O álcool, considerado um subproduto de grande importância da cultura de cana-deaçúcar, tem apresentado grande interesse nos últimos anos devido a questões econômicas e ambientais. A estimativa de produção para a safra 2007-2008, de acordo com a Companhia Nacional de Abastecimento (Conab), é de 251,59 milhões de toneladas de álcool. Por ser considerada uma fonte de energia alternativa (em substituição aos combustíveis fósseis) e renovável, muitos estudos estão sendo direcionados à cultura da cana-de-açúcar como, por exemplo, o aproveitamento do bagaço considerado um resíduo do setor sucroalcooleiro. O intuito deste trabalho foi o de realizar a hidrólise do bagaço de cana-de-açúcar por meio de enzimas celulolíticas comerciais visando identificar e quantificar açúcares fermentescíveis. Com essa finalidade, primeiramente, foram selecionadas as seguintes enzimas comerciais HPL1800, CL3708, P1250 e P4500; as quais apresentaram maior atividade celulolítica total em papel de filtro. Posteriormente foram testados dois pré-tratamentos do bagaço (ácido ou alcalino) e verificadas a atuação dessas enzimas em cada pré-tratamento do bagaço de cana-de-açúcar pelas metodologias do ácido dinitrosalicílico (DNS) e da cromatografia líquida (HPAEC - PAD). Os dados obtidos por ambas as metodologias foram analisados estatisticamente e concluiu-se que a ação conjunta do pré-tratamento ácido 0,5%, autoclave a 121ºC por 30 minutos e a enzima P4500 foram as melhores formas de tratamento para a obtenção de açúcares. / Ethanol is considered an important by-product from sugar cane culture. Nowadays it has been shown great importance in economics and environmental questions. The estimate ethanol production 2007-2008 is about 251.59 millions of tons, according to Companhia Nacional de Abastecimento (Conab). Alcohol is considered an alternative and renewable source of energy; this has lead several new studies on development of sugarcane culture and its derivatives, such as bagasse which is considered a residue from sugarcane industry. The aim of this research is the enzymatic hydrolysis of sugarcane bagasse for sugar production and its quantification and identification. The first step consisted at the selection of higher cellulolytic activity commercial enzymes in filter paper. The four enzymes selected were: HPL1800, CL3708, P1250 and P4500. After that, their performances were tested with two different pre-treated (acid and alkali) bagasse. The total sugars presents in the hydrolyzed were measured by dinitrosalicilic acid (DNS) and liquid chromatography (HPAEC - PAD) methodologies. The results were analyzed with statistics program. The datelines showed that joint action of 0.5% acid pre-treatment, 121ºC per 30 minutes and enzyme P4500 were the best treatment to sugars attainment.

Os micro-organismos apresentam uma imensa diversidade genética e desempenham funções únicas e cruciais na manutenção de ecossistemas. Uma dessas funções é a produção de enzimas extracelulares, que ajudam na degradação da matéria orgânica e são cada vez mais procuradas e exploradas pela indústria. Essa propriedade aumenta a busca por enzimas que possam ser utilizadas nos diversos setores industriais com maior aproveitamento e baixo custo. A celulase pertence a essa classe de enzimas e é formada por um complexo multienzimático capaz de hidrolisar celulose por meio da quebra da ligação β,1-4. A partir dessa característica da celulase, foi realizada uma expressão heteróloga relacionada com a hidrólise da celulose em biblioteca metagenômica de solo da Caatinga. Foram realizados testes de produção enzimática por meio dos quais selecionamos os clones 283/A8 e 307/E11 como melhores produtores de endoglicanases. Com o objetivo de analisar a cinética de produção de celulases pelos clones, estes foram inoculados em diferentes fontes de celulose, pH e temperatura. A faixa ideal de pH foi 5,0 e de temperatura, 50º C, verificada para as enzimas Celulase Total, Endoglicanase e β-glicosidase. Quanto à termoestabilidade, as enzimas presentes mantiveram mais de 60% da atividade inicial após 2 horas de incubação a 50º C. O perfil de proteínas analisado por SDS-PAGE demonstrou que os clones secretam um conjunto de enzimas celulolíticas com 25 a 100 KDa, quando cultivado em farelo de trigo, e 30 a 60 KDa, quando cultivados em CMC. No ensaio de cromatografia para o clone 307/E11, foram selecionadas 5 frações que obtiveram melhores resultados na dosagem enzimática e testados frente ao pH e à temperatura. O resultado obtido foi que o complexo enzimático bruto, extraído do sobrenadante produzido pelo clone, possui melhor atividade frente ao pH e à temperatura do que as frações parcialmente purificadas. / Microorganisms are distinguished by a wide genetic diversity and they perform unique and crucial functions concerning the maintenance of ecosystems. One of those functions is the production of extracellular enzymes, which help in the degradation of organic matter and which are increasingly wanted and explored by industry. Such feature boosts the search of enzymes that can be exploited in several industrial sectors with improved full use and low cost. Cellulase belongs to such class of enzymes and it is composed of a multi-enzymatic complex which is able to hydrolyse cellulose through the breaking of the chemical bond β,1-4. Considering such attribute of the cellulase, a heterologous expression, related to cellulose hydrolysis in a metagenomic inventory of the soil of Caatinga, was realized. Tests of enzymatic production were performed, and through them, we could elect the clones 283/A8 and 307/E11 as the best endoglicanase producers. Those clones were inoculated in different cellulose sources, pH and temperature, so that we could analyse the kinetic of cellulase production between them. The ideal pH range was 5.0 and the ideal temperature range was 50º C (122º F), verified for the enzymes Total Cellulase, Endoglicanase and β-glucosidase. With regard to thermostability, the present enzymes kept more than 60% of the initial activity after 2 hours of incubation at 50º C (122º F). The proteins profile analysed with the help of SDS-PAGE proved that the clones secrete a group of cellulolytic enzymes with a weight average of 25 to 100 KDa, when cultivated in wheat bran, and of 30 to 60 KDa, when cultivated in CMC. Five fractions with the best results, regarding enzymatic dosage and tested before pH and temperature, were chosen by the chromatography research for the clone 307/E11. The achieved result proved that the raw enzymatic complex, extracted from the supernatant produced by the clone, develops a better activity before pH and temperature than the fractions partially purified.

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / As pesquisas acerca de fontes alternativas de combustÃveis tem se concentrado principalmente na biomassa composta de celulose, hemicelulose e lignina. Os carboidratos estruturais contidos na matriz celulÃsica representam o substrato que pode ser utilizado para produÃÃo de biocombustÃveis por processos fermentativos. A opÃÃo pela hidrÃlise enzimÃtica de biomassa vegetal, utilizando celulases, pode gerar uma opÃÃo de menor impacto ambiental frente a outros processos de hidrÃlise. Estudos sobre novas fontes microbianas e, anÃlises mais acuradas das etapas que compÃem a produÃÃo de celulases sÃo essenciais como estratÃgias para diminuir os custos gerados pelo uso de celulases nos processos de obtenÃÃo de aÃÃcares fermentescÃveis. Portanto, este trabalho tem como objetivo a seleÃÃo de fungos filamentosos, produtores de enzimas do complexo celulolÃtico, assim como a investigaÃÃo dos parÃmetros que envolvem a produÃÃo de celulases atravÃs do processo de fermentaÃÃo submersa. Em uma etapa inicial foram selecionados os micro-organismos por metodologia em placas, onde se averiguou o potencial celulolÃtico atravÃs do Ãndice enzimÃtico em meio especÃfico. Foram selecionadas as linhagens que atingiram um diÃmetro de crescimento de colÃnia de 150 mm, em placas de Petri, em menor tempo de incubaÃÃo (48 horas). Da etapa de seleÃÃo inicial, foram escolhidos os micro-organismos com maior potencial enzimÃtico que foram entÃo submetidos aos testes em fermentaÃÃo submersa. O primeiro teste consistiu em selecionar os micro-organismos como melhores produtores de celulases totais (FPase) em erlenmeyer nÃo aletados contendo 100 mL de meio de cultura especÃfico. O teste subsequente analisou as trÃs melhores linhagens da etapa anterior, que foram entÃo submetidos à fermentaÃÃo submersa em frascos contendo aletas. A etapa seguinte teve o intuito de investigar a produÃÃo enzimÃtica em fermentaÃÃo com quatro tipos de aÃÃcares solÃveis: glicose, lactose, sacarose e xilose. A linhagem fÃngica selecionada nas etapas anteriores foi utilizada nos testes em biorreator, onde foram analisados trÃs diferentes estratÃgias de inoculaÃÃo. Dentre os fungos analisados na etapa inicial, destacaram-se as linhagens Fusarium sp. SAP 09, Lasiodiplodia theobromae CNPAT 040, Trichoderma sp. LCB 79, Trichoderma, sp. INPA 666, Trichoderma sp. INPA 1014 e Trichoderma sp. INPA 1218. Na etapa de seleÃÃo por fermentaÃÃo submersa em frascos nÃo aletados, a melhor atividade de FPase foi apresentada pela linhagem Trichoderma sp. INPA 666 (48,0 FPU/L) e CMCase pelo fungo Lasiodiplodia theobromae CNPAT 040 (350,0 U/L). Na comparaÃÃo com erlenmeyers aletados, houve uma maior produÃÃo tanto de FPase quanto de CMCase em frascos sem a presenÃa de aletas, apontando que as forÃas de cisalhamento aplicadas nas culturas fÃngicas possivelmente foram deletÃrias para a produÃÃo enzimÃtica. O uso de sacarose mostrou-se ser a melhor opÃÃo dentre os aÃÃcares solÃveis testados, apresentando os maiores valores de atividade de FPase (49,9 FPU/L) e CMCase (119,7 U/L). A melhor estratÃgia de inoculaÃÃo para o biorreator foi uma suspensÃo de esporos obtidos a partir de uma fermentaÃÃo semi-sÃlida de farelo de trigo, no tempo de 72 horas de fermentaÃÃo. / The research about alternative sources of fuels has been mainly focused on biomass composed of cellulose, hemicellulose and lignin. The structural carbohydrates contained in the cellulosic matrix represent the substrate that can be used for biofuel production by fermentative processes. The choice of the biomass enzymatic hydrolysis of plants using cellulases, can generate an option less environmental impact compared to other processes of hydrolysis. Studies about microbial new sources, and more accurate analysis of the steps that make up the production of cellulases are essential as a strategy to reduce the costs generated by the use of cellulases in the process of obtaining fermentable sugars. This study aims at the selection of filamentous fungi producers of cellulolytic enzymes, as well as investigating the parameters of cellulase production by submerged fermentation process. In the initial stage were selected micro-organisms by methodology in plates. Was investigated the potential cellulolytic enzyme through the index in a specific medium and were selected strains that reached a diameter of colony growth of 150 mm in Petri dishes in a shorter time of incubation (48 hours). Were selected micro-organisms with the greatest potential enzymatic tests that were then tested in submerged fermentation. The first test consisted in selecting the best microorganisms as producers of FPase in non-baffled flask containing 100 mL of culture medium specific. In the subsequent test were examined the three best strains from the previous step, which were then subjected to submerged fermentation in baffled flasks. The next step was designed to investigate the enzyme production in fermentation with four types of soluble sugars: glucose, lactose, sucrose and xylose. The fungal strain was selected in the previous steps used in the tests in a bioreactor, which analyzed three different strategies of inoculation. The strains Fusarium sp. SAP 09, Lasiodiplodia theobromae CNPAT 040, Trichoderma sp. LCB 79, Trichoderma sp. INPA 666, Trichoderma sp. INPA 1014 and Trichoderma sp. INPA 1218 were selected from the first stage. In the selection stage by submerged fermentation in non-baffled flasks, the best FPase activity was achieved by the strain Trichoderma sp. INPA 666 (48.0 FPU /L) and CMCase by the fungus Lasiodiplodia theobromae CNPAT 040 (350.0 U /L). In comparison with baffled flasks, there was a greater production both FPase and CMCase in Erlenmeyer without baffles, indicating that the shear forces applied to the fungal cultures were potentially harmful for enzyme production. The use of sucrose proved to be the best option among soluble sugars tested, with higher rates of FPase activity (49.9 FPU / L) and CMCase (119.7 U / L). The best strategy for the inoculation was a spore suspension obtained from a solid state fermentation of wheat bran, in the time of 72 hours of fermentation.

A biomassa lignocelulósica é uma alternativa atrativa para o aumento na oferta de biocombustíveis, uma vez que é constituída de celulose e hemicelulose. Esses polímeros são constituídos principalmente de unidades menores de glicose e xilose, os quais por meio de bactérias anaeróbias termófilas, podem ser metabolizados em etanol. Portanto, estabeleceu-se o objetivo desse trabalho, em utilizar as principais fontes de carbono da biomassa lignocelulósica (celulose, glicose e xilose), e produzir etanol por meio da ação de consórcio microbiano selecionado a partir de inóculo termófilo e anaeróbio. O inóculo foi submetido a condição de crescimento com variação de pH (2,3,4,5,6,e 7) e variação de dois meios de cultivo em reatores em batelada, visando favorecer bactérias celulolíticas e fermentativas produtoras de etanol. Para a produção de etanol, o pH e meio de cultivo mais adequados foram 7,0 e Meio Thermoanaerobacter ethanolicus, respectivamente. A partir do inóculo enriquecido nas condições nutricionais de pH e meio de cultivo, prosseguiu-se a realização dos ensaios de produção de etanol a partir de celulose, glicose e xilose (1g/L de cada substrato), em pH 7 e meio T. ethanolicus. Os ensaios foram realizados em reator em batelada, em triplicata, a 55 ºC, ambos seguidos de um reator controle, sem adição desses substratos orgânicos. Os rendimentos de etanol foram de 1,73 mol etanol/mol glicose e 1,33 mol de etanol /mol de xilose. Para o substrato celulose obteve-se 1,88 mmol de etanol/g de celulose. Para os reatores controle de glicose, celulose e xilose, no qual o extrato de levedura foi a única fonte orgânica adicionada, a produção de etanol foi 1,27 mmol/L, 0,39 mmol/L e 1,65 mmol/L, respectivamente. Em todos os reatores foi detectado produção de ácido acético, ácido butírico e ácido propiônico. A produção de ácido acético foi de 5,73 mmol/L, 9,73 mmol/L e 14,45 mmol/L, para os reatores de glicose, celulose e xilose, respectivamente. No reator com glicose, observou-se baixo rendimento de hidrogênio (0,31 mol hidrogênio/mol glicose), e nos demais reatores não foi constatado produção desse gás. Em contrapartida, observou-se rendimentos de 6,6 mmol de metano/g de celulose e 0,68 mol de metano/mol de xilose para os respectivos reatores. Dessa forma, pode-se mencionar que em função das características do consórcio microbiano foi possível obter a degradação da celulose e metabolização da glicose e xilose em etanol. / Lignocellulosic biomass is an attractive alternative to increase biofuels proposal, as its composed of cellulose and hemicellulose. These polymers are consisted in individual molecules of glucose and xylose, through some thermophilic bacteria, can metabolize these carbohydrates in ethanol. Therefore, this study reports on using the principals carbon sources of lignocellulosic biomass (cellulose, glucose, and xylose), and producing ethanol through microbial consortium from anaerobic and thermophilic inoculum. The biomass was submitted to variation of pH (2,3,4,5,6, and 7) and two kinds of medium, due to ethanol production in batch reactors. For ethanol production, the optimized pH and medium were 7,0 and Thermoanaerobacter ethanolicus medium, respectively. The enriched culture was being cultivated in pH and medium experiments were used to ethanol production experiments that carried out in batch reactors, from cellulose, glucose and xylose were realized in triplicate and were maintained at 55 °C, in both batches had a control reactor (without these organics substrates). Positive results in ethanol yields were 1,73 mol ethanol/ mol glucose and 1,33 mol ethanol/ mol xylose. In celluloses reactors the microbial consortium was efficient in substrate degradation, however, was obtained lower ethanol yields (1,88 mol ethanol/ g cellulose). In control reactors from glucose, cellulose and xylose, that yeast extract was the unique organic source, ethanol production was 1,27 mmol/L, 0,39 mmol/L e 1,65 mmol/L, respectively. In all reactors were detected acetic, butyric and propionic acids. The acetic acid production was 5,73 mmol/L, 9,73 mmol/L e 14,45 mmol/L in glucose, cellulose and xylose reactors, respectively. For glucoses reactors were observed lower hydrogen production (0,31 mol hydrogen/ mol glucose), in the other reactors did not observed gases production. Instead of the following yields were obtained: 6,6 mmol methane/ g cellulose and 0,68 mol methane/ mol xylose. Taking this into account, microbial consortium enriched had characteristics to degrade cellulose and metabolize glucose and xylose to ethanol.

The theoretical part of this thesis deals with cellulolytic enzymes, their microbial producers, the possibilities of using such enzymes in the industry and how can be enzymes - not only cellulolytic - immobilized. Experimental part examines the preparations created by immobilizing various amounts of the commercially used cellulolytic complex Cellulast 1.5L onto various synthetic carriers made of polyethylene terephthalate - commercially used Sorsilen, PET carrier and glutaraldehyde-treated PET carrier. Enzyme activity of these preparations was determined by Somogyi - Nelson method by spectrophotometry. For the highest activity immobilized preparation was determined the temperature- and the pH-optimum. The difference in effects change between the free and immobilized enzyme by measuring viscosity decrease of the substrate depending on the degradation of glycosidic bonds was also studied.

In this thesis the use of waste materials for the microbial production of important metabolites is reported. The first part is focused on the use of waste paper (a lignocellulosic material) as a non-traditional source for the production of bioethanol. The second part is focused on the immobilization of cellulolytic enzymes, which are used for the hydrolysis of lignocellulosic materials. First, the waste paper (cardboard) was pre-treated using a blender and a vibratory mill. The pre-treated cardboard was used for the production of ethanol by the method of simultaneous saccharification and fermentation. This method was optimized with free cells of Saccharomyces cerevisiae. Then strains suitable for the immobilization were selected. Strains of S. cerevisiae and Pichia kudriavzevii were immobilized by encapsulation into the polyvinyl alcohol carrier and tested again for the ethanol production by simultaneous saccharification and fermentation. In the second part of the work a carrier from waste polyethylene terephthalate bottles was prepared and used for the immobilization of the cellulolytic complex. The basic characteristics were determined, such as optimal pH and optimal temperature, storage, operational and thermal stability, enzyme kinetics and the mode of action of the enzyme. Compared to two other commercial carriers this carrier showed to be suitable for the immobilization of the cellulolytic complex.

A micologia marinha é uma ciência relativamente recente e pouco se conhece sobre a diversidade das suas comunidades. Assim, o isolamento, triagem e preservação de fungos derivados do mar podem levar à descoberta de novas tecnologias. O objetivo deste estudo foi conhecer a diversidade de fungos filamentosos derivados marinhos e selecionar isolados capazes de produzir enzimas celulolíticas. Para tanto, foram isolados seletivamente fungos filamentosos a partir de amostras de macro-organismos marinhos coletados em 2007 e 2008. Os resultados demonstraram uma ampla diversidade de fungos potencialmente celulolíticos, pertencentes ao filo Basidiomycota e Ascomycota. Nos experimentos de produção de celulases, 17 apresentaram resultados satisfatórios de CMCase e FPase e foram selecionados para a avaliação da Celobiase. Os experimentos de cinética enzimática apresentaram os melhores resultados de produção de celulases em meio contendo farelo de trigo. O trabalho demonstra o potencial para aplicação biotecnológica dos fungos e estimula novos estudos com as celulases. / The Marine mycology is a relatively recent and little is known about the diversity of its communities. Thus, the isolation, separation and preservation of fungi derived from the sea can lead to the discovery of new technologies. The aim of this study was the diversity of filamentous fungi isolates derived marine and select capable of producing cellulolytic enzymes. It had been selectively isolated filamentous fungi from samples of marine macro-organisms collected in 2007 and 2008. The results showed a wide range of potential cellulolytic fungi, belonging to the phylum Basidiomycota and Ascomycota. In the experiments to produce cellulases, 17 had satisfactory results of CMCase and FPase and were selected for evaluation of cellobiase. The enzyme kinetics experiments showed better results for the production of cellulases in a medium containing wheat bran. The work demonstrates the potential for biotechnological application of fungi and stimulate further research with cellulases.

Os micro-organismos que habitam o trato digestivo dos ruminantes têm uma profunda influência no desenvolvimento e funcionamento do animal hospedeiro. O rúmen abriga comunidades microbianas complexas dominadas por bactérias que participam de um processo eficiente de degradação dos materiais que compõem a parede celular vegetal. Por esta razão, o microbioma do rúmen representa uma fonte inexplorada de enzimas hidrolíticas com potencial aplicação na produção de combustíveis a partir da biomassa lignocelulósica. Nós usamos a plataforma Ion Torrent (PGM) para acessar o microbioma do rúmen de quatro animais da raça Santa Inês submetidos a uma dieta base. A fim de descrever a estrutura da comunidade microbiana no rúmen de ovinos e explorar o seu potencial como uma fonte de genes de degradação da biomassa, usamos a abordagem de sequenciamento do gene RNA ribossomal 16S (rRNA), utilizando Ion Tags, e a abordagem de sequenciamento metagenômico shotgun (DNA total), respectivamente. Além disso, medimos parâmetros químicos do ambiente do rúmen, relacionados a cada animal, incluindo pH, Degradabilidade da Matéria Orgânica (OMD), Produção total de Gás (GP) e Emissões de Metano (CH4), a fim de buscar correlações entre estas variáveis químicas e os grupos bacterianos. Em termos de estrutura da comunidade microbiana (bacteriana), encontramos Bacteroidetes como o filo dominante, seguido por Firmicutes, Proteobacteria e Actinobacteria. Alguns táxons foram correlacionados com os parâmetros químicos, como as famílias Corynebacteriaceae e Streptococcaceae, que foram positivamente correlacionadas com OMD; e a família Streptomycetaceae, negativamente correlacionada com GP e CH4. Algumas glicosil hidrolases conhecidas foram identificadas, como Endo-1,4-beta-glucanases, Beta-D-glicosídioglicohidrolases e outras foram designadas como putativas. Estas descobertas mostram interações ecológicas entre os grupos microbianos e funções importantes do rúmen, assim como o potencial do rúmen de ovinos para a descoberta de novas enzimas celulolíticas. / The microorganisms inhabiting the digestive tracts of ruminants have a profound influence on the host animal development and functioning. The rumen harbors complex microbial communities dominated by bacteria, which participate in an efficient process to digest plant cell wall materials. For this reason, the rumen microbiome represents an untapped source of hydrolytic enzymes with potential application for fuel production from lignocellulosic biomass. We used the Ion Torrent (PGM) platform to access the rumen microbiome of four animals of Santa Inês breed under a base diet. In order to describe the structure of the microbial community in the sheep rumen and explore its potential as a source of biomass-degrading genes, we used 16S ribosomal RNA (rRNA) Ion Tags sequencing approach and shotgun metagenomic sequencing (total DNA) approach, respectively. Furthermore, we measured rumen chemical environmental parameters related to each animal, including pH, Organic Matter Degradability (OMD), Total Gas Production (GP) and Methane emissions (CH4) in order to search for correlations between these chemical variables and bacterial groups. In terms of microbial (bacterial) community structure, we found Bacteroidetes as the dominant phylum in sheep rumen microbiome, followed by Proteobacteria, Firmicutes and Actinobacteria. Some taxa were correlated with the environmental parameters, like the Corynebacteriaceae and Streptococcaceae families, which was positively correlated with OMD, and the Streptomycetaceae family, negatively correlated with GP and CH4. Some known glycoside hydrolases were identified, such as Endo-1,4-betaglucanases, Beta-D-glucoside glucohydrolases and others were designated as putative ones. These findings show ecological interactions among microbial groups and important rumen functions, as well as the potential of the sheep rumen for the discovery of new cellulolytic enzymes.

Com o objetivo de se caracterizar o processo de recombinação somática em Trichoderma pseudokoningii foram feitos cruzamentos via anastomose de hifas entre duas linhagens contrastantes para quatro marcadores de auxotrofia, coloração dos conídios e marcadores de RAPD. Foram feitos quatro cruzamentos, sendo analisados um total de 1052 colônias obtidas a partir de suspensões de conídios provenientes das colônias heterocarióticas. Sessenta e oito colônias recombinantes foram analisadas quanto às marcas de auxotrofia em quatro gerações de crescimento, sendo observado que 58 mantiveram o fenótipo recombinante, enquanto que as colônias restantes reverteram para um dos parentais. A maioria das colônias recombinantes se mostrou instável. Entretanto, após 4 gerações de crescimento estas colônias se tornaram estáveis para as marcas de auxotrofia avaliadas. As colônias recombinantes instáveis apresentaram bordas de crescimento irregular, esporulação esparsa e a freqüente formação de setores. Estas colônias recombinantes foram analisadas quanto aos marcadores RAPD, tendo mostrado grande similaridade, em relação ao perfil de bandas apresentado, com a maioria dos primers analisados. Somente com um primer foi possível visualizar a presença de uma banda polimórfica entre os recombinantes e a presença de bandas nos parentais não existentes em alguns recombinantes. Cinco colônias recombinantes foram analisadas quanto ao perfil de bandas cromossomais (PFGE), tendo sido observado que 2 colônias apresentaram padrões cromossomais igual a um dos parentais e 3 colônias apresentaram padrões recombinantes. Nos estudos citológicos verificou-se a formação de conídios uninucleados na conidiogênese, e a presença de conídios verdes maduros multinucleados, devido a prováveis divisões nucleares durante o processo de maturação dos conídios. Observou-se durante a formação dos heterocários a ocorrência de anastomoses e a passagem de núcleos, tendo sido observado a presença de núcleos com várias conformações, sugerindo um movimento ativo dos mesmos. Os resultados acima sugerem a ocorrência de mecanismos de recombinação no heterocário (recombinação somática), diferentes daqueles descritos para o ciclo parassexual ou parameiose, sendo proposto a ocorrência da degradação, no heterocário, dos núcleos de um dos parentais envolvidos nos cruzamentos (parental não prevalente) e a incorporação de segmentos destes em núcleos íntegros do parental prevalente. Se estes eventos realmente estiverem ocorrendo, sugere-se que estes sejam devido a possíveis reações limitadas de incompatibilidade vegetativa, ocasionando processos de lise e morte celular em algumas regiões do micélio heterocariótico. / To understand the somatic recombination process in Trichoderma pseudokoningii, auxotrophic complementary mutant strains were used to produce 4 heterokaryons. These strains were contrasting for four auxotrophic markers, conidia colors and for some RAPD markers. It was analyzed a total of 1052 colonies obtained from conidial suspensions of the heterokaryotic colonies. Stability of auxotrophic markers was evaluated in 68 recombinant colonies after four growing generations. In this analysis, 58 colonies kept the recombinant phenotype, while 10 reverted to one parental strain. Most of the recombinant colonies were initially unstable, but after at least 4 growing generations these recombinants became stable for auxotrophic markers. The unstable recombinant colonies showed irregular growing borders, sparse sporulation and frequent sector formation. The recombinant colonies were analyzed by RAPD technique. These colonies showed high similarity for the most of used primers. However, one primer showed a polymorphic band and some recombinants missing bands observed in parental strains. Chromosomal band profile of 5 recombinants and two parental strains were analyzed by Pulsed Field Gel Electrophoresis technique (PFGE). Two recombinants showed parental profiles and 3 showed recombinant profiles, respectively. In cytological studies of the conidiogenesis was observed the formation of only uninucleated conidia. However, presence of multinucleated mature green conidia was evident, probably due to nuclear divisions in course of maturing process of the conidia. During the process of heterokaryotic mycelium formation was possible to observe the occurrence of anastomosis that showed nuclear transfer. The presence of nuclei in several conformations was observed at the different regions of the heterokaryon, suggesting an active movement. The results presented in this study suggest the occurrence of recombination mechanisms in the heterokayon (somatic recombination), different from those described in classic parasexual cycle or parameiosis. Thus, it was proposed that may occur during this recombinant process the degradation of nuclei from one parental (non-prevalent parental) in the heterokaryon, and that the resulting chromosomal fragments may be incorporated into whole nuclei of the another parental (prevalent parental). If this natural transformation is occurring during this recombination process could be suggested that this event is due to a limited incompatible vegetative reactions, generating cellular lyses and death in some regions of the heterokaryotic mycelium.

Os micro-organismos que habitam o trato digestivo dos ruminantes têm uma profunda influência no desenvolvimento e funcionamento do animal hospedeiro. O rúmen abriga comunidades microbianas complexas dominadas por bactérias que participam de um processo eficiente de degradação dos materiais que compõem a parede celular vegetal. Por esta razão, o microbioma do rúmen representa uma fonte inexplorada de enzimas hidrolíticas com potencial aplicação na produção de combustíveis a partir da biomassa lignocelulósica. Nós usamos a plataforma Ion Torrent (PGM) para acessar o microbioma do rúmen de quatro animais da raça Santa Inês submetidos a uma dieta base. A fim de descrever a estrutura da comunidade microbiana no rúmen de ovinos e explorar o seu potencial como uma fonte de genes de degradação da biomassa, usamos a abordagem de sequenciamento do gene RNA ribossomal 16S (rRNA), utilizando Ion Tags, e a abordagem de sequenciamento metagenômico shotgun (DNA total), respectivamente. Além disso, medimos parâmetros químicos do ambiente do rúmen, relacionados a cada animal, incluindo pH, Degradabilidade da Matéria Orgânica (OMD), Produção total de Gás (GP) e Emissões de Metano (CH4), a fim de buscar correlações entre estas variáveis químicas e os grupos bacterianos. Em termos de estrutura da comunidade microbiana (bacteriana), encontramos Bacteroidetes como o filo dominante, seguido por Firmicutes, Proteobacteria e Actinobacteria. Alguns táxons foram correlacionados com os parâmetros químicos, como as famílias Corynebacteriaceae e Streptococcaceae, que foram positivamente correlacionadas com OMD; e a família Streptomycetaceae, negativamente correlacionada com GP e CH4. Algumas glicosil hidrolases conhecidas foram identificadas, como Endo-1,4-beta-glucanases, Beta-D-glicosídioglicohidrolases e outras foram designadas como putativas. Estas descobertas mostram interações ecológicas entre os grupos microbianos e funções importantes do rúmen, assim como o potencial do rúmen de ovinos para a descoberta de novas enzimas celulolíticas. / The microorganisms inhabiting the digestive tracts of ruminants have a profound influence on the host animal development and functioning. The rumen harbors complex microbial communities dominated by bacteria, which participate in an efficient process to digest plant cell wall materials. For this reason, the rumen microbiome represents an untapped source of hydrolytic enzymes with potential application for fuel production from lignocellulosic biomass. We used the Ion Torrent (PGM) platform to access the rumen microbiome of four animals of Santa Inês breed under a base diet. In order to describe the structure of the microbial community in the sheep rumen and explore its potential as a source of biomass-degrading genes, we used 16S ribosomal RNA (rRNA) Ion Tags sequencing approach and shotgun metagenomic sequencing (total DNA) approach, respectively. Furthermore, we measured rumen chemical environmental parameters related to each animal, including pH, Organic Matter Degradability (OMD), Total Gas Production (GP) and Methane emissions (CH4) in order to search for correlations between these chemical variables and bacterial groups. In terms of microbial (bacterial) community structure, we found Bacteroidetes as the dominant phylum in sheep rumen microbiome, followed by Proteobacteria, Firmicutes and Actinobacteria. Some taxa were correlated with the environmental parameters, like the Corynebacteriaceae and Streptococcaceae families, which was positively correlated with OMD, and the Streptomycetaceae family, negatively correlated with GP and CH4. Some known glycoside hydrolases were identified, such as Endo-1,4-betaglucanases, Beta-D-glucoside glucohydrolases and others were designated as putative ones. These findings show ecological interactions among microbial groups and important rumen functions, as well as the potential of the sheep rumen for the discovery of new cellulolytic enzymes.