Os microrganismos são responsáveis por diversos processos biológicos essenciais ao ambiente, sendo estes intimamente relacionados com as taxas de decomposição da matéria orgânica e com a persistência da fertilidade nos solos. Apesar da importância e grande diversidade, a identificação de táxons envolvidos em processos específicos está geralmente restrita a uma pequena fração da microbiota que pode ser isolada e cultivada. Sendo assim, pouco se sabe sobre os microrganismos que atuam no ciclo do carbono no solo, como, aqueles que participam da oxidação do metano (CH4), por exemplo. Estes, chamados metanotróficos exercem papel importante no controle da emissão desse gás de efeito estufa para a atmosfera podendo servir como um filtro de metano e mitigar suas emissões. A Terra Preta Antropogênica (TPA) é um importante ecossistema na região amazônica e contém fragmentos cerâmicos e frações orgânicas, como o carvão (biocarvão), que foram incorporados em períodos pré-colombianos. Isso resultou em solos sustentáveis com elevada fertilidade, apresentando cerca de três vezes mais matéria orgânica, setenta vezes mais biocarvão e diversidade microbiana maior quando comparados com os solos adjacentes. Com o presente trabalho, objetivou-se avaliar o efeito do enriquecimento atmosférico com metano sobre a abundância da comunidade bacteriana total e de metanotróficas nos solos de Terra Preta da Amazônia sob floresta e cultivo (TPA Floresta e TPA Cultivada) e seus respectivos solos adjacentes (ADJ Floresta e ADJ Cultivado), coletados Estação Experimental do Caldeirão (Iranduba, AM). Para tanto, foi realizado um experimento de microcosmo no qual os solos foram incubados com atmosfera contendo 10% de metano e meio de cultura NMS (do inglês, Nitrate mineral salts), utilizado para crescimento de metanotróficas, a fim de avaliar a resposta dessas comunidades ao longo de 21 dias. A variação da concentração de metano na atmosfera dos frascos foi monitorada através de cromatografia gasosa e o DNA do solo recuperado nos tempos de coleta durante o experimento foi extraído para utilização na técnica de PCR quantitativo (qPCR), a qual possibilitou a quantificar o número de cópias dos genes 16S rRNA Bacteria e pmoA nas amostras. O solo de Terra Preta da Amazônia se mostrou um potencial dreno de CH4 atmosférico Comparando as respostas dos solos com floresta (TPA Floresta e ADJ Floresta) e cultivados (TPA Cultivada e ADJ Cultivado), notou-se uma menor variação da abundância da comunidade metanotrófica presente nestes últimos, o que indica que alteração do uso do solo afeta a capacidade do mesmo em retirar metano da atmosfera. Os solos Adjacentes apresentaram resposta diferente dos solos de TPA, indicando que a história de formação, ocupação e uso do solo também influenciam na capacidade do solo em drenar o metano da atmosfera. / Microorganisms are responsible for several biological processes essential to the environment, which are closely related to the rates of decomposition of organic matter and with the persistence of fertility in soils. Despite the importance and high diversity, identification of taxa involved in specific processes is usually restricted to a small fraction of the microbiota that can be isolated and cultivated. Thus, little is known about the microorganisms that act on the carbon cycle in the soil, such as those participating in the oxidation of methane (CH4), for example. These, known as methanotrophs play an important role in controlling the emission of greenhouse gas into the atmosphere and may serve as a methane filter and mitigate their emissions. Amazonian Dark Earth (ADE) is an important ecosystem in the Amazonian region and contains ceramic fragments and organic amendments, such as charcoal (biochar), which were incorporated in Pre-Columbian periods. This resulted in sustainable soils with high fertility, presenting about three times more organic matter, seventy times more biochar and higher microbial diversity when compared to adjacent soils. The present work aimed to evaluate the effect of atmospheric methane enrichment on the abundance of the bacterial and methanotrophic community in ADE soils under forest and cultivation (ADE Forest and ADE Cultivated) and their respective adjacent soils (ADJ Forest and ADJ Cultivated), sampled at Caldeirão Experimental Station (Iranduba, AM). For this purpose, a microcosm experiment was performed in which the soils were incubated under an atmosphere containing 10% of methane and NMS (Nitrate mineral salts) culture medium used for methanotrophic growth in order to evaluate the response of these communities over 21 days. The variation of methane concentrations in the atmosphere of the vials was measured by gas chromatography and the soil DNA recovered in the collection time during the experiment was extracted for use in the technique of quantitative PCR (qPCR), which made it possible to quantify the number of copies of 16S rRNA Bacteria and pmoA on samples. The Amazonian Dark Earth soil showed a potential sink for atmospheric CH4. Comparing atmospheric responses of forest soils (ADE Forest and ADJ Forest) and cultivated soils (ADE Cultivated and ADJ Cultivated), noted a minor variation in the abundance of methatroph community in these last, indicating that land use change affects the ability of it to sink the methane atmosphere. Adjacent soils had different responses of ADE soils, indicating that the history formation, occupation and land use also influence the capacity of the soil to drain methane from the atmosphere.

O trabalho intitulado Na direção das periferias extremas da Amazônia: arqueologia na bacia do rio Jiparaná-RO tem como objetivo debater tópicos específicos da arqueologia no estado de Rondônia, as evidências cerâmicas e a Terra Preta Arqueológica. Isto para podermos ter uma melhor compreensão da ocupação do Sítio Encontro, objeto de estudo desta dissertação. O sítio litocerâmico Encontro (RO-MA-05) localiza-se na direção das áreas periféricas do sudoeste amazônico. Situado no município de Ministro Andreazza, está inserido na serrania da Providência, adjacente a planície de inundação do rio Jiparaná, Rondônia. Trata-se de um assentamento pequeno, considerando os padrões amazônicos que até o momento atesta a mais antiga manifestação de terra preta arqueológica associada a vestígios cerâmicos na Amazônia. Buscando trazer dados antes pouco debatidos (principalmente a produção do arqueólogo Eurico Miller) é que propomos a retomada dos estudos na região, com auxilio de informações e dados somente agora disponíveis e que podem remeter a área do sudoeste amazônico como importante ponto de averiguação de questões que abarcam as primeiras expansões dos grupos Tupi e as origens da agricultura / This dissertation, On the direction of the Amazonian southwest periphery: archaeology in the Jiparaná basin, Rondonia, has as aim objective discuss some aspects found in the archeology of Rondonia State: pottery production and the Archaeological dark earth. Made this, we can have a better comprehension of the occupation of the Encontro archaeological site, object of study in our research. The Encontro site has evidence of litic and pottery sherds, and is located in the direction of the Amazonian southwest periphery, in Ministro Andreazza city, Rondonia State. Comparing to other samples of Amazonian archeological sites, this is a small place, but has the oldest evidence of archeological dark earth associated with ceramic known until now in Amazon. In pursuit of take again in the discussion the data available for the area(until now not too much discussed, mainly the papers of the archeologist Eurico Miller) is that we propose bring back the study of this region, aided by data just now available that refer the Amazonian southwest as an important point of discussion on questions that involve the firsts Tupi expansions and the origins of agriculture

Esta dissertação descreve as atividades realizadas durante duas etapas de escavações em 2006 e 2007 nos sítios Lago do Iranduba e Laguinho, ambos localizados no município de Iranduba (AM), e apresenta os resultados e conclusões oriundas desta pesquisa. Buscou-se, desde a primeira intervenção, compreender os padrões de uso, ocupação e abandono dos sítios, além de estabelecer uma cronologia baseada em datações relativas e absolutas. As pesquisas realizadas pelo PAC (Projeto Amazônia Central) em sítios na região sugerem um ápice demográfico da ocupação humana pré-colonial na Amazônia central durante o fim do primeiro milênio DC. Confirmar esse clímax ocupacional nos sítios Lago do Iranduba e Laguinho é o principal objetivo desta pesquisa. Para testar esta hipótese, investigamos as informações contidas no material cerâmico, sobretudo diagnosticando-o em relação às fases já estabelecidas para a região. Interpretamos também as feições e montículos como correlatos materiais destas ocupações humanas. Sugerimos nesta dissertação um método de classificação das feições baseada em seu conteúdo, morfologia e volume, que gerou uma tipologia; e calculamos o volume dos grandes montículos do sítio Laguinho para discorrer sobre sua monumentalidade e criar quadros hipotéticos sobre o esforço humano envolvido em sua construção. Nesta pesquisa identificamos duas ocupações humanas no sítio Lago do Iranduba, relacionadas às fases cerâmicas Paredão e Guarita. No sítio Laguinho foram identificadas três ocupações distintas, relacionadas à cerâmica das fases Açutuba, Paredão e Guarita. Através das datações absolutas e relativas e da interpretação do registro arqueológico confirmamos a hipótese do apogeu demográfico, ocorrido no fim do primeiro milênio na Amazônia central, por grupos fabricantes da cerâmica Paredão. Ocupação humana responsável pelas principais modificações da paisagem, representadas na construção dos grandes montículos e da maior parte das feições no sítio Laguinho. / This dissertation describes the two excavation seasons in 2006 and 2007, in Lago do Iranduba and Laguinho sites, both in Iranduba city, estate of Amazonas - Brazil; and presents the results and conclusions of this research. Since the first archaeological intervention, we have been trying to comprehend the patterns of use, occupation and abandon of the sites and to establish a chronology based on relative and absolute dates. The research developed by PAC (Central Amazon Project) in the region sites suggests a demographical apex in the pre-colonial occupations in central Amazon during the end of the first millennium AD. To confirm this climax in the occupations in Laguinho and Lago do Iranduba sites is the main goal of this research. To test this hypothesis, we investigate the data enclosed in the ceramics to diagnose it in accordance with the ceramic phases already established to the area. The features and the mounds were also considered correlated materials of these human occupations. We suggest in this dissertation a classification method for features that rely on its content, morphology and volume, and create a typology; we also calculate the volume of the larger mounds of Laguinho site to discuss its monumentality and develop simulations about human effort involved on its construction. In this research we identified two occupations in Lago do Iranduba site, related to Paredão and Guarita phases. In Laguinho site three different occupations were identified, related to Açutuba, Paredão and Guarita phases. Through the absolute and relative dates and the interpretation of the archaeological record we confirm the hypothesis of demographic apogee occurring in the en of the first millennium in central Amazon, by groups that manufactured the ceramics classified as Paredão phase. The same human occupation is responsible for the major changes in the landscape, represented on the building of the large mounds and most of the features.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:27:24Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2011-03-29Bitstream added on 2014-06-13T18:31:32Z : No. of bitstreams: 1 furlan_b_me_rcla.pdf: 3556255 bytes, checksum: b8dadd1a50eb8caa4d6eb51e31dc8f1e (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O gênero Burkholderia compreende um grupo de bactérias muito diversificado, ocupando vários nichos ecológicos e possui espécies que causam doenças, mas outras espécies apresentam habilidades importantes para os ramos da agricultura, biotecnologia e do ambiente, como a biodegradação. Essas bactérias são morfologicamente semelhantes e o gênero está dividido em dezessete genomovars, onde espécies semelhantes geneticamente são agrupadas, formando o Complexo Burkholderia cepacia (CBC). Por meio de estudos moleculares do gene 16S rRNA e do gene recA foi possível fazer a classificação adequada em espécies dos 450 isolados obtidos da Terra Preta Antropogênica (TPA) e adjacentes, em quatro sítios (TPA Caldeirão Cultivado; TPA Caldeirão Capoeira; TPA Hatahara e TPA Mina-I), foram obtidos 177 isolados do gênero Burkholderia. Desses isolados, pela análise do gene 16S rRNA foi possível classificar 157 isolados ao nível de espécie e pela análise do gene recA somente 105 isolados foram classificados neste mesmo nível. Esses isolados foram utilizados no teste de biodegradação dos hidrocarbonetos. Os hidrocarbonetos poliaromáticos (HPAs) são compostos orgânicos resultantes da combustão incompleta da matéria orgânica e dos derivados de petróleo, são pouco solúveis em água e muito tóxicos para as células, por isso, não são metabolizados por muitos micro-organismos e acabam contaminando e inviabilizando os ambientes. Nos testes de biodegradação os substratos utilizados foram o naftaleno, o fenantreno e o diesel, juntamente com o indicador redox 2,6- diclorofenol-indofenol (DCPIP), que sofre descoloração (de azul para incolor) quando as células utilizam os substratos como fonte de carbono para o crescimento celular, gerando elétrons que vão reduzir o indicador. Pela análise do teste, 19 isolados degradaram o naftaleno, 16 degradaram... / The genus Burkholderia comprises a very diverse group of bacteria occupying various ecological niches and has species that cause disease, but other species have important skills to the branches of agriculture, biotechnology and the environment, as biodegradation. These bacteria are morphologically similar genus and is divided into seventeen genomovars, where genetically similar species are grouped together, forming the Burkholderia cepacia complex (BCC). Through molecular studies of 16S rRNA and recA gene was possible to make the appropriate classification of species in 450 isolates of Terra Preta Antropogênica (TPA) and adjacent at four sites (TPA Caldeirão Cultivado; TPA Caldeirão Capoeira; TPA Hatahara e TPA Mina-I) were obtained 177 isolates of the genus Burkholderia. These isolates by 16S rRNA gene analysis was possible to classify 157 isolates to species level and the recA gene analysis only 105 isolates were classified in the same level. These isolates were used to test the biodegradation of hydrocarbons. Polyaromatic hydrocarbons (PAHs) are organic compounds resulting from incomplete combustion of organic matter and petroleum derivatives, are not very soluble in water and very toxic to cells, therefore, are not metabolized by many microorganisms to contaminate and render environments. In biodegradation tests the substrates used were naphthalene, phenanthrene and the diesel, along with the redox indicator 2,6- dichlorophenol-indophenol (DCPIP), who suffers discoloration (blue to colorless) when cells use the substrates as a source of carbon for cell growth, generating electrons that will reduce the indicator. By analysis of the test, 19 isolates degraded naphthalene, phenanthrene degraded the 16 and 126 degraded diesel, generating a total of 132 isolates of the genus Burkholderia that have the ability to degrade at least... (Complete abstract click eletronic access below)

Esta dissertação descreve as atividades realizadas durante duas etapas de escavações em 2006 e 2007 nos sítios Lago do Iranduba e Laguinho, ambos localizados no município de Iranduba (AM), e apresenta os resultados e conclusões oriundas desta pesquisa. Buscou-se, desde a primeira intervenção, compreender os padrões de uso, ocupação e abandono dos sítios, além de estabelecer uma cronologia baseada em datações relativas e absolutas. As pesquisas realizadas pelo PAC (Projeto Amazônia Central) em sítios na região sugerem um ápice demográfico da ocupação humana pré-colonial na Amazônia central durante o fim do primeiro milênio DC. Confirmar esse clímax ocupacional nos sítios Lago do Iranduba e Laguinho é o principal objetivo desta pesquisa. Para testar esta hipótese, investigamos as informações contidas no material cerâmico, sobretudo diagnosticando-o em relação às fases já estabelecidas para a região. Interpretamos também as feições e montículos como correlatos materiais destas ocupações humanas. Sugerimos nesta dissertação um método de classificação das feições baseada em seu conteúdo, morfologia e volume, que gerou uma tipologia; e calculamos o volume dos grandes montículos do sítio Laguinho para discorrer sobre sua monumentalidade e criar quadros hipotéticos sobre o esforço humano envolvido em sua construção. Nesta pesquisa identificamos duas ocupações humanas no sítio Lago do Iranduba, relacionadas às fases cerâmicas Paredão e Guarita. No sítio Laguinho foram identificadas três ocupações distintas, relacionadas à cerâmica das fases Açutuba, Paredão e Guarita. Através das datações absolutas e relativas e da interpretação do registro arqueológico confirmamos a hipótese do apogeu demográfico, ocorrido no fim do primeiro milênio na Amazônia central, por grupos fabricantes da cerâmica Paredão. Ocupação humana responsável pelas principais modificações da paisagem, representadas na construção dos grandes montículos e da maior parte das feições no sítio Laguinho. / This dissertation describes the two excavation seasons in 2006 and 2007, in Lago do Iranduba and Laguinho sites, both in Iranduba city, estate of Amazonas - Brazil; and presents the results and conclusions of this research. Since the first archaeological intervention, we have been trying to comprehend the patterns of use, occupation and abandon of the sites and to establish a chronology based on relative and absolute dates. The research developed by PAC (Central Amazon Project) in the region sites suggests a demographical apex in the pre-colonial occupations in central Amazon during the end of the first millennium AD. To confirm this climax in the occupations in Laguinho and Lago do Iranduba sites is the main goal of this research. To test this hypothesis, we investigate the data enclosed in the ceramics to diagnose it in accordance with the ceramic phases already established to the area. The features and the mounds were also considered correlated materials of these human occupations. We suggest in this dissertation a classification method for features that rely on its content, morphology and volume, and create a typology; we also calculate the volume of the larger mounds of Laguinho site to discuss its monumentality and develop simulations about human effort involved on its construction. In this research we identified two occupations in Lago do Iranduba site, related to Paredão and Guarita phases. In Laguinho site three different occupations were identified, related to Açutuba, Paredão and Guarita phases. Through the absolute and relative dates and the interpretation of the archaeological record we confirm the hypothesis of demographic apogee occurring in the en of the first millennium in central Amazon, by groups that manufactured the ceramics classified as Paredão phase. The same human occupation is responsible for the major changes in the landscape, represented on the building of the large mounds and most of the features.

A Terra Preta Antropogênica (TPA) tem essa denominação porque é encontrada em sítios arqueológicos, onde viveram grupos pré-históricos e é considerada um dos solos mais férteis do mundo. Nela é encontrada grande quantidade de material deixado por grupos indígenas como fragmentos cerâmicos, artefatos líticos, e especialmente carvão pirogênico. Estudos realizados com o carvão pirogênico verificaram que ele aumenta a capacidade de trocas catiônicas nesses solos. Por meio de microscopia de fluorencência, foi observada a presença de microrganismos habitando esse carvão, no entanto, não se sabe quais seriam. Devido à falta de informações sobre a diversidade bacteriana nessas estruturas, este trabalho estudou a diversidade bacteriana em amostras de carvão pirogênico de solos TPA coletadas nos sítios Lagoa Balbina (Amazônia Central- Amazonas) e Mina I (Amazônia Oriental - Pará), através de técnicas moleculares independentes de cultivo. O estudo visou também comparar essa diversidade com a encontrada no solo de onde carvão foi isolado. As estruturas de carvão foram separadas fisicamente dos solos e seu DNA genômico total extraído e usado como molde em reação de PCR utilizando oligonucleotídeos do gene 16S rRNA para o Domínio Bacteria. O produto da PCR foi clonado em vetor e os clones foram sequenciados e comparados com o banco de dados de 16S rRNA do RDPX. Com a construção das bibliotecas de clones do gene 16S rRNA a partir das amostras de carvão pirogênico observou-se que existe maior número de bactérias desconhecidas no carvão pirogênico do que no solo onde ele foi isolado. Acidobacteria foi o filo predominante nas bibliotecas de carvão pirogênico das duas localidades de estudo, assim como na biblioteca do solo do sítio Mina I. Já na biblioteca do solo do sítio Lagoa Balbina houve predominância do filo Firmicutes. Por meio do método de rarefação foi possível constatar uma menor riqueza de UTOs nas comunidades bacterianas presentes nas estruturas de carvão pirogênico quando comparado à riqueza de UTOs das comunidades bacterianas cujo habitat é o solo. Mas quando se compara a riqueza de UTOs entre as estruturas de carvão isoladas das duas localidades, observa-se que a riqueza é maior no sítio Mina I. Os valores obtidos com os índices de diversidade revelaram menor diversidade de UTOs nas bibliotecas obtidas para o carvão pirogênico das duas regiões estudadas se comparado dos valores para as bibliotecas obtidas do solo da mesma região. Os valores obtidos com os métodos não paramétricos revelaram maior riqueza de UTOs para as bibliotecas do carvão do sítio Mina I e solo TPA do sítio Balbina. A análise da PCA revelou que as bibliotecas do sítio Balbina mostraram-se altamente similares. Em adição, a análise com S-Libshuff, verificou que todas as bibliotecas comparadas são significativamente diferentes quanto à composição das comunidades bacterianas. O carvão pirogênico não é uma estrutura inerte, pois é capaz de ser habitado por diferentes bactérias e a sua estrutura da comunidade bacteriana é diferente daquela de onde ele foi segregado / Anthropogenic Dark Earth (ADE) has this denomination because it is found at archeological sites, where prehistoric groups lived, and it is considered one of the most fertile soils of the world. In this soil a great amount of material left by indigenous groups was found as ceramic fragments, lithic workmanships, and especially pyrogenic black carbon. Studies accomplished with the pyrogenic black carbon verified that it increases the capacity of cationic changes in soils. Through fluorescence microscopy, the presence of microorganisms was observed inhabiting that black carbon, however, this community is still unknown,due to the lack of information about the bacterial diversity in those structures.This work studied the bacterial diversity in samples of pyrogenic black carbon of ADE soils, collected at the sites Lagoa Balbina (Central Amazon) and Mina I (Oriental Amazon), through molecular techniques independent of cultivation. The study also sought to compare that diversity with the one of the soil where black carbon was isolated. The structures of black carbon were separate physically from the soils and total genomic DNA was extracted and used as template in a PCR reaction, using primers of the 16S rRNA gene for the Bacteria Domain. The PCR product was used for construction of clone libraries and the clones were sequenced and compared with the 16S rRNA of RDPX database. The 16S rRNA gene clone libraries from the samples of pyrogenic black carbon, it shown that is a larger number of unknown bacteria in the black carbon than in the soil where it was isolated. Acidobacteria was the predominant phylum in the pyrogenic black carbon libraries from the both studied places, as well as in the soil library from Mina I site. However in the library Lagoa Balbina site there was predominance of the phylum Firmicutes. Through the rarefaction method it was possible to verify a smaller richness of OTUs in the bacterial communities presents in the pyrogenic black carbon structures when compared to the OTUs richness of the bacterial soil communities.But, when the OTUs richness is compared among the isolated structures of pyrogenic black carbon of the two places, it is observed that the richness is higher in the Mina I site. The values from diversity indexes revealed smaller diversity of OTUs in the pyrogenic black carbon libraries when compared with the soil libraries for the two studied areas. The obtained values with the nonparametric methods revealed larger OTUs richness in the black carbon library of Mina I site and in the ADE soil library of the Balbina site. The PCA analysis showed that the libraries of the site Balbina site were highly similar. In addition, the analysis with S-Libshuff verified that all of the compared libraries were significantly different in bacterial communities composition. The pyrogenic black carbon is not an inert structure, once it is capable of being inhabited by different bacteria, and its bacterial community structure is different from that one where is was segregated

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.

A Terra Preta Antropogênica (TPA) é considerada um dos solos mais férteis do mundo e recebe essa denominação por ser originada da ação antrópica, provavelmente de populações pré-colombianas que viveram nestes sítios arqueológicos. O crescente aumento por agricultura sustentável torna a utilização de bactérias produtoras de antibióticos uma alternativa de controle para doenças de plantas. Pirrolnitrina (PRN) é um antibiótico que tem ampla atividade antimicrobiana produzida por várias estirpes de Burkholderia e Pseudomonas que foram isoladas de diferentes solos. Entretanto, não se tem conhecimento de isolados bacterianos de TPA que produzem PRN, assim com, sobre a ecologia e freqüência do gene para este antibiótico. A PRN é codificada por um operon composto por 4 genes sendo o gene prnD responsável por catalisar a oxidação que forma a pirrolnitrina. Neste trabalho, foi estudado o gene prnD através de métodos dependente e independente de cultivo. Foram utilizados isolados bacterianos para detectar o gene prnD através de PCR convencional e a identificação feita pelo seqüenciamento. As bactérias com amplificação positiva tiveram suas sequências do gene analisadas no programa MOTHUR o qual reuniu as em 10 grupos. Um representante de cada grupo foi empregado no teste de antagonismo contra o fitopatógeno Fusarium oxysporum. Amostras de solo de TPA e seus solos adjacentes foram coletados de dois sítios: Caldeirão Capoeira (floresta secundária por mais de 20 anos) e Cultivado (cultivado com mandioca por pelo menos 30 anos). Os DNAs totais das amostras de solo extraído foram usados como molde nas reações de PCR quantitativo em tempo real para verificar a abundância do gene prnD nas amostras de solo. Em amostras de solo também foi quantificado o gene 16S rRNA. No estudo dependente de cultivo, do total de 219 isolados (175 Burkholderia e 44 Pseudomonas), 60 isolados do gênero Burkholderia e 3 de Pseudomonas exibiram amplificação positiva. A análise filogenética do gene prnD mostrou que a maioria das seqüências obtidas deste estudo não agruparam com as seqüências do banco de dados do GenBank indicando que há diversidade do gene prnD nos isolados de solos amazônicos e que podem ser distintos dos descritos anteriormente. O teste de antagonismo demonstrou que isolados com potencial genético para produção de pirrolnitrina também são bioativos contra Fusarium oxysporum, apresentando forte atividade antimicrobiana. No estudo independente de cultivo, no sítio Caldeirão Cultivado, solo de TPA apresentou maior número de cópias do gene prnD e do gene 16S rRNA em relação ao solo ADJ. No sítio Caldeirão Capoeira, o solo adjacente apresentou maior quantidade do gene prnD (1,74x105 cópias/g solo) que o solo de TPA (2,48x104 cópias/ g de solo), no entanto, na TPA as bactérias totais foram mais abundante. Estes resultados evidenciam que a metodologia de PCR quantitativo em tempo real desenvolvida foi altamente sensível e específica permitindo a detecção de diferenças sensíveis e significativas entre os solos na quantificação do gene prnD. A abundância do gene prnD correlacionou significativamente com parâmetros químicos do solo tais como pH, fósforo, cálcio, magnésio e micronutrientes / Anthropogenic Dark Earth (ADE) is considered one of the world\'s most fertile soils and receives this name because it originated from human action, probably by pre-Columbian populations who lived in these archaeological sites. Because of the common trend in agriculture towards sustainability antibiotic-producing bacteria is an alternative for biocontrol to plant diseases. Pyrrolnitrin (PRN) is a broad-spectrum antibiotic produced by various strains of Burkholderia and Pseudomonas that have been isolated from different soils. However, little is known about PRN-producing bacteria screened from ADE, even as the ecology and frequency of pyrrolnitrin gene. PNR is encoded by an operon comprised by four genes and prnD gene is responsible for catalyze the oxidation to form pyrrolnitrin. In this work, we studied the gene prnD through culture dependent and independent methods. Conventional PCR were established to detect prnD gene in bacterial isolates screened in ADE and their adjacent soils (ADJ) and identification were done by sequencing. Based on the results generated by MOTHUR prnD sequences from isolates were grouped into 10 groups. A representative of each group was used in the test of antagonism against the plant pathogen Fusarium oxysporum. Soil samples of ADE and its adjacent soils were collected from two sites: Caldeirão Capoeira (secondary forest for over 20 years) and Caldeirão Cultivado (cultivated with cassava for at least 30 years). The total DNA extracted from soil samples was used as template in quantitative PCR reactions to determine the abundance of prnD gene. In soil samples was also quantified the 16S rRNA. In the study culture-dependent, in a total of 219 isolates (175 Burkholderia and 44 Pseudomonas), 60 isolates of Burkholderia and 3 Pseudomonas exhibited positive amplification for prnD gene. Phylogenetic analysis of prnD gene showed that most of the sequences obtained in this study grouped distinctly from sequences of the GenBank database. It indicates that there is diversity in prnD gene of isolates from amazonian soils and they may differ from those previous described. The antagonism test showed that isolates with genetic potential for production of pyrrolnitrin are also bioactive against Fusarium oxysporum, exhibiting strong antimicrobial activity. In culture-independent study, the site Caldeirão Cultivado, ADE soil showed higher copies number of prnD gene and 16S rRNA gene than in ADJ soil. At the site Caldeirão Capoeira, surrounding soil had a higher amount of prnD gene (1.74 x105 copies / g soil) than ADE soil (2.48 x104 copies / g soil), however, in ADE total bacteria was more abundant. These results show that the real-time PCR assay developed in this study was highly sensitive and specific enabling the detection of sensitive and significant differences between soils in the quantification of prnD gene. Soil variables such as pH, phosphorus, calcium, magnesium and micronutrients significantly correlated with abundance of prnD gene

A Terra Preta Antropogênica (TPA) ocorre somente em sítios arqueológicos na região amazônica. Estes solos de origem antrópica foram enriquecidos em nutrientes, provavelmente pelo manejo de restos orgânicos e do fogo pelas populações pré-colombianas. Em TPA, a presença de material orgânico estável e a grande atividade biológica indicam que este tipo de solo pode ser um local de alta diversidade microbiana, constituindo numa fonte de germoplasma microbiano. Contudo, atualmente não se tem conhecimento da biologia e, sobretudo da estrutura e diversidade das comunidades microbianas deste solo. O conhecimento sobre a diversidade microbiana trará compreensão das funções exercidas pelas comunidades microbianas no solo e o conhecimento das suas interações com outros componentes da biodiversidade, além de benefícios econômicos e estratégicos, como a descoberta de microrganismos potencialmente exploráveis nos processos biotecnológicos. Metabólitos secundários, como antibióticos e toxinas microbianas, podem ser considerados como produtos naturais de importância ecológica. Muitos metabólitos secundários produzidos por fungos e bactérias desenvolvem atividades multifuncionais através da via não-ribossomal, pelas enzimas peptídeo sintetase e policetídeo sintase, que são enzimas multidomínio e podem estar envolvidas na produção de sideróforos e antibióticos. Este estudo teve como objetivo a busca por peptídeos não-ribossômicos produzidos por bactérias isoladas de TPA e suas caracterizações bioquímica e molecular. Através de cultivo, 150 isolados foram selecionados de TPA para análise taxonômica por amplificação e seqüenciamento do gene 16S rRNA, após análise de restrição por enzima de restrição para se conhecer o polimorfismo genético dos isolados. De acordo com o seqüenciamento pôde-se agrupar esses isolados em 17 grupos. Os resultados indicaram a presença dos gêneros Pseudomonas, Bacillus, Arthrobacter, Janthinobacterium, Staphylococcus e Massili. Metabólitos extracelulares foram extraídos dos cultivos bacterianos, usando acetato de etila e clorofórmio, seguidos pela concentração dos extratos, para determinação da capacidade antimicrobiana e a produção de sideróforo foi avaliada usando-se cromoazurol S (CAS). Os resultados mostraram que treze dos 17 isolados apresentaram genes NRPS ou PKS, ou para ambos os genes, associados à produção de peptídeos não-ribossômicos. De todos os isolados estudados, 97% apresentaram produção de sideróforos e algumas espécies dos gêneros Bacillus, Pseudomonas, Arthrobacter e Janthinobacterium mostraram positivas em inibir o crescimento de cinco bactérias testes. A produção de sideróforos do tipo hidroxamato foi positiva para 8 isolados e 7 isolados para o tipo catecol, sendo que 2 isolados não apresentaram reação. Os resultados obtidos em espectrometria de massas Q-TOF indicaram a presença do antibiótico fenazina para o isolado Pseudomonas putida BCM 20, considerado de importância no controle biológico de diversas bactérias patogênicas. / The Anthropogenic Dark Earth (ADE) occurs mainly in archeological sites in the Amazon region. These soils from anthropic origin were enriched with nutrients, probably by the management of organic residues and fire produced by pre-Colombian populations. In ADE, the presence of stable organic matter and high biological activity indicate that this type of soil can be a site of a highly microbial diversity, appointing as a source of microbial germplasm. However, at the present time there is little knowledge about its biology, and especially the structure and diversity of the microbial communities from these soils. The knowledge about microbial diversity will promote a better understanding of the function promoted by the soil microbial community and the knowledge of its interaction with components from biodiversity, likewise the economical and strategic benefits, as for example the discovery of potential microorganisms for exploring biotechnological processes. Secondary metabolites, like antibiotics and microbial toxins, may be considered as natural products of ecological importance. Many of the secondary metabolites produced by fungi and bacteria develop multifunctional activities via non-ribosomal for peptide enzymes and polypeptide synthesis, that are multi-domain enzymes and can be involved in the production of siderophore and antibiotics. This study had the objective of searching for non-ribosomal peptides produced by bacteria isolated from ADE and its biochemical and molecular characterization. Through cultivation in selective media, 150 strains were isolated from ADE for taxonomic analysis by amplification and sequencing of the 16S rRNA gene, after the restriction analysis by restriction enzyme for knowing the genetic strains polymorphism. From the sequencing, it was possible to select these strains in 17 groups, with predominant genera - Pseudomonas, Bacillus, Arthrobacter, Janthinobacterium, Staphylococcus and Massili. Extracellular metabolites were extracted from the cultivated bacteria, using ethylacetate and chloroform, followed by detection of antimicrobial metabolites from bacterial supernatants. Siderophore production was evaluated using ChromoBlue S (CAS). The results from the strains representing the 17 groups showed that at least thirteen strains presented NRPS or PKS gene, or for both genes, associated to the production of non-ribosomal peptides. From all the studied strains, it was found that 97% presented the production of siderophore and that several species from the genera Bacillus, Pseudomonas, Arthrobacter and Janthinobacterium proved to be positive on bacterial growth inhibition. The production of hydroxamate-type siderophore was positive to eight strains and seven strains for the cathecol type, and two strains did not present any reaction. The results obtained from the Q-TOF mass spectrometry confirmed the production of 6-hydroxyphenazine-1-carboxylic acid from the isolated identified as Pseudomonas putida BCM 20. This compound belongs to a fully studied group of antibiotics for biological control against several pathogenic bacteria.

A Terra Preta Antropogênica (TPA) é considerada um dos solos mais férteis do mundo e recebe essa denominação por ser originada da ação antrópica, provavelmente de populações pré-colombianas que viveram nestes sítios arqueológicos. O crescente aumento por agricultura sustentável torna a utilização de bactérias produtoras de antibióticos uma alternativa de controle para doenças de plantas. Pirrolnitrina (PRN) é um antibiótico que tem ampla atividade antimicrobiana produzida por várias estirpes de Burkholderia e Pseudomonas que foram isoladas de diferentes solos. Entretanto, não se tem conhecimento de isolados bacterianos de TPA que produzem PRN, assim com, sobre a ecologia e freqüência do gene para este antibiótico. A PRN é codificada por um operon composto por 4 genes sendo o gene prnD responsável por catalisar a oxidação que forma a pirrolnitrina. Neste trabalho, foi estudado o gene prnD através de métodos dependente e independente de cultivo. Foram utilizados isolados bacterianos para detectar o gene prnD através de PCR convencional e a identificação feita pelo seqüenciamento. As bactérias com amplificação positiva tiveram suas sequências do gene analisadas no programa MOTHUR o qual reuniu as em 10 grupos. Um representante de cada grupo foi empregado no teste de antagonismo contra o fitopatógeno Fusarium oxysporum. Amostras de solo de TPA e seus solos adjacentes foram coletados de dois sítios: Caldeirão Capoeira (floresta secundária por mais de 20 anos) e Cultivado (cultivado com mandioca por pelo menos 30 anos). Os DNAs totais das amostras de solo extraído foram usados como molde nas reações de PCR quantitativo em tempo real para verificar a abundância do gene prnD nas amostras de solo. Em amostras de solo também foi quantificado o gene 16S rRNA. No estudo dependente de cultivo, do total de 219 isolados (175 Burkholderia e 44 Pseudomonas), 60 isolados do gênero Burkholderia e 3 de Pseudomonas exibiram amplificação positiva. A análise filogenética do gene prnD mostrou que a maioria das seqüências obtidas deste estudo não agruparam com as seqüências do banco de dados do GenBank indicando que há diversidade do gene prnD nos isolados de solos amazônicos e que podem ser distintos dos descritos anteriormente. O teste de antagonismo demonstrou que isolados com potencial genético para produção de pirrolnitrina também são bioativos contra Fusarium oxysporum, apresentando forte atividade antimicrobiana. No estudo independente de cultivo, no sítio Caldeirão Cultivado, solo de TPA apresentou maior número de cópias do gene prnD e do gene 16S rRNA em relação ao solo ADJ. No sítio Caldeirão Capoeira, o solo adjacente apresentou maior quantidade do gene prnD (1,74x105 cópias/g solo) que o solo de TPA (2,48x104 cópias/ g de solo), no entanto, na TPA as bactérias totais foram mais abundante. Estes resultados evidenciam que a metodologia de PCR quantitativo em tempo real desenvolvida foi altamente sensível e específica permitindo a detecção de diferenças sensíveis e significativas entre os solos na quantificação do gene prnD. A abundância do gene prnD correlacionou significativamente com parâmetros químicos do solo tais como pH, fósforo, cálcio, magnésio e micronutrientes / Anthropogenic Dark Earth (ADE) is considered one of the world\'s most fertile soils and receives this name because it originated from human action, probably by pre-Columbian populations who lived in these archaeological sites. Because of the common trend in agriculture towards sustainability antibiotic-producing bacteria is an alternative for biocontrol to plant diseases. Pyrrolnitrin (PRN) is a broad-spectrum antibiotic produced by various strains of Burkholderia and Pseudomonas that have been isolated from different soils. However, little is known about PRN-producing bacteria screened from ADE, even as the ecology and frequency of pyrrolnitrin gene. PNR is encoded by an operon comprised by four genes and prnD gene is responsible for catalyze the oxidation to form pyrrolnitrin. In this work, we studied the gene prnD through culture dependent and independent methods. Conventional PCR were established to detect prnD gene in bacterial isolates screened in ADE and their adjacent soils (ADJ) and identification were done by sequencing. Based on the results generated by MOTHUR prnD sequences from isolates were grouped into 10 groups. A representative of each group was used in the test of antagonism against the plant pathogen Fusarium oxysporum. Soil samples of ADE and its adjacent soils were collected from two sites: Caldeirão Capoeira (secondary forest for over 20 years) and Caldeirão Cultivado (cultivated with cassava for at least 30 years). The total DNA extracted from soil samples was used as template in quantitative PCR reactions to determine the abundance of prnD gene. In soil samples was also quantified the 16S rRNA. In the study culture-dependent, in a total of 219 isolates (175 Burkholderia and 44 Pseudomonas), 60 isolates of Burkholderia and 3 Pseudomonas exhibited positive amplification for prnD gene. Phylogenetic analysis of prnD gene showed that most of the sequences obtained in this study grouped distinctly from sequences of the GenBank database. It indicates that there is diversity in prnD gene of isolates from amazonian soils and they may differ from those previous described. The antagonism test showed that isolates with genetic potential for production of pyrrolnitrin are also bioactive against Fusarium oxysporum, exhibiting strong antimicrobial activity. In culture-independent study, the site Caldeirão Cultivado, ADE soil showed higher copies number of prnD gene and 16S rRNA gene than in ADJ soil. At the site Caldeirão Capoeira, surrounding soil had a higher amount of prnD gene (1.74 x105 copies / g soil) than ADE soil (2.48 x104 copies / g soil), however, in ADE total bacteria was more abundant. These results show that the real-time PCR assay developed in this study was highly sensitive and specific enabling the detection of sensitive and significant differences between soils in the quantification of prnD gene. Soil variables such as pH, phosphorus, calcium, magnesium and micronutrients significantly correlated with abundance of prnD gene