Na presente pesquisa, utilizou-se a técnica molecular de Eletroforese em Gel de Gradiente Desnaturante (DGGE) e microscopia óptica (contraste de fase e fluorescência) para caracterizar a comunidade procarionte estabelecida em quatro biometanizadores de 50 L e em três biometanizadores de 5 L, cujo substrato principal foi a fração orgânica dos resíduos sólidos urbanos (FORSU) acrescida de serragem (12% nos biometanizadores de 50 L e 20% nos de 5 L) e lodo de esgoto (9% e 18% nos biometanizadores de 50 L; 40% e 60% nos de 5L). Pela análise do perfil das bandas de DGGE, verificou-se uma alteração na estrutura da comunidade de bactérias presentes no chorume dos biometanizadores de 50 L entre 60 e 120 dias de operação, período caracterizado pelo acúmulo de ácidos graxos voláteis, consumo crescente de alcalinidade, queda de pH e aumento da demanda química de oxigênio, resultando na baixa remoção de sólidos totais voláteis e na ausência de metano no biogás. Pela análise de microscopia de fluorescência, não foram detectadas metanogênicas em nenhuma das amostras de chorume dos biometanizadores de 50 L, sendo que as principais morfologias e formas de agrupamento visualizadas foram: bacilo, diplobacilos, vibrião, espirilo, diplococos e cocos em cadeia. Os biometanizadores de 5 L, por serem inoculados com maiores proporções de lodo de esgoto do que os biometanizadores de 50 L, apresentaram um processo mais equilibrado. Um dos tratamentos de 5 L (ETE 2) obteve a maior similaridade para o domínio Archaea entre o digestato e o respectivo inóculo, demonstrando a adaptação das arqueas exógenas ao substrato principal (FORSU), sendo esse o único tratamento para o qual detectou-se metano no biogás. Os resultados sugeriram que monitorar a comunidade microbiana que se desenvolve e atua no processo de biometanização pode trazer maior sensibilidade e especificidade na detecção e confirmação de instabilidades do sistema, garantindo intervenções somente quando necessário. / This dissertation addresses the use of the molecular technique of Denaturing Gradient Gel Electrophoresis (DGGE) and light microscopy (phase contrast and fluorescence) for the characterization of the prokaryotic community established in four 50 L reactors and in three 5 L reactors whose main substrate was the organic fraction of municipal solid wastes (OFMSW) plus sawdust (12% in 50 L reactors and 20% in 5 L reactors) and sewage sludge (9% and 18% in 50 L reactors; 40% and 60% in 5 L reactors). The analysis of the profile of DGGE bands revealed a change in the structure of the bacterial community present in the slurry of 50 L reactors between 60 and 120 days of operation, a period characterized by the accumulation of volatile fatty acids, increasing consumption of alkalinity, decrease in pH and increase in the chemical oxygen demand, which resulted in a lower removal of volatile total solids and absence of methane in the biogas. The fluorescence microscopy analysis detected no methanogenics in the slurry samples from 50 L reactors and the main morphologies and grouping forms displayed were bacillus, diplobacilos, vibrio, spirillum, diplococci and coconuts in chain. The 5 L reactors, inoculated with higher proportions of sewage sludge than the 50 L reactors, showed a more balanced process. One of the treatments (ETE 2) displayed the highest similarity for the Archaea domain between the digestato and the respective inoculum, which demonstrates the adaptation of the exogenous archaea to the main substrate (OFMSW). It was the only treatment in which methane was detected in the biogas. The results suggest the monitoring of the microbial community that develops and acts in the biomethanization process can provide higher sensitivity and specificity for the detection and confirmation of instability of the system and ensure interventions only when necessary.

VIANA, Quézia Maia. Diversidade microbiológica e rendimento da produção fermentativa de hidrogênio a partir de glicerol. 2013. 107 f. Dissertação (Mestrado em ecologia e recursos naturais)- Universidade Federal do Ceará, Fortaleza-CE, 2013. / Submitted by Elineudson Ribeiro (elineudsonr@gmail.com) on 2016-05-24T19:20:33Z No. of bitstreams: 1 2013_dis_qmviana.pdf: 1588834 bytes, checksum: b3378dddb8b7d44e2521592537a3a74a (MD5) / Approved for entry into archive by José Jairo Viana de Sousa (jairo@ufc.br) on 2016-05-27T20:41:46Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_dis_qmviana.pdf: 1588834 bytes, checksum: b3378dddb8b7d44e2521592537a3a74a (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-27T20:41:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_dis_qmviana.pdf: 1588834 bytes, checksum: b3378dddb8b7d44e2521592537a3a74a (MD5) Previous issue date: 2013 / The growing demand for alternative energy makes hydrogen (H2) an interesting fuel because of its high concentration of energy per unit mass. Moreover, in the future, the glycerol derived from the biodiesel industry can become an environmental liability due to the increasing production of biodiesel. Therefore, the fermentative production of hydrogen from residual glycerol is an attractive alternative because it will be possible to generate clean energy from a waste. The issue on the optimization of biological production of H2 is the selection of microbial population with an adequate diversity that improves the hydrogen yields. Techniques for pre-treatment of the inoculum select specific microorganisms to produce H2 and enrich the community with H2-producing bacteria. Therefore, these controlled environmental disturbs are widely used. Based on the above, this study aimed to: (i) select a microbiota with high potential for the production of H2 and analyse its diversity, (ii) evaluate the impact of pre-treatments on microbial diversity and hydrogen yield, (iii) evaluate the relationship between microbial diversity and hydrogen yield. Different inocula were tested at different pre-treatments (heat shock, acid shock and chloroform addition). The results show that the microbial diversity is directly related to hydrogen yield. Likewise, the impact of the pre-treatment depends on the type of inoculum. However, the highest diversity and yield were achieved with sludge withdrawn from a municipal wastewater treatment plant without any pre-treatment. In general, the pre-treatments resulted in different diversity index, which shows that the degree of disturb may not only affect the methanogenic microorganism, but also the remaining in the inoculum. The pre-treatments became redundant because only the imposed high organic load and the absence of buffer promoted reduction of pH to the optimum range for H2 production, inhibiting the methanogenic activity and improving the hydrogen yield. / A crescente demanda por energias alternativas torna o hidrogênio (H2) interessante por possuir alta concentração de energia por unidade de massa. Aliado a isso, futuramente, o glicerol, subproduto da geração de biodiesel, passará de resíduo a passivo ambiental, devido à crescente produção de biodiesel.Unindo as duas perspectivas, a produção fermentativa de hidrogênio a partir de glicerol residual é uma alternativa atraente, pois pode-se é gerar energia limpa a partir de um resíduo. A grande questão que envolve a otimização da produção biológica de H2 é a seleção de inóculos com diversidade microbiana que maximize os rendimentos. Técnicas de pré-tratamento do inóculo selecionam microrganismos específicos para a produção de H2 e enriquecem a comunidade com bactérias produtoras de H2. Por isso, esses distúrbios controlados no ambiente são utilizados amplamente.Com base no que foi exposto, este trabalho teve como objetivos: (i) selecionar uma microbiota com potencial elevado de produção de H2 e analisar sua diversidade; (ii) avaliar o impacto dos pré-tratamentos sobre a diversidade microbiana e o rendimento da produção de H2 (ƞH2); (iii) e relacionar diversidade microbiana com ƞH2(na Ecologia este termo é conhecido como produtividade). Foram testados diferentes inóculos submetidos a diferentes pré-tratamentos (choque de calor, choque ácido e adição de clorofórmio). Pelos resultados, pode-se concluir que a diversidade microbiana tem relação direta com a produtividade em H2. Da mesma forma,o impacto do pré-tratamento sobre a microbiota depende do tipo de inóculo. No entanto, as maiores diversidade e produtividade foram alcançadas com lodo proveniente da estação de tratamento de esgoto doméstico sem pré-tratamento. Os pré-tratamentos resultaram em diferentes índices de diversidade, o que mostra que o grau do distúrbio, pode não só afetar os microrganismos metanogênicos, mas também os demais presentes. Concluiu-se que a aplicação de pré-tratamentos se tornou redundante, pois apenas a aplicação de carga orgânica elevada e ausência de solução tampão promovem redução do pH para a faixa ideal das produtoras de H2, inibindo a atividade metanogênica.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Ecologia, 2017. / Submitted by Raquel Almeida (raquel.df13@gmail.com) on 2017-10-30T19:40:48Z No. of bitstreams: 1 2017_SamiaGomesdaSilva.pdf: 3774452 bytes, checksum: dd2921461b8038b5b3cde478996423d8 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2018-02-07T19:18:53Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2017_SamiaGomesdaSilva.pdf: 3774452 bytes, checksum: dd2921461b8038b5b3cde478996423d8 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-02-07T19:18:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017_SamiaGomesdaSilva.pdf: 3774452 bytes, checksum: dd2921461b8038b5b3cde478996423d8 (MD5) Previous issue date: 2018-02-07 / O Cerrado abriga uma grande diversidade vegetal, mas pouco se sabe sobre a sua influência na microbiota do solo e como esta interação pode agir sobre os processos ecossistêmicos. O objetivo deste trabalho foi investigar a influência de espécies de lenhosas sobre a estrutura da comunidade de fungos micorrízicos arbusculares (FMAs) e sobre a atividade microbiológica do solo em diferentes estações do ano em uma parcela de cerrado sentido restrito na Reserva Ecológica do IBGE, Distrito Federal. Foram escolhidas dez espécies lenhosas: Qualea grandiflora, Qualea multiflora, Dalbergia miscolobium, Pterodon pubescens, Tachigali vulgaris, Roupala montana, Caryocar brasiliense, Ouratea hexasperma, Blepharocalyx salicifolius e Myrsine guianensis; sendo amostrados dez indivíduos de cada uma, utilizando-se a área de sua copa como parâmetro para a determinação de sua zona de influência no solo. A serapilheira total acumulada e a concentração de macro e micronutrientes medidos nas folhas sob variou entre as espécies vegetais. As folhas da espécie alvo apresentaram menor contribuição do que as folhas de outras espécies vegetais para a composição do estoque de nutrientes nas zonas de influência. As concentrações de nutrientes no solo variam nas amostras sob cada espécie vegetal, em função das estações do ano. Os valores de C da biomassa microbiana e de atividade da enzima β-glicosidase diferiram sob a influência de espécie vegetais distintas. A atividade da enzima fosfatase ácida diferiu entre as estações com valores mais elevados na estação seca. As estruturas das comunidades de FMAs avaliadas a partir dos perfis DGGE indicaram uma diferenciação das comunidades entre as estações e, notadamente, entre as espécies vegetais em cada estação. Os resultados obtidos demonstram que as relações entre a vegetação e a microbiota no Cerrado são influenciadas pelos padrões sazonais da precipitação e que a identidade das espécies vegetais é preponderante na estruturação das comunidades de FMAs. / The Cerrado is home to a great plant diversity. However, we do not know much about its influence on the microbiota of the soil and how such an interaction can affect the ecological processes. The main objective of the present study was to investigate the influence of woody species on the structure of the community of arbuscular mychorrizal fungi (AMF) and on the microbiological activity of the soil in different seasons of the year in an area of Cerrado sensu stricto in the Ecological Reserve of the IBGE, Distrito Federal, Brazil. Ten woody species were chosen: Qualea grandiflora, Qualea multiflora, Dalbergia miscolobium, Plerotodon pubescens, Tachigali vulgaris, Roupala Montana, Caryocar brasiliense, Ouratea hexasperma, Blepharocalyx salicifolius and Myrsine guianensis. For each specie, ten trees were selected and their crown area was used as a parameter to determine their influence zone on the soil. The total standing litter and the concentration of macro and micronutrients measured in the leaves under the different tree individuals showed variation considering the vegetal species. The leaves of the target species contribute less to the composition of the stock of nutrients under its influence zone than the leaves of other plant species. The concentration of nutrients in soil samples collected under the canopy varied between seasons. The C of the microbial biomass and the activity of β-glucosidase enzyme were significantly different in samples collected under different plant species. The activity of acid phosphatase was higher in the dry season. The analysis of the structures of the communities of AMF, assessed based on DGGE profiles, revealed a seasonal differentiation as well as between the plant species in each season. The results showed that the relations between the vegetation and soil microbiota in the Cerrado are influenced by the seasonal pattern of rainfall. Moreover, the identity of the plant species also is a relevant factor determining the structuring of the AMF communities.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Biologia Microbiana, 2016. / Submitted by Albânia Cézar de Melo (albania@bce.unb.br) on 2016-04-26T12:39:21Z No. of bitstreams: 1 2016_RafaellaSilveiraSousa.pdf: 2788761 bytes, checksum: 8b38afc8167c87aa341be9a9d56591bb (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2016-04-26T18:02:00Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_RafaellaSilveiraSousa.pdf: 2788761 bytes, checksum: 8b38afc8167c87aa341be9a9d56591bb (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-26T18:02:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_RafaellaSilveiraSousa.pdf: 2788761 bytes, checksum: 8b38afc8167c87aa341be9a9d56591bb (MD5) / Lagoas naturais rasas e oligotróficas do Cerrado abrigam elevada biodiversidade. No entanto, ainda não existem estudos sobre as comunidades microbianas presentes no sedimento desses ambientes aquáticos. O objetivo deste estudo foi caracterizar a diversidade dos domínios Bacteria e Archaea presentes no sedimento de duas lagoas naturais do Cerrado (Lagoa Bonita na Estação de Águas Emendadas - Planaltina/DF e Lagoa Cabocla no Campo de Instrução de Formosa - Formosa/GO). Água e sedimento (0-5 cm) foram coletados em diferentes estações (transição chuva-seca, seca, transição seca-chuva e chuva) entre maio de 2014 e março de 2015. As características físicas e químicas das amostras de água e sedimento foram avaliadas. O perfil das comunidades bacterianas foi analisado usando PCR/DGGE e a riqueza e diversidade de grupos do domínio Bacteria e Archaea por meio de pirosequenciamento do gene 16S rRNA. A água nas duas lagoas apresentou pH levemente ácido, baixa condutividade elétrica, concentrações de oxigênio dissolvido menores que 7,19 mg/L e temperatura entre 21 e 28ºC. O sedimento apresentou pH ácido, altos teores de matéria orgânica, baixa saturação por bases e elevada acidez potencial. As análises da estrutura da comunidade bacteriana avaliada (Dice/UPGMA) a partir dos perfis de géis DGGE indicaram alta similaridade entre as comunidades das duas lagoas com maior diferenciação em relação às estações. A partir da análise de sequências do gene 16S rRNA, foram identificados o total de 45 filos bacterianos e um grupo de bactérias não classificadas na hierarquia taxonômica inferior. Seis filos (Proteobacteria, Acidobacteria, Chloroflexi, Firmicutes, Planctomycetes e Nitrospirae) foram considerados abundantes, com frequência ≥ 1% em todas as estações, nas duas lagoas. Foram encontrados outros nove filos abundantes (Actinobacteria, Bacteroidetes, OP8, Chlamydiae, Chlorobi, Spirochaetae, TM6, Verrucomicrobia e WD272) e o grupo não classificado (unclassified Bacteria) em pelo menos uma estação nas duas lagoas. Foi observada ainda a presença de quatro filos bacterianos únicos (Caldiserica, KB1, e WS6 e Synergistetes) em menor abundância na Lagoa Bonita, enquanto na Lagoa Cabocla foi recuperado apenas um filo bacteriano único (BHI80-139). Quanto aos grupos pertencentes ao domínio Archaea, foram identificados três filos (Crenarchaeota, Euryarchaeota e Thaumarchaeota) e dois grupos de Archaea não classificadas (uncultured archaeon e unclassified Archaea). Apenas Euryarchaeota e Thaumarchaeota foram considerados abundantes nas duas lagoas e nos diferentes períodos. Relações dos filos de Bacteria e Archaea foram avaliadas em associação com as variáveis da água (temperatura, pH, condutividade elétrica, oxigênio dissolvido e profundidade da coluna d’água), bem como carbono e nitrogênio totais no sedimento, além da razão C:N. O pH da água, a condutividade elétrica e a profundidade foram as variáveis de maior importância relativa sobre a abundância da maioria dos filos testados. A riqueza de bactérias foi maior na Lagoa Cabocla, enquanto a riqueza e a diversidade de arqueias foram maiores na Lagoa Bonita. Nas duas lagoas, a sazonalidade influenciou a riqueza de arqueias e teve efeito sobre diversidade de bactérias, que foram maiores na estação seca em relação ao período de transição chuva-seca. A presença de microrganismos aeróbios e anaeróbios encontrados no sedimento destas lagoas pode ser um indicativo da ocorrência de interações entre o sedimento e corpo d’água gerando micro sítios heterogêneos para o estabelecimento de grupos com uma ecologia tão diferenciada. Os resultados deste estudo compreendem um conjunto de informações básicas e inéditas a respeito dos ambientes aquáticos prístinos no Cerrado contribuindo na ampliação dos conhecimentos sobre a diversidade e ecologia dos organismos que são importantes componentes das funções ecossistêmicas. Essa informação pode contribuir para a avaliação e planejamento de estratégias de conservação dos ecossistemas aquáticos no Cerrado. _______________________________________________________________________________________________ ABSTRACT / Natural shallow and oligotrophic lakes of Cerrado harbor high biodiversity. However, there are no studies about the microbial communities present in the sediment of these aquatic environments. The objective of this work was to characterize the diversity of the Bacteria and Archaea domains in the sediment of two natural lakes of Cerrado (Lagoa Bonita located in Estação de Águas Emendadas – Planaltina/DF and Lagoa Cabocla located in Campo de Instrução de Formosa – Formosa/GO). Water and sediment (0-5 cm) samples were collected from different seasons (transition rainy-dry, dry, transition dry-rainy and rainy season) between May 2014 and March 2015. Physical and chemical characteristics of water and sediment samples were evaluated. Bacterial communities profile was analyzed using PCR/DGGE and the richness and diversity of Bacteria and Archaea domains by pyrosequencing of the 16S rRNA gene. The water in the both lakes showed lightly acidic pH, low electrical conductivity, dissolved oxygen concentrations less than 7.19 mg/L and temperature between 21 and 28ºC. The sediment showed acid pH, high organic matter content, low base saturation and high potential acidity. The analysis of the structure of the evaluated bacterial community (Dice/UPGMA) from profiles of DGGE gels showed high similarity between the communities of the two lakes with greater differentiation in relation to the seasons. From the sequence analyses of 16S rRNA gene, were identified a total of 45 phyla and a group of bacteria not classified in the lower taxonomic hierarchy. Six phyla (Proteobacteria, Acidobacteria, Chloroflexi, Firmicutes, Planctomycetes and Nitrospirae) were considered abundant, with frequency ≥ 1% in all seasons, in the two lakes. Nine abundant phyla (Actinobacteria, Bacteroidetes, OP8, Chlamydiae, Chlorobi, Spirochaetae, TM6, Verrucomicrobia and WD272) and the bacterial group not classified (Unclassified Bacteria) were found in the two lakes at least in one season. We observed the presence of four single bacterial phyla (Caldiserica, KB1, e WS6 and Synergistetes) in lower abundance in the Lagoa Bonita, while in Lagoa Cabocla only one single bacterial phyla (BHI80-139) was recovered. Regarding the groups belonging to the Archaea domain, were identified three phyla (Crenarchaeota, Euryarchaeota and Thaumarchaeota) and two archaeal groups not classified (uncultured archaeon and Unclassified Archaea). Only Euryarchaeota and Thaumarchaeota were considered abundant in the two lakes and in different periods. Relationship of the Bacteria and Archaea phyla were evaluated in combination with water variables (temperature, pH, electrical conductivity, dissolved oxygen and depth of water column) as well as carbon and total nitrogen in the sediment, besides the C:N ratio. The water pH, the electrical conductivity and the depth were the variables of greater relative importance on the abundance of most phyla tested. The bacterial richness was greater in the Lagoa Cabocla, while the archaeal richness and diversity were greater in the Lagoa Bonita. In the two lakes, the seasonality influenced the archaeal richness and had effect on the diversity of Bacteria, which was higher in the dry season compared to transition rain-dry period. The presence of aerobic and anaerobic microorganisms found in the sediment of these lakes, may be indicative the occurrence of interactions between sediment and water body generating heterogeneous microsites for the establishment of groups with such a differentiated ecology. The results of this study include a set of basic and novel information about pristine aquatic environments in the Cerrado, contributing to the expansion of knowledge about the diversity and ecology of the organisms that are important components of ecosystem functions. This information can contribute to the evaluation and planning of conservation strategies for aquatic environments in the Cerrado.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:27:24Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2011-04-29Bitstream added on 2014-06-13T20:35:52Z : No. of bitstreams: 1 sousa_ps_me_rcla.pdf: 1485165 bytes, checksum: e9ca52a65116171ad1d3dcc0860839f6 (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Polybia ignobilis é uma vespa social que apresenta uma alimentação variável e inespecífica, consumindo outros insetos, pedaços de animais mortos, néctar, polpa de madeira e água. Dentro do ninho ocorre a trofalaxia, onde o alimento é distribuído entre os indivíduos da colônia através de secreção labial, podendo ocorrer entre adulto e larva ou apenas entre adultos, propiciando a dispersão de micro-organismos. A associação entre leveduras e insetos pode ser considerada transitória, onde os insetos podem atuar como vetores na dispersão desses micro-organismos sem benefício nutricional; por outro lado, também pode ser considerada como uma associação benéfica, onde o inseto utiliza as leveduras como complemento alimentar. O presente estudo teve como objetivos: caracterizar a comunidade de leveduras associadas à P. ignobilis; verificar se há relação entre a distribuição das leveduras nas diferentes castas da vespa e contribuir com a formação de um banco temático de leveduras isoladas de insetos sociais. Indivíduos do ninho de P. ignobilis e amostras de mel foram coletados no campus da UNESP - Rio Claro. O isolamento e identificação das estirpes foi feita de acordo com a metodologia clássica descrita em YARROW (1998). Foram isoladas 167 estirpes, sendo 59 do primeiro ninho e 108 do segundo. Após uma seleção baseada em análises morfológicas, bioquímicas e perfil de bandas de microsatélites (MSP-PCR) estirpes representativas de cada grupo, bem como as estirpes únicas foram identificadas pelo sequênciamento da região D1/D2 do rDNA 26S. Os resultados revelaram a prevalência no primeiro ninho dos gêneros Candida, Cryptococcus, Hanseniaspora e Rhodotorula, compreendendo 45% do total das estirpes, sendo as espécies mais freqüentes Candida azyma, Candida chrysomelidarum, Cryptococcus liquefaciens e Rhodotorula mucilaginosa. No segundo ninho, as espécies... / Polybia ignobilis is a social wasp that features a variable and unspecific alimentation, eats other insects, bits of dead animals, nectar, wood pulp and water. Inside the nest occurs trofalaxis, where food is distributed among individuals of the colony through labial secretion, it can occur between adult and larva or adults only, being vectors in the dispersion of microorganisms. The association between yeasts and insects can be considered temporary, where the insects serve as vectors in the dispersal of these micro-organisms without nutritional benefit; on the other hand, can also be regarded as a beneficial association, where the insect uses the yeasts as a food supplement. This present study aimed to characterize the yeast community associated with P. ignobilis; verify whether exists a relation between the distribution of yeasts in different varieties of wasp and contribute to the formation of a thematic database of yeasts isolated from social insects. Individuals from the nest of P. ignobilis and honey samples were collected on the campus of UNESP - Rio Claro. The isolation and identification of strains was made according to classical methodology described in YARROW (1998). We isolated 167 strains, 59 and 108 of the first and second nest. After a selection based on morphological, biochemical and microsatellite band profiles (MSP-PCR) representative strains of each group as well as unique strains were identified by sequencing the D1/D2 region of 26S rDNA. The results revealed the prevalence in the first nest of Candida, Cryptococcus, Hanseniaspora and Rhodotorula, comprising 45% of all strains, being the most frequent species Candida azyma, Candida chrysomelidarum, Cryptococcus liquefaciens and Rhodotorula mucilaginosa. In the second nest of the species that prevailed were Aureobasidium pullulans, Meyerozyma guillermondii. Some strains may constitute new... (Complete abstract click electronic access below)

Submitted by Mario BC (mario@bc.ufrpe.br) on 2018-07-04T14:37:21Z No. of bitstreams: 1 Laercio Vieira de Melo Wanderley Neves.pdf: 5555519 bytes, checksum: 76a602080d30bb540c83b01dfb0648db (MD5) / Made available in DSpace on 2018-07-04T14:37:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Laercio Vieira de Melo Wanderley Neves.pdf: 5555519 bytes, checksum: 76a602080d30bb540c83b01dfb0648db (MD5) Previous issue date: 2018-02-20 / The pedological studies in desertification nuclei are scarce mainly by addressing the pedogenesis and microbial diversity. The changes of mineralogical properties, microbial diversity of functional groups linked to N, P, Fe and carbon stock, of Planosols under different levels of degradation, are preponderant factors in the Planosols pedogenesis for defining their edaphic properties. The objectives of this work are to characterize the microbiology, the morphology, the physics, the chemistry , the mineralogy and the micromorphology of Plansols developed on acidic rocks, inserted in the region of the Cabrobó Desertification Nucleus. For that, one Planosol profile was selected in an area with vegetation and another selected in an area without vegetation (degraded area). The profiles were described morphologically. Deformed and undeformed samples were collected for the purpose of physical, chemical, mineralogical, micromorphological, petrographic analyzes, total analysis and selective extraction of iron and the carbon stocks. Also was evaluated the Microbial diversity and the Microbial abundance in its structures by independent cultivation techniques like: Soil Microbial Biomass (BMS), basal respiration, real-time Polymerase Chain Reaction (qPCR) and DGGE (Gel Electrophoresis with Denaturing Gradient ) of functional groups linked to P, N and Fe. The bioavailability of N and P was tested by the abundance of the genes (AOB) involved in the oxidation of ammonium and by the genes linked to alkaline phosphatase (phoD). The fixation of N was tested by nitrogenase activity in acetylene reduction (ARA). The results of the mineralogical and micromorphological analyzes show that the argilation is the main process involved in the formation of the B horizons by the alteration of the feldspars in the Planosols studied. The planosol described in the vegetated area was classified in the SIBCS as SXe1 and its secondary minerals are composed of alumina clays of the beidelite and kaolinite types, with alteration season: feldspar-K / biotite- Ilitabeidelite / kaolinite. While the planosol described in the area without vegetation was classified as SXe2 and has montmorillonite and kaolinite in the clay fraction. Among the main results obtained by the molecular techniques for total bacteria, between the horizons of the same profile and between the evaluated areas, was observed that the pedogenic horizons have different niches with differences in the structures and abundance of microbial communities. The results indicate that there was a possible selection of bacteria induced by depth and by the specific conditions of each horizon (physical and chemical attributes) including genes linked to alkaline phosphatase. Among the diazotrophic microorganisms of free life, diversity was detected in the structures and in the abundance of communities, including the presence of archaeas. The mean values of similarity indicated little separation of diazotrophic communities in SXe1 (area with vegetation) and a clear existence of two distinct communities in SXe2 (area without vegetation). This profile also presented a 50% reduction in the carbon stock in comparison to the SXe1. Nitrogen fixation was confirmed by the activity of the nitrogenase enzyme through the acetylene reduction test (ARA), which showed efficiency in all pedogenic horizons. In addition, the tests with genes related to ammonium oxidant bacteria (AOB) also confirmed the presence of organisms that act in the cycling and availability of nitrogen. / Os estudos pedológicos em núcleos de desertificação, principalmente abordando a pedogênese e diversidade microbiana, são escassos. As mudanças nas propriedades mineralógicas, na diversidade microbiana de grupos funcionais ligados ao N, P, Fe e no estoque do carbono em Planossolos com diferentes níveis de degradação são fatores preponderantes na pedogênese por definir suas propriedades edáficas. Sendo assim, os objetivos deste trabalho foram caracterizar microbiológica, morfológica, física, química, mineralógica e micromorfologicamente Planossolos desenvolvidos sobre rochas ácidas, inseridos na região do Núcleo de Desertificação Cabrobó. Para tanto, foi selecionado um perfil de Planossolo em área vegetada e outro em área sem vegetação (área degradada). Os perfis foram descritos morfologicamente e amostras deformadas e indeformadas foram coletadas para fins de análises físicas, químicas, mineralógicas, micromorfológicas, petrográficas, análise total, extração seletiva de ferro e os estoques de carbono. Também foi avaliada a diversidade microbiana em suas estruturas e abundância, por técnicas independentes de cultivo como: Biomassa Microbiana do Solo (BMS), respiração basal, a Reação em Cadeia da Polimerase em tempo real (qPCR) e DGGE (Eletroforese em Gel com Gradiente Desnaturante) de grupos funcionais ligados ao P, N e Fe. A biodisponibilidade de N e P foi testada pela abundância dos genes (AOB) envolvidos na oxidação do amônio, e pelos genes ligados a fosfatase alcalina (phoD). A fixação de N foi testada pela atividade da nitrogenase na redução do acetileno (ARA). Os resultados das análises mineralógicas e micromorfológicas mostraram que a argilação é o principal processo envolvido na formação dos horizontes B plânico por alteração dos feldspatos nos Planossolos estudados. O Planossolo descrito na área vegetada foi enquadrado no SiBCS como PLANOSSOLO HÁPLICO Eutrófico típico (SXe1), possui os minerais secundários compostos por argilas aluminosas do tipo beidelita e caulinita, com rota de alteração; feldspato-K/biotita- Ilita- beidelita/caulinita. Enquanto que o Planossolo descrito na área sem vegetação foi enquadrado como PLANOSSOLO HÁPLICO Eutrófico solódico lítico (SXe2) e possui montmorilonita e caulinita na fração argila. Os horizontes pedogenéticos comportam nichos distintos com diferenças nas estruturas e abundância de comunidades microbianas, entre os horizontes de um mesmo perfil e entre as áreas avaliadas. Uma possível seleção de bactérias ocorreu por indução da profundidade e pelas condições específicas de cada horizonte (atributos físicos e químicos), inclusive nos genes ligados a fosfatase alcalina. Entre os microorganismos diazotróficos de vida livre foi detectado diversidade nas estruturas e na abundância de comunidades inclusive com a presença de archaeas. Os valores médios de similaridade indicaram pouca separação de comunidades de diazotróficos no SXe1 – área vegetada e uma clara existência de duas comunidades distintas no SXe2 – área sem vegetação. Este perfil também apresentou 30% de redução no estoque de carbono em comparação ao SXe1 – área vegetada. A fixação de nitrogênio foi confirmada pela atividade da enzima nitrogenase através do teste de redução do acetileno (ARA) que mostrou eficiência para todos os horizontes pedogenéticos. Além disso, os testes com os genes lidados a bactérias amônio oxidantes (AOB) também confirmou a presença dos organismos que atuam na ciclagem e disponibilidade do nitrogênio.

Na presente pesquisa, utilizou-se a técnica molecular de Eletroforese em Gel de Gradiente Desnaturante (DGGE) e microscopia óptica (contraste de fase e fluorescência) para caracterizar a comunidade procarionte estabelecida em quatro biometanizadores de 50 L e em três biometanizadores de 5 L, cujo substrato principal foi a fração orgânica dos resíduos sólidos urbanos (FORSU) acrescida de serragem (12% nos biometanizadores de 50 L e 20% nos de 5 L) e lodo de esgoto (9% e 18% nos biometanizadores de 50 L; 40% e 60% nos de 5L). Pela análise do perfil das bandas de DGGE, verificou-se uma alteração na estrutura da comunidade de bactérias presentes no chorume dos biometanizadores de 50 L entre 60 e 120 dias de operação, período caracterizado pelo acúmulo de ácidos graxos voláteis, consumo crescente de alcalinidade, queda de pH e aumento da demanda química de oxigênio, resultando na baixa remoção de sólidos totais voláteis e na ausência de metano no biogás. Pela análise de microscopia de fluorescência, não foram detectadas metanogênicas em nenhuma das amostras de chorume dos biometanizadores de 50 L, sendo que as principais morfologias e formas de agrupamento visualizadas foram: bacilo, diplobacilos, vibrião, espirilo, diplococos e cocos em cadeia. Os biometanizadores de 5 L, por serem inoculados com maiores proporções de lodo de esgoto do que os biometanizadores de 50 L, apresentaram um processo mais equilibrado. Um dos tratamentos de 5 L (ETE 2) obteve a maior similaridade para o domínio Archaea entre o digestato e o respectivo inóculo, demonstrando a adaptação das arqueas exógenas ao substrato principal (FORSU), sendo esse o único tratamento para o qual detectou-se metano no biogás. Os resultados sugeriram que monitorar a comunidade microbiana que se desenvolve e atua no processo de biometanização pode trazer maior sensibilidade e especificidade na detecção e confirmação de instabilidades do sistema, garantindo intervenções somente quando necessário. / This dissertation addresses the use of the molecular technique of Denaturing Gradient Gel Electrophoresis (DGGE) and light microscopy (phase contrast and fluorescence) for the characterization of the prokaryotic community established in four 50 L reactors and in three 5 L reactors whose main substrate was the organic fraction of municipal solid wastes (OFMSW) plus sawdust (12% in 50 L reactors and 20% in 5 L reactors) and sewage sludge (9% and 18% in 50 L reactors; 40% and 60% in 5 L reactors). The analysis of the profile of DGGE bands revealed a change in the structure of the bacterial community present in the slurry of 50 L reactors between 60 and 120 days of operation, a period characterized by the accumulation of volatile fatty acids, increasing consumption of alkalinity, decrease in pH and increase in the chemical oxygen demand, which resulted in a lower removal of volatile total solids and absence of methane in the biogas. The fluorescence microscopy analysis detected no methanogenics in the slurry samples from 50 L reactors and the main morphologies and grouping forms displayed were bacillus, diplobacilos, vibrio, spirillum, diplococci and coconuts in chain. The 5 L reactors, inoculated with higher proportions of sewage sludge than the 50 L reactors, showed a more balanced process. One of the treatments (ETE 2) displayed the highest similarity for the Archaea domain between the digestato and the respective inoculum, which demonstrates the adaptation of the exogenous archaea to the main substrate (OFMSW). It was the only treatment in which methane was detected in the biogas. The results suggest the monitoring of the microbial community that develops and acts in the biomethanization process can provide higher sensitivity and specificity for the detection and confirmation of instability of the system and ensure interventions only when necessary.

O conhecimento das associações entre os microrganismos componentes da microbiota dos solos é de grande interesse no meio científico, principalmente relacionado aos microrganismos que se associam de forma benéfica com as plantas. Neste contexto, destaca-se a micorriza arbuscular, que é a associação entre os fungos micorrízicos arbusculares (FMAs) e uma amplitude de espécies vegetais. Além desta íntima interação entre estes organismos, torna-se necessário conhecer a importância dos demais componentes do sistema solo, como a microbiota formada por fungos e bactérias dos solos, para o estabelecimento desta interação. Os objetivos dos estudos componentes desta tese se concentraram na avaliação de FMAs (D. heterogama, R. clarus e Gi. rosea) inoculados em sistemas alterados quanto à composição das comunidades microbianas dos solos, promovidas pela metodologia de \'diluição para extinção\'. No primeiro estudo foram encontradas respostas diferenciais na capacidade de colonização micorrízica (%CM) de plantas de cana-de-açúcar pelos FMAs inoculados nos diferentes sistemas, além do efeito diferencial dos FMAs quanto às alterações nas comunidades de fungos e bactérias do solo. Num estudo mais detalhado, desenvolvido apenas com R. clarus em plantas de milho, foi verificado que a maiores diversidades microbianas do solo resultaram em maior colonização do hospedeiro, principalmente no período inicial de desenvolvimento das plantas. Neste experimento foi descrita a correlação direta da capacidade de colonização do FMA com a riqueza e a diversidade filogenética da microbiota dos solos. A descrição dos perfis metabólicos dos solos contendo diferentes comunidades microbianas revelou a capacidade diferencial destes solos em utilizar diferentes fontes de carbono, além de demonstrar um aumento no metabolismo (evidenciado pelo consumo total de fontes de carbono) devido à inoculação do FMA. Em conjunto, os dados obtidos nos dois estudos indicam que a micorrização das plantas depende da ação de outros microrganismos do sistema solo, que atuam como um terceiro fator nesta simbiose e que a microbiota do solo responde a inoculação de um organismo exógeno, primordialmente aumentando seu metabolismo. Deve-se, portanto, considerar que a degradação biológica dos solos, com perda de sua biodiversidade, pode ter papel determinante no funcionamento de interações específicas e benéficas às plantas. / Knowledge about the associations between microbial components of soil microbiota is of great interest in the scientific community, primarily related to microorganisms that are associated beneficially with plants. In this context, there is the arbuscular mycorrhiza, which is made of the association between mycorrhizal fungi (AMF) and a range of plant species. In this close interaction between these organisms, it is necessary to describe the importance of other components of the soil system, such as the microbiota formed by fungi and bacteria from the soil, to establish this interaction. The objectives of the studied that compose this thesis focused on the evaluation of AMF (D. heterogama, R. clarus and Gi. rosea) fitness, when inoculated in modified systems on the composition of the microbial communities in the soil, with alterations promoted by the \'dilution to extinction\' methodology. In the first study, differential responses were found in root colonization capacity (% CM) of sugarcane by AMF inoculated in different systems, and the differential effect of AMFs, changing the communities of fungi and bacteria of soil. In a more detailed study, designed only to R. clarus in corn plants, it was found that higher microbial diversity of soil resulted in higher colonization of the host, especially in the initial period of plant development. In this experiment it was described the direct correlation of AMF colonization capacity with richness and phylogenetic diversity of soil microbiota. The description of the metabolic profiles of soil containing various microbial communities revealed the differential ability of these soils utilize different carbon sources, in addition to demonstrating an increase in metabolism (as evidenced by the total consumption of carbon sources) due to inoculation of the AMF. Together, the data from the two studies indicate that colonization of plants by AMF depends on the action of other microorganisms soil system, which act as a third factor in this symbiosis, and that the soil microbes respond to inoculation of an exogenous organism, primarily increasing its metabolism. One should therefore consider that the biological degradation of the soil, with loss of biodiversity, may have crucial role in the functioning of specific and beneficial interactions to plants.

O uso de microrganismos como promotores de crescimento vegetal tem se apresentado como uma alternativa promissora, sobretudo para a ciclagem de nutrientes, especialmente o fósforo. Dessa forma, objetivou-se avaliar o papel da diversidade microbiana na disponibilização do fósforo, oriundo de fontes de diferente solubilidade, para as plantas de milho no ambiente rizosférico. A hipótese é que quanto mais diverso for o microbioma da rizosfera e do solo, maior será a disponibilidade de fósforo para as plantas e por conseguinte melhor o seu desenvolvimento. O experimento foi instalado em casa de vegetação utilizando a metodologia de diluição para extinção. Foram estabelecidos três fontes de fósforo (superfosfato triplo, fitato de cálcio e fosfato de Araxá) em um gradiente de diversidade microbiana, correspondentes às diluições 10-1, 10-3, 10-6 e 10-9. Adicionalmente foi mantido um tratamento controle sem adição de fósforo (P) e todas as análises compreendiam o ambiente solo e rizosfera. O papel da diversidade microbiana frente a disponibilidade de P foi acessado por meio de metodologias dependentes de cultivo (BIOLOG) e metodologias independente de cultivo (qPCR e PCR-DGGE). As plantas adubadas com fosfato de Araxá apresentaram menor teor de P foliar e os sintomas mais severos de deficiencia de P (raquitismo e arroxeamento), sobretudo nas maiores diluições (menor diversidade). O percentual de P-lábil em relação ao P-total foi bastante variável entre as diluições dentro de cada fonte e ambiente avaliado. Entretanto, o tratamento adubado com fosfato de Araxá apresentou menor proporção de P-lábil (18-55%). Em relação ao gene phoD, no ambiente rizosfera as comunidades menos diversas apresentaram maiores números de cópia nos tratamentos, indicando que a abundância deste gene pode ter sido enriquecida nos tratamentos menos diversos. A atividade enzimática (principalmente para a fosfatase em pH 6,5) diminuiu frente a redução da diversidade da comunidade microbiana. A abundância do gene phoD e a atividade da fosfatase em pH 6,5 se relacionaram apenas no ambiente rizosférico. A estrutura e organização da comunidade bacteriana (gene rrs) e solubilizadora de fósforo (phoD) diferiram entre as diluições (R>0,75; p<0,05). Em relação ao perfil de consumo de fontes de carbono, as fontes avaliadas apresentaram perfis distintos entre si. Foi possivel observar que as fontes de fósforo foram mais atuantes do que o gradiente de diversidade no processo de disponibilidade de P para as plantas. Isso pode estar relacionado à redundância funcional da microbiota. / The use of microorganisms as promoters of plant growth has been presented as a promising alternative, especially for the cycling of nutrients, especially phosphorus. The objective of this study was to evaluate the role of microbial diversity in the availability of phosphorus from sources of different solubility for maize plants in the rhizospheric environment. The hypothesis is that as more diverse the rhizosphere and soil microbiome, the greater will be the availability of phosphorus to the plants and therefore better their development. The experiment was installed in a greenhouse using the dilution methodology for extinction. Three sources of phosphorus (triple superphosphate, calcium phytate and Araxá phosphate) were established in a microbial diversity gradient, corresponding to the dilutions 10-1, 10-3, 10-6 and 10-9. In addition, a control treatment was maintained without addition of P and all analyzes comprised the soil and rhizosphere environment. The role of microbial diversity against P availability was accessed through culture - dependent methodologies (BIOLOG) and independent culture methodologies (qPCR and DGGE). Araxá phosphate fertilized plants had lower leaf P content and P deficiency symptoms (rickets and purplishness), especially in the higher dilutions (lower diversity). The percentage of P-labile in relation to the P-total was quite variable between the dilutions within each source and evaluated environment. However, the Araxá phosphate fertilizer treatment had a lower proportion of P-labile (18-55%). In relation to the phoD gene, in the environment rhizospherein the less diverse communities presented higher copy numbers in the treatments, indicating that the abundance of the gene may have been enriched in the less diverse treatments. Enzymatic activity (mainly for phosphatase at pH 6.5) decreased as the diversity of microbial community decreased. The abundance of the phoD gene and phosphatase activity at pH 6.5 were related only in the rhizosphere environment. The structure and organization of the bacterial community (16S rRNA) and phosphorus solubilizer (phoD) differed at the dilutions (R> 0.75; p <0.05). The consumption of carbon source was variable in relation to evaluated treatments. It was possible to observe that the phosphorus sources were more active than the diversity gradient in the P availability process for the plants. This may be related to the functional redundancy of the microbiota.

O sedimento marinho da Península Antártica representa uma área sensível a mudanças ambientais. No entanto, pouco se conhece sobre as comunidades microbianas que habitam esse ecossistema, incluindo a sua diversidade, distribuição e variações temporais. O objetivo foi determinar a estrutura das comunidades microbianas nos sedimentos marinhos da Baía do Almirantado, Ilha Rei George, Península Antártica. Sedimentos da Baía apresentam uma predominância dos Filos Proteobacteria, Firmicutes e Actinobacteria. Análise temporal revelou que comunidades microbianas em sedimentos próximos à estação Ferraz são mais estáveis quando comparadas aos sedimentos em áreas de menor atividade antrópica. No gradiente de profundidade foi observado que a estrutura de comunidade não mudou, indicando tolerância a variações de pressão hidrostática. Organismos heterotróficos dos gêneros Psychrobacter, Psychromonas e Loktanella foram os mais abundantes, sugerindo uma alta concentração de matéria orgânica disponível. O enriquecimento de culturas metanogênicas produziu até 1,70 mmol de CH4 após 120 dias de incubação. Este estudo sugere que as condições dos sedimentos favorecem organismos psicrofílicos de metabolismo heterotrófico. / Marine sediment of the Antarctic Peninsula is a susceptible area to environmental changes. However, little is known about the microbial communities inhabiting this ecosystem, including its diversity, distribution and variations over time. The aim of this study was to determine the structure of microbial communities present in marine sediments of Admiralty Bay, King George Island, on the Antarctic Peninsula. Sediments from Admiralty Bay shown a predominance of the Proteobacteria, Firmicutes, and Actinobacteria phyla. Temporal analysis revealed that microbial communities in sediment, near Ferraz station, are more stable compared to that in the sediments in areas of lower human activity. No variation on the community structure was observed in depth gradient, indicating tolerance to hydrostatic pressure variations. Heterotrophic organisms of the genera Psychrobacter, Psychromonas and Loktanella were the most abundant, suggesting a high concentration of organic matter in the sediment. Enrichment of methanogenic cultures enrichment yielded 1.70 mmol of CH4. This study suggests that conditions in sediments favoring metabolism of heterotrophic and psychrophilic organisms.