seawater.

Dans la nature, les relations symbiotiques sont très répandues, et d’une importance écologique fondamentale. Les animaux sont apparus, ont évolué et vivent maintenant constamment associés avec une multitude de micro-organismes. Parmi les différents types de symbioses existantes, celles liant le microbiote et son hôte occupent une place centrale et équilibrée, basée sur des relations commensales ou mutualistes entre les partenaires. Ce microbiote est de plus en plus étudié, notamment en raison du rôle crucial qu’il joue dans la santé animale ainsi que dans le développement de pathologies. Dans cette effort de recherche, Drosophila melanogaster représente un modèle de choix, grâce à la facilité de générer et maintenir des lignées de mouches axéniques, ainsi que de les réassocier avec une communauté microbienne définie.L’association de la drosophile avec l’un des ses commensaux naturels, Lactobacillus plantarum, a permis de révéler l’effet promoteur de croissance de cette bactérie. En cas de carence nutritionnelle, des larves associées avec L. plantarum se développent beaucoup plus rapidement que leurs semblables axéniques. L’ajustement du développement en fonction des conditions environnementales est cependant crucial pour la formation d’un individu à la santé optimale, et dans ce cas les individus grandissent plus vite alors que les conditions nutritionnelles sont pauvres. Nous avons donc cherché à déterminer si ce qui semble être un avantage au stade larvaire pouvait se révéler délétère pour les stades suivants et avoir un effet néfaste sur les mouches adultes. Nous avons montré que L. plantarum est bénéfique pour D. melanogaster tout au long du cycle de vie de la mouche et permet l’émergence précoce d’adultes matures et fertiles sans impact négatif sur leur santé et leurs performances. De plus, dans certaines conditions, cette souche commensale entraîne une augmentation de la durée de vie de mâles nutritionnellement carencés.Des études plus larges analysant l’interaction de la drosophile avec plusieurs espèces bactériennes peuvent informer sur la dynamique d’un microbiote de mouche. En effet, au sein de la niche environnementale, les bactéries sont échangées entre l’animal et son substrat nutritif, et ces transferts réciproques pourraient altérer la composition de la communauté. Nous avons étudié cette question en utilisant un microbiote naturel, et avons observé un haut degré de similitude entre les bactéries associées avec les mouches et la composition de la communauté bactérienne de la nourriture, illustrant le caractère stable de l’association du microbiote de la drosophile avec la population de mouches au sien de la niche.Ces résultats illustrent le pouvoir du modèle drosophile pour l’étude des interactions entre les animaux et leur microbiote, qui permet de déchiffrer la dynamique des communautés de bactéries commensales ainsi que leur impact sur la physiologie animale. / In nature, symbiotic relationships are widespread, and of paramount ecological importance. Animals have appeared, evolved, and are now living constantly associated with a variety of microorganisms. In the spectrum of different symbioses types, the microbiota occupies a central and balanced part by establishing commensalistic or mutualistic relationships with its host. Over the last years, the microbiota has been extensively studied given the crucial role it plays in animal health and disease. In this research effort, Drosophila melanogaster represents a fruitful model, thanks to the ease to generate and maintain axenic flies, and the simplicity of re-associating them with a defined microbial community.The association of Drosophila with one of its natural commensals, Lactobacillus plantarum, revealed a growth-promoting effect mediated by this bacterial species. In case of nutrient scarcity, larvae associated with L. plantarum develop twice faster than the germ-free ones. However, adjusting development to environmental cues is key to organismal fitness, and yet here animals are growing fast even though the nutritional conditions are poor. We thus questioned whether what seems like an advantage could in turn be deleterious at later stages, and adversely impact adult fitness. We showed that L. plantarum is a true beneficial partner for D. melanogaster throughout the fly life cycle. Indeed, it allows the precocious emergence of mature and fertile adults without fitness drawbacks, and in certain conditions, this commensal can even increase the lifespan of nutritionally challenged males.Broader studies assessing the interaction of Drosophila with several bacterial species can inform about the dynamics of a fly microbiota. Indeed, in the environmental niche bacteria are transferred between the fly and its nutritive substrate, and these reciprocal transfers could alter the composition of the community. We addressed this question using a wild-derived microbial community and observed a high degree of similarity between the bacteria associated with the flies and the composition of the community in the diet, illustrating the stable association of the Drosophila microbiota with the fly population in the niche.Altogether these results emphasize the power of the Drosophila model in the study of the relationships between animals and their microbiota, which allows deciphering the dynamics of commensal bacterial communities and their impact on animal physiology.

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A cultura de trigo (Triticum aestivum L.) é a segunda maior do mundo e o Brasil ocupa o segundo lugar de produção na América do sul. Entretanto, a produtividade desta cultura pode ser limitada devido à ocorrência de doenças como a brusone, causada pelo fungo Pyricularia grisea e a doença denominada giberela, causada pelo fungo Fusarium graminearum Populações bacterianas associadas à rizosfera de trigo podem apresentar potencial como agentes de controle biológico de diferentes fitopatógenos. Neste contexto, esta pesquisa foi direcionada ao estudo da composição da comunidade bacteriana rizosférica do trigo e a busca por micro-organismos com potencial para o controle biológico da brusone e da giberela. Assim, para melhor compreensão das comunidades associadas ao trigo, foram realizadas coletas em duas regiões diferentes no Brasil, sendo possível a obtenção de 606 estirpes entre bactérias e actinobactérias da rizosfera do trigo e de solo de cultivo da mesma cultura. Destas, 16 apresentaram, em testes in vitro, potencial antagonista diante dos fungos fitopatogênicos Pyricularia grisea e Fusarium graminearum com diferentes porcentagens de inibição. Dez dos isolados selecionados apresentaram similaridade com a família Streptomycetaceae, porém, quatro linhagens necessitam de estudos mais detalhados, pois a similaridade foi baixa, podendo indicar uma espécie ainda não descrita; quatro linhagens demonstraram similaridade com a família Bacillaceae e dois com a família Paenibacillaceae. Na avaliação de produção de metabólitos secundários com efeito inibitório, apenas dez apresentam potencial, porém estudos mais detalhados se fazem necessários para a confirmação deste mecanismo. A análise de diversidade bacteriana demonstrou uma maior abundância do filo Actinobacteria, seguido pelo filo Proteobacteria e Acidobacteria em ambas as áreas amostradas, entretanto, o filo Acidobacteria foi o que demonstrou a maior variação entre as classes presentes nas diferentes regiões estudadas, indicando uma seleção da comunidade de acordo com a variedade do cultivar e o estádio de desenvolvimento do vegetal. A comunidade bacteriana de trigo apresenta micro-organismos com potencial para a inibição dos fungos causadores da brusone e da giberela, porém o efeito destas linhagens deve ser melhor investigado em condições de campo. A compreensão das comunidades bacterianas associadas ao trigo pode se apresentar como uma importante ferramenta para direcionar a busca por antagonistas. / Wheat (Triticum aestivum) is the second largest crop in the world and Brazil is in the second position in the ranking of production in South America. However, its productivity can be limited due to the occurrence of diseases like wheat blast, caused by the fungus Pyricularia grisea and the disease called Fusarium head blight (FHB), caused by the fungus Fusarium graminearum. Bacterial populations associated to wheat rhizosphere may have potential to act as biological control agents of different plant pathogens. In this context, this research aimed to look at wheat rhizosphere bacterial community and the pursuit of microorganisms with potential for the biological control of wheat blast and FHB. Given this, in order to study wheat bacterial communities, data collection was carried out in two different regions in Brazil, returning 606 bacterial and actinomycetes isolates from wheat rhizosphere and bulk soil. Among these,, 16 strains revealed antagonistic potential against both plant pathogens Pyricularia grisea and Fusarium graminearum, with different percentages of inhibition. Ten strains were selected out of the 16 and showed similarity with the family Streptomycetaceae, whereas four of them displayed a low similarity, requiring a deeper analysis and might indicate new species. Four isolates showed similarity with the family Bacillaceae and two with the family Paenibacillaceae. On the assessment of production of secondary metabolites with inhibitory effects, only ten strains were positive, but more detailed studies are necessary to confirm this mechanism. The analysis of bacterial diversity revealed a larger abundance of the phylum Actinobacteria, followed by the phylum Proteobacteria and Acidobacteria in both areas, however, the phylum Acidobacteria revealed more variation among its classes when both araes were compared, indicating a selection of the community according to the cultivar and the developmental stage. Wheat bacterial community presents microorganism with inhibition potential against fungi responsible for wheat blast and FHB, yet the effect of such strains should be investigated closely under field conditions. The understanding of bacterial communities associated to wheat may be seen as an important tool to help in the search for antagonists.

A cultura de trigo (Triticum aestivum L.) é a segunda maior do mundo e o Brasil ocupa o segundo lugar de produção na América do sul. Entretanto, a produtividade desta cultura pode ser limitada devido à ocorrência de doenças como a brusone, causada pelo fungo Pyricularia grisea e a doença denominada giberela, causada pelo fungo Fusarium graminearum Populações bacterianas associadas à rizosfera de trigo podem apresentar potencial como agentes de controle biológico de diferentes fitopatógenos. Neste contexto, esta pesquisa foi direcionada ao estudo da composição da comunidade bacteriana rizosférica do trigo e a busca por micro-organismos com potencial para o controle biológico da brusone e da giberela. Assim, para melhor compreensão das comunidades associadas ao trigo, foram realizadas coletas em duas regiões diferentes no Brasil, sendo possível a obtenção de 606 estirpes entre bactérias e actinobactérias da rizosfera do trigo e de solo de cultivo da mesma cultura. Destas, 16 apresentaram, em testes in vitro, potencial antagonista diante dos fungos fitopatogênicos Pyricularia grisea e Fusarium graminearum com diferentes porcentagens de inibição. Dez dos isolados selecionados apresentaram similaridade com a família Streptomycetaceae, porém, quatro linhagens necessitam de estudos mais detalhados, pois a similaridade foi baixa, podendo indicar uma espécie ainda não descrita; quatro linhagens demonstraram similaridade com a família Bacillaceae e dois com a família Paenibacillaceae. Na avaliação de produção de metabólitos secundários com efeito inibitório, apenas dez apresentam potencial, porém estudos mais detalhados se fazem necessários para a confirmação deste mecanismo. A análise de diversidade bacteriana demonstrou uma maior abundância do filo Actinobacteria, seguido pelo filo Proteobacteria e Acidobacteria em ambas as áreas amostradas, entretanto, o filo Acidobacteria foi o que demonstrou a maior variação entre as classes presentes nas diferentes regiões estudadas, indicando uma seleção da comunidade de acordo com a variedade do cultivar e o estádio de desenvolvimento do vegetal. A comunidade bacteriana de trigo apresenta micro-organismos com potencial para a inibição dos fungos causadores da brusone e da giberela, porém o efeito destas linhagens deve ser melhor investigado em condições de campo. A compreensão das comunidades bacterianas associadas ao trigo pode se apresentar como uma importante ferramenta para direcionar a busca por antagonistas. / Wheat (Triticum aestivum) is the second largest crop in the world and Brazil is in the second position in the ranking of production in South America. However, its productivity can be limited due to the occurrence of diseases like wheat blast, caused by the fungus Pyricularia grisea and the disease called Fusarium head blight (FHB), caused by the fungus Fusarium graminearum. Bacterial populations associated to wheat rhizosphere may have potential to act as biological control agents of different plant pathogens. In this context, this research aimed to look at wheat rhizosphere bacterial community and the pursuit of microorganisms with potential for the biological control of wheat blast and FHB. Given this, in order to study wheat bacterial communities, data collection was carried out in two different regions in Brazil, returning 606 bacterial and actinomycetes isolates from wheat rhizosphere and bulk soil. Among these,, 16 strains revealed antagonistic potential against both plant pathogens Pyricularia grisea and Fusarium graminearum, with different percentages of inhibition. Ten strains were selected out of the 16 and showed similarity with the family Streptomycetaceae, whereas four of them displayed a low similarity, requiring a deeper analysis and might indicate new species. Four isolates showed similarity with the family Bacillaceae and two with the family Paenibacillaceae. On the assessment of production of secondary metabolites with inhibitory effects, only ten strains were positive, but more detailed studies are necessary to confirm this mechanism. The analysis of bacterial diversity revealed a larger abundance of the phylum Actinobacteria, followed by the phylum Proteobacteria and Acidobacteria in both areas, however, the phylum Acidobacteria revealed more variation among its classes when both araes were compared, indicating a selection of the community according to the cultivar and the developmental stage. Wheat bacterial community presents microorganism with inhibition potential against fungi responsible for wheat blast and FHB, yet the effect of such strains should be investigated closely under field conditions. The understanding of bacterial communities associated to wheat may be seen as an important tool to help in the search for antagonists.

Submitted by Ana Damasceno (ana.damasceno@unipampa.edu.br) on 2016-10-31T16:19:59Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Sequenciamento por Ion Torrent revela padrões de interação e distribuição de comunidades microbianas em um perfil de solo ornitogênico da Ilha Seymour, Península Antártica.pdf: 907768 bytes, checksum: 05c430f88f8f32e041e763c1d453d54a (MD5) / Made available in DSpace on 2016-10-31T16:19:59Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Sequenciamento por Ion Torrent revela padrões de interação e distribuição de comunidades microbianas em um perfil de solo ornitogênico da Ilha Seymour, Península Antártica.pdf: 907768 bytes, checksum: 05c430f88f8f32e041e763c1d453d54a (MD5) Previous issue date: 2014 / Neste estudo, foram analisadas e comparadas comunidades bacterianas do solo de uma pinguineira da Ilha Seymour (Península Antártica) em termos de abundância, estrutura, diversidade e rede de interações, a fim de se identificar padrões de interação entre os vários grupos de bactérias presentes em solos ornitogênicos em diferentes profundidades (camadas). A análise das sequências revelou a presença de oito filos distribuídos em diferentes proporções entre as Camadas 1 (0-8 cm), 2 (20-25 cm) e 3 (35-40 cm). De acordo com os índices de diversidade, a Camada 3 apresentou os maiores valores de riqueza, diversidade e uniformidade quando comparado com as Camadas 1 e 2. Em termos de estrutura da comunidade microbiana, a análise UniFrac mostrou que as comunidades microbianas das três camadas foram muito diferentes umas das outras. A análise de redes revelou a existência de um padrão único de interações no qual a rede microbiana formou uma topologia de agrupamento, mas não estruturado em módulos, como de costume em comunidades biológicas. Da mesma forma, através da utilização de análise de redes, foi possível identificar táxons específicos como sendo potencialmente importantes para a estruturação e funcionamento da comunidade microbiana. Além disso, as análises de simulação indicaram que a perda de grupos importantes de microorganismos pode alterar significativamente os padrões de interação dentro da comunidade microbiana. Estes resultados fornecem novos insights sobre as interações bacterianas e ecologia microbiana desse importante, mas ameaçado ambiente. / In this study, we analyzed and compared the soil bacterial communities from a penguin rookery site at Seymour Island (Antarctic Peninsula) in terms of abundance, structure, diversity and interaction network in order to identify interaction patterns among the various groups of bacteria presented in an ornithogenic site at three depths (layers). The analysis of the sequences revealed the presence of 8 phyla distributed in different proportions among the Layers 1 (0-8 cm), 2 (20-25 cm) and 3 (35-40 cm). According to the diversity indexes, Layer 3 presented the highest values of richness, diversity and evenness when compared to Layers 1 and 2. In terms of bacterial community structure, the unweighted and weighted UniFrac analysis showed that the soil bacterial communities from the three layers were quite different from each other. Network analysis revealed the existence of a unique pattern of interactions in which the soil microbial network formed a clustered topology, but not structured in modules, as usual in biological communities. In addition, through the use of network analysis, it was possible to identify specific taxa as potentially important for the structuring and functioning of the microbial community. Furthermore, simulation analyzes indicated that the loss of potential keystone groups of microorganisms may significantly alter the patterns of interactions within the microbial communityThese findings provide new insights into the bacterial interactions and microbial ecology of this important, but threatened environment.

La lignocellulose est le composant principal des parois végétales et donc le biopolymère végétal le plus abondant sur Terre. Sa transformation en molécules d’intérêt industriel est donc une voie prometteuse pour diminuer la consommation de ressources fossiles. Au sein de la plateforme des carboxylates, la transformation de la lignocellulose repose sur l’utilisation de communautés bactériennes. Mais s’ils sont augmentés par des approches de prétraitement du substrat, les rendements sont encore faibles. Afin de les améliorer, nous avons ici testé les capacités de dégradations de communautés microbiennes issues de l’enrichissement de rumen bovin et d’intestin de termites. Afin de caractériser l’effet de la source d’inoculum et du prétraitement du substrat sur le fonctionnement des communautés sélectionnées, une approche de séquençage 16S a été utilisée. Celle-ci a permis la comparaison des compositions de communautés obtenues, mais également de leurs dynamiques au cours de la transformation du substrat lignocellulosique. Les conditions de culture imposées semblent avoir un effet très fort sur la composition des communautés sélectionnées puisque malgré leurs différences, celles-ci présentent d’importantes similitudes et sont bien plus proches que ne l’étaient les inocula initiaux. Enfin, les communautés associées à la dégradation du substrat lignocellulosique montrent des dynamiques très marquées, caractérisées par une importante baisse de diversité et la dominance de quelques populations bactériennes seulement lors du maximum de dégradation. / Lignocellulose is the main component of vegetal cell wall and is thus the most abundant biopolymer on Earth. Its conversion into industrially relevant molecules is of concern to reduce fossil resources consumption. In the dedicated carboxylates platform, lignocellulose conversion relies on the metabolic potential of microbial consortia, but lignocellulose transformation rates can still be improved, despite substrate pretreatment approaches. In order to improve these rates, we here tested the transformation capacities of microbial communities originated from cow rumen and termite guts. 16S sequencing was used to characterize the effects of inoculum source and substrate pretreatment on the selected communities’ functioning. It allowed the comparison between obtained communities, but also between their dynamics during lignocellulose transformation. Culture conditions appeared to have a strong effect on the selected communities, which presented high similarities despite differences between initial inocula. Finally, communities associated to lignocellulose degradation showed marked dynamics, with a strong decrease in diversity indexes and the dominance of a few bacterial populations during the degradation maximum.