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.

Made available in DSpace on 2015-04-20T12:31:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tese Ieda.pdf: 2549784 bytes, checksum: a9a4b9fb883e1aa2757719de2c81ea18 (MD5) Previous issue date: 2009-06-24 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Biodiversity is a fundamental element for biotechnology development, especially in Amazon because its incontestable potential. One aspect of high interest is the search for management mechanisms that can promote environmental quality, ensuring the maintenance of natural features of ecosystems. In this context is located an important biotechnology tool that is the bioremediation of environments contaminated with toxic and recalcitrant compounds. Thus the exploration of microrganisms for use in these processes has been a challenge. This work presents a study about sample of bacterial community associated with the aquatic macrophyte Eichornia crassipes, assessing their potential for biodegradation of petroleum hydrocarbons. Selective isolations and preliminary identification of some of the isolates by region of 16S ribosomal DNA sequences to compare with the Gen Bank were done. The potential to produce biossurfactantes was evaluated by the activity of bacteria in emulsification. The growth of strains was assessed by mineral medium with hydrocarbons mixing and mineral medium with crude oil. The rate of toxicity was evaluated in mixture of hydrocarbon extracts with the five strains that showed the best growth. Considering the results of these first tests, it was produced a consortium with bacteria more efficient. It was evaluated the degradation of aliphatic and aromatic hydrocarbons in experiment containing Amazon river water, using the techniques of bioaugmentation and biostimulation. There were isolated 71 bacteria, 42 epiphytic and 29 endophytic. The preliminary identification revealed the predominance of the genera Acinetobacter, Pseudomonas, Bacillus and Stenotrophomonas. There was more bacterial growth in medium with crude oil, especially the strain Stenotrophomonas sp,. reaching around 13.4 x106 UFCs / mL. The methods used in bacterial growth indicated the degradation of petroleum hydrocarbons, whereas they were the sole source of carbon. Highlighted in the production of biossurfactantes the strains Methylobacterium sp and Stenotrophomonas radiotolerans, with better results in the medium with oil. The indices of toxicity showed better results in extracts of bacterial growth compared to control extracts. The strains that showed better results were used for consortium production: Stenotrophomonas sp., Uncultured Klebsiella sp., Enterobacter sp., Methylobacterium radiotolerans and Acinetobacter baumannii. In the experimental design with the consortium, the results showed that the main effect of all parameters studied influenced the degradation of the hydrocarbons studied, however the addition of the consortium was the most important factor in this decline, demonstrating the potential of these strains for use in future processes of bioremediation. / A biodiversidade é elemento fundamental para o desenvolvimento da Biotecnologia, em especial na Amazônia devido sua inconteste potencialidade. Um dos aspectos de elevado interesse é a busca por mecanismos de gestão que possam promover a qualidade ambiental, garantindo a manutenção das características naturais dos ecossistemas. Neste contexto situa-se uma importante ferramenta biotecnológica que é a biorremediação de ambientes contaminados por compostos tóxicos e recalcitrantes. Assim, a prospecção de microrganismos para uso nesses processos tem sido um desafio permanente. No presente trabalho realizou-se estudo de amostra da comunidade bacteriana associada à macrófita aquática Eichornia crassipes, avaliando seu potencial de biodegradação de hidrocarbonetos de petróleo. Foi feito isolamento seletivo e identificação preliminar de parte dos isolados por meio da região do DNA ribossomal 16S com comparação com sequências do Gen Bank. Verificou-se o potencial para a produção de biossurfactantes por meio da avaliação da atividade de emulsificação em cepas bacterianas. O crescimento de cepas foi avaliado em meio mineral com mistura de hidrocarbonetos e em meio mineral com petróleo bruto. O índice de toxicidade foi avaliado nos extratos dos meios com mistura de hidrocarbonetos das cinco cepas que apresentaram melhor crescimento. Considerando os resultados destes primeiros testes, foi produzido um consórcio com as cepas bacterianas mais eficientes. Este consórcio foi avaliado quanto à degradação de hidrocarbonetos alifáticos e aromáticos em experimento contendo água de rio da Amazônia, sendo utilizadas as técnicas de bioaumentação e bioestimulação. Obteve-se no isolamento 71 bactérias, sendo 42 epifíticas e 29 endofíticas. A identificação preliminar revelou a predominância dos gêneros Acinetobacter, Pseudomonas, Bacillus e Stenotrophomonas. Verificou-se melhor crescimento bacteriano no meio com petróleo bruto, destacando-se a cepa Stenotrophomonas sp. que atingiu cerca de 13,4x106 UFCs/mL. O crescimento bacteriano nos meios utilizados indicou a degradação dos hidrocarbonetos de petróleo, considerando que estes eram a única fonte de carbono. Destacaram-se na produção de biossurfactantes as cepas Stenotrophomonas sp e Methylobacterium radiotolerans, com melhores resultados no meio com petróleo. Os índices de toxicidade mostraram melhores resultados nos extratos do crescimento bacteriano em comparação aos extratos controles. As cepas que demonstraram melhores resultados e que foram utilizadas para a produção do consórcio foram Stenotrophomonas sp., Uncultured Klebsiella sp., Enterobacter sp., Methylobacterium radiotolerans e Acinetobacter baumannii. No planejamento experimental com o consórcio, os resultados obtidos demonstraram que o efeito principal de todos os parâmetros analisados influenciaram na degradação dos hidrocarbonetos avaliados, entretanto a adição do consórcio foi o fator mais importante nesta degradação, demonstrando o potencial destas linhagens para uso em futuros processos de biorremediação.

Sedimentos de mar profundo são ambientes estáveis e homogêneos, apesar disso, eles apresentam uma grande variedade de habitats disponíveis, possibilitando uma alta diversidade microbiana. A distribuição espacial dos micro-organismos é influenciada por fatores locais e regionais. Os fatores locais são associados à estrutura do ambiente e os fatores regionais, a limitação na dispersão dos micro-organismos que compõem as comunidades e eventos históricos que eventualmente podem modificar o ambiente. Eventos como a liberação de hidrocarbonetos das camadas mais profundas do sedimento para superfície podem alterar os padrões de distribuição espacial das comunidades microbianas, devido o aumento na disponibilidade de carbono e consequentemente selecionando as espécies capazes de degradá-los. Esses eventos são denominados de exsudações de asfalto e foram encontradas na região de estudo. Considerando a falta de conhecimento e a importância dos micro-organismos em sedimentos de mar profundo do oceano Atlântico Sul, o objetivo desse estudo foi compreender os padrões de diversidade microbiana nessas regiões e também investigar como o óleo proveniente da exsudação de asfalto influência as comunidades de micro-organismos no seu entorno. Esse estudo foi realizado na região do Platô de São Paulo que foi dividido em duas regiões, norte e sul. A diversidade microbiana foi estudada em 14 amostras de sedimento de mar profundo, nove amostras na região norte e cinco na sul. A exsudação de asfalto foi encontrada na região norte, influenciando diretamente três das nove amostras. As comunidades foram estudadas através dos métodos de eletroforese em gel de gradiente desnaturante (DGGE), PCR quantitativa (qPCR) e sequenciamento de última geração (Ion Torrent). A distribuição espacial das comunidades foi analisada em diferentes escalas espaciais: verticalmente, variando com a profundidade do sedimento (≤ 4 cm), localmente, em cada uma das regiões amostradas (1-34 Km) e regionalmente, comparando as regiões norte e sul (> 250 Km). O perfil da comunidade obtido com a técnica de DGGE mostrou que as comunidades microbianas foram menos similares entre as regiões e apresentaram relação com a distância geográfica para arqueia e bactéria. Os valores de similaridade foi maior localmente do que regionalmente. A similaridade obtida nas camadas de profundidade analisadas foi alta e não houve relação com a distância geográfica. O número de células entre as camadas de profundidades foi diferente, com tendência de diminuição com o aumento da profundidade. As classes bacterianas mais abundantes foram Alphaproteobacteria (30%), Acidimicrobiia (18%), Gammaproteobacteria (16%), Deltaproteobacteria e Gemmatimonadetes (3%). A composição das comunidades influenciadas pela exsudação de asfalto não teve relação com a presença do óleo ou com as camadas de profundidade. A distância geográfica e a exsudação de asfalto foram importantes fatores para determinação da distribuição geográfica das comunidades microbianas em sedimento marinhos profundos do Platô de São Paulo. Apesar da ausência de relação entre o óleo proveniente da exsudação de asfalto e a composição das comunidades, a alta abundância de Alphaproteobacteria e a importância da distância dentro da região norte são indicativos do aumento da heterogeneidade causado pela exsudação de asfalto. Mais estudos procurando compreender a composição geoquímica dos sedimentos e do óleo são necessários para explicar como esses fatores influenciam a estruturação das comunidades microbianas estudadas. / Deep-sea sediments are stable and homogeneous environments, however, they have a high variety of available habitats, allowing a high microbial diversity to occur. Microbial spatial distribution is determined by local and regional factors. Local factors are associated to environment structure and regional factors, to microbial dispersal limitation and historical events that may cause environmental changes. Historical events such as hydrocarbon emanation from sub-seafloor to seafloor may change the patterns of microbial spatial distribution, due to an increase of carbon, thus, selecting species capable to degrade them. These events are denominated as asphalt seep and they were found on the studied region. Considering the lack of knowledge and the importance of microorganisms on deep-sea sediments from South Atlantic ocean, this study aims to understand the patterns of microbial spatial distribution and how the oil from asphalt seep influence the microbial communities. This study was realized in São Paulo Plateau region. The plateau was divided in two regions, north and south. Microbial diversity was studied from 14 deep-sea sediment samples, nine samples from north region and five from south region. The asphalt seep was found in north region from São Paulo Plateau, directly affecting three of the nine samples. The communities were studied through denaturing gradient gel electrophoresis (DGGE), quantitative PCR (qPCR) and next generation sequencing (Ion Torrent). The spatial distribution of the communities was analyzed at different spatial scales: sediment depth (≤ 4 cm), local (1-34 Km) and regional (> 250 Km). Microbial communities were less similar between regions and showing relation with geographic distance to achaea and bacteria. Similarity values within regions were higher then between them, but the geographic distance was also important to both domains, despite samples being closer. Similarity values between sediment depths were high and have no relation with geographic distance. The cell number between sediment depths was different, with tendency to decrease with depth increase. The most abundant classes were Alphaproteobacteria (30%), Acidimicrobiia (18%), Gammaproteobacteria (16%), Deltaproteobacteria e Gemmatimonadetes (3%). The communities composition influenced by asphalt seep have no relation with oil presence and sediment depths. Geographic distance and asphalt seep were important factors to determine the spatial distribution of microbial communities in deep-sea sediments from São Paulo Plateau. Despite the absence of relation between oil from asphalt seep and communities composition, the high abundance of Alphaproteobacteria and the importance of distance within north region are indicative of heterogeneity increase caused by asphalt seep. More studies aiming to understand the geochemical composition from sediments and oil are necessary to explain how these factors influence the communities structure.

In the last years, microbial ecologists have dramatically increased their efforts to elucidate the \"black box\" of patterns and processes that modulate the diversity and functionality of soil microorganisms, examining their genetic diversity (e.g. through metagenomic) and measuring their functional characteristics. The aim of this thesis was to evaluate the interaction of the ecological processes of dispersion, diversification, selection and genetic drift on (1) the soil microbial communities, after conversion of forest to grassland or no-till cropping in long-term and (2) on the microbial communities in the rhizosphere of soybean in long-term no-till system. The cultivation of grassland in long-term led to a homogenizing selection of microbial communities, reducing beta-diversity, with consequent changes in the soil functions related to stress. No-till long-term led to minor changes of diversity, maintaining the functions found in the forest. The soybean plant has shown homogenizing power selection, and this increased with time. However, the functions selected in the rhizosphere were maintained, indicating functional resilience. / Nos últimos anos, ecologistas microbianos aumentaram drasticamente seus esforços para elucidar a \"caixa preta\" dos padrões e processos que modulam a diversidade e funcionalidade dos microrganismos do solo, examinando sua diversidade genética (e.g. através de metagenômica) e medindo suas características funcionais. O objetivo dessa tese foi avaliar a interação dos processos ecológicos de dispersão, diversificação, seleção e deriva gênica, sobre (1) as comunidades microbianas do solo, após a conversão da floresta em pastagem ou plantio direto, em longo período e (2) sobre as comunidades microbianas da rizosfera de soja, em sistema de plantio direto, em longo período. O cultivo de pastagens em longo período levou a uma seleção homogeneizante das comunidades microbianas, reduzindo a beta-diversidade, com conseguinte alteração em funções no solo relacionadas ao estresse. O plantio direto em longo período levou a uma menor alteração da diversidade, com manutenção das funções encontradas na floresta. A planta de soja demonstrou poder de seleção homogeneizante, e este aumentou com o tempo. Contudo, as funções selecionadas na rizosfera foram mantidas, indicando resiliência funcional.

Sedimentos de mar profundo são ambientes estáveis e homogêneos, apesar disso, eles apresentam uma grande variedade de habitats disponíveis, possibilitando uma alta diversidade microbiana. A distribuição espacial dos micro-organismos é influenciada por fatores locais e regionais. Os fatores locais são associados à estrutura do ambiente e os fatores regionais, a limitação na dispersão dos micro-organismos que compõem as comunidades e eventos históricos que eventualmente podem modificar o ambiente. Eventos como a liberação de hidrocarbonetos das camadas mais profundas do sedimento para superfície podem alterar os padrões de distribuição espacial das comunidades microbianas, devido o aumento na disponibilidade de carbono e consequentemente selecionando as espécies capazes de degradá-los. Esses eventos são denominados de exsudações de asfalto e foram encontradas na região de estudo. Considerando a falta de conhecimento e a importância dos micro-organismos em sedimentos de mar profundo do oceano Atlântico Sul, o objetivo desse estudo foi compreender os padrões de diversidade microbiana nessas regiões e também investigar como o óleo proveniente da exsudação de asfalto influência as comunidades de micro-organismos no seu entorno. Esse estudo foi realizado na região do Platô de São Paulo que foi dividido em duas regiões, norte e sul. A diversidade microbiana foi estudada em 14 amostras de sedimento de mar profundo, nove amostras na região norte e cinco na sul. A exsudação de asfalto foi encontrada na região norte, influenciando diretamente três das nove amostras. As comunidades foram estudadas através dos métodos de eletroforese em gel de gradiente desnaturante (DGGE), PCR quantitativa (qPCR) e sequenciamento de última geração (Ion Torrent). A distribuição espacial das comunidades foi analisada em diferentes escalas espaciais: verticalmente, variando com a profundidade do sedimento (≤ 4 cm), localmente, em cada uma das regiões amostradas (1-34 Km) e regionalmente, comparando as regiões norte e sul (> 250 Km). O perfil da comunidade obtido com a técnica de DGGE mostrou que as comunidades microbianas foram menos similares entre as regiões e apresentaram relação com a distância geográfica para arqueia e bactéria. Os valores de similaridade foi maior localmente do que regionalmente. A similaridade obtida nas camadas de profundidade analisadas foi alta e não houve relação com a distância geográfica. O número de células entre as camadas de profundidades foi diferente, com tendência de diminuição com o aumento da profundidade. As classes bacterianas mais abundantes foram Alphaproteobacteria (30%), Acidimicrobiia (18%), Gammaproteobacteria (16%), Deltaproteobacteria e Gemmatimonadetes (3%). A composição das comunidades influenciadas pela exsudação de asfalto não teve relação com a presença do óleo ou com as camadas de profundidade. A distância geográfica e a exsudação de asfalto foram importantes fatores para determinação da distribuição geográfica das comunidades microbianas em sedimento marinhos profundos do Platô de São Paulo. Apesar da ausência de relação entre o óleo proveniente da exsudação de asfalto e a composição das comunidades, a alta abundância de Alphaproteobacteria e a importância da distância dentro da região norte são indicativos do aumento da heterogeneidade causado pela exsudação de asfalto. Mais estudos procurando compreender a composição geoquímica dos sedimentos e do óleo são necessários para explicar como esses fatores influenciam a estruturação das comunidades microbianas estudadas. / Deep-sea sediments are stable and homogeneous environments, however, they have a high variety of available habitats, allowing a high microbial diversity to occur. Microbial spatial distribution is determined by local and regional factors. Local factors are associated to environment structure and regional factors, to microbial dispersal limitation and historical events that may cause environmental changes. Historical events such as hydrocarbon emanation from sub-seafloor to seafloor may change the patterns of microbial spatial distribution, due to an increase of carbon, thus, selecting species capable to degrade them. These events are denominated as asphalt seep and they were found on the studied region. Considering the lack of knowledge and the importance of microorganisms on deep-sea sediments from South Atlantic ocean, this study aims to understand the patterns of microbial spatial distribution and how the oil from asphalt seep influence the microbial communities. This study was realized in São Paulo Plateau region. The plateau was divided in two regions, north and south. Microbial diversity was studied from 14 deep-sea sediment samples, nine samples from north region and five from south region. The asphalt seep was found in north region from São Paulo Plateau, directly affecting three of the nine samples. The communities were studied through denaturing gradient gel electrophoresis (DGGE), quantitative PCR (qPCR) and next generation sequencing (Ion Torrent). The spatial distribution of the communities was analyzed at different spatial scales: sediment depth (≤ 4 cm), local (1-34 Km) and regional (> 250 Km). Microbial communities were less similar between regions and showing relation with geographic distance to achaea and bacteria. Similarity values within regions were higher then between them, but the geographic distance was also important to both domains, despite samples being closer. Similarity values between sediment depths were high and have no relation with geographic distance. The cell number between sediment depths was different, with tendency to decrease with depth increase. The most abundant classes were Alphaproteobacteria (30%), Acidimicrobiia (18%), Gammaproteobacteria (16%), Deltaproteobacteria e Gemmatimonadetes (3%). The communities composition influenced by asphalt seep have no relation with oil presence and sediment depths. Geographic distance and asphalt seep were important factors to determine the spatial distribution of microbial communities in deep-sea sediments from São Paulo Plateau. Despite the absence of relation between oil from asphalt seep and communities composition, the high abundance of Alphaproteobacteria and the importance of distance within north region are indicative of heterogeneity increase caused by asphalt seep. More studies aiming to understand the geochemical composition from sediments and oil are necessary to explain how these factors influence the communities structure.

Made available in DSpace on 2016-04-28T14:58:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2008 - Antonio Edilson da Silva Araujo.pdf: 1302543 bytes, checksum: cc20c323c83af0e996be61700810ba59 (MD5) Previous issue date: 2008-02-19 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior / Several works have shown that rice crop can benefit from the association with diazotrophic bacteria. However, the biological nitrogen fixation (BNF) in rice is dependent of a complex interaction among the plants, microorganisms and the ecosystem. The general objective of this work was to evaluate the contribution of BNF in varieties of rice originated from the State of Maranh?o. The specific objectives were: a- To isolate and characterize native diazotrophic bacteria originated from soil cultivated with rice in Maranh?o; b- to select the most efficient bacteria in relation to dry matter accumulation and grain yield; c- to study the relationship between FBN and the teor of proteins in the grains. For the isolation was used two rice varieties (IR42 and Diamante) and two traditional rice varieties of Maranh?o (Zebu Branco and Manteiga), grown in soil samples originated from three districts of Maranh?o, being one of high lands (Bacabal) and two of lowland area (Arari and Vitoria do Mearim). Samples of roots, stems and leaves were grounded and inoculated in nitrogen free semisolid semiselective media: NFB, JNFB, LGI, LGIP and JMV. Around 304 isolates were obtained and classified as belonging to the species Azospirillum amazonense, Azospirillum lipoferum and Azospirillum brasilense, Herbaspirillum spp. and Burkholderia spp and a non identified group that was clustered based only in the morphological characteristics. The genetic diversity of the isolates was evaluated through the amplification of 16S DNAr subunit using the Polymerize Chain Reaction (PCR) technique and digestion of the amplified products with restriction enzymes (ARDRA). Restriction fragment profiles confirmed the identity of most of the isolated and showed high diversity mainly for the bacterial isolates characterized as Burkholderia. Isolates representative from the different groups were tested in gnotobiotic conditions, in pots and in the field using different rice varieties originated from the Maranh?o State. Two other cultivars were used as controls. It was observed that among the isolates tested, the Azospirillum amazonense AR3122 and Herbaspirillum sp AR1122 howed potential to promote growth of rice plants and to increase the grain yield of this crop. / Diversos trabalhos t?m mostrado que a cultura do arroz pode se beneficiar da associa??o com bact?rias diazotr?ficas. Entretanto, a fixa??o biol?gica de nitrog?nio (FBN) em arroz ? dependente de uma intera??o complexa entre as plantas, os microrganismos e o ecossistema. Este trabalho teve como objetivo geral avaliar a contribui??o da FBN em variedades tradicionais de arroz do estado do Maranh?o. Como objetivos espec?ficos: a- isolar e caracterizar bact?rias diazotr?ficas nativas de solo cultivado com arroz no estado do Maranh?o; b- selecionar as bact?rias mais eficientes quanto ao ac?mulo de biomassa e produ??o de gr?os; c- verificar se existe rela??o entre a FBN e o teor de prote?nas nos gr?os. Para o isolamento foi utilizada como planta isca as cultivares IR42 e Diamante e mais duas variedades tradicionais de arroz do Maranh?o Zebu Branco e Manteiga, crescidas em amostras de solo, provenientes de tr?s munic?pios do Maranh?o, sendo uma de terras altas (Bacabal) e duas de ?rea de baixada (Arari e Vitoria do Mearim). Amostras de ra?zes, colmos e folhas foram maceradas e inoculadas em meios semi-s?lidos semi-seletivos, NFB, JNFB, LGI, LGIP e JMV, sem adi??o de nitrog?nio. Foram obtidos 304 isolados que foram classificados morfologicamente como pertencentes ?s esp?cies Azospirillum amazonense, Azospirillum lipoferum, Azospirillum brasilense, Herbaspirillum spp. e Burkholderia spp., al?m de um grupo n?o identificado. A diversidade gen?tica dos isolados foi avaliada por meio da amplifica??o da regi?o 16S DNAr por meio da rea??o da polimerase em cadeia (PCR) e da digest?o dos produtos de amplifica??o com enzimas de restri??o (ARDRA). O perfil de fragmentos de restri??o confirmou o g?nero da maioria dos isolados, al?m disso, mostrou alta diversidade, principalmente para os isolados bacterianos caracterizados morfologicamente como Burkholderia. Isolados representantes dos diferentes grupos foram testados em condi??es gnotobi?ticas, em vasos e em campo, em diferentes variedades procedentes do Maranh?o utilizando-se tamb?m duas cultivares como controle. Foi observado que entre os isolados testados, AR1122 de Herbaspirillum sp. e AR3122 de A. amazonense apresentaram maior potencial para promover o crescimento das plantas e aumentar a produ??o de gr?os na cultura do arroz.

In the last years, microbial ecologists have dramatically increased their efforts to elucidate the \"black box\" of patterns and processes that modulate the diversity and functionality of soil microorganisms, examining their genetic diversity (e.g. through metagenomic) and measuring their functional characteristics. The aim of this thesis was to evaluate the interaction of the ecological processes of dispersion, diversification, selection and genetic drift on (1) the soil microbial communities, after conversion of forest to grassland or no-till cropping in long-term and (2) on the microbial communities in the rhizosphere of soybean in long-term no-till system. The cultivation of grassland in long-term led to a homogenizing selection of microbial communities, reducing beta-diversity, with consequent changes in the soil functions related to stress. No-till long-term led to minor changes of diversity, maintaining the functions found in the forest. The soybean plant has shown homogenizing power selection, and this increased with time. However, the functions selected in the rhizosphere were maintained, indicating functional resilience. / Nos últimos anos, ecologistas microbianos aumentaram drasticamente seus esforços para elucidar a \"caixa preta\" dos padrões e processos que modulam a diversidade e funcionalidade dos microrganismos do solo, examinando sua diversidade genética (e.g. através de metagenômica) e medindo suas características funcionais. O objetivo dessa tese foi avaliar a interação dos processos ecológicos de dispersão, diversificação, seleção e deriva gênica, sobre (1) as comunidades microbianas do solo, após a conversão da floresta em pastagem ou plantio direto, em longo período e (2) sobre as comunidades microbianas da rizosfera de soja, em sistema de plantio direto, em longo período. O cultivo de pastagens em longo período levou a uma seleção homogeneizante das comunidades microbianas, reduzindo a beta-diversidade, com conseguinte alteração em funções no solo relacionadas ao estresse. O plantio direto em longo período levou a uma menor alteração da diversidade, com manutenção das funções encontradas na floresta. A planta de soja demonstrou poder de seleção homogeneizante, e este aumentou com o tempo. Contudo, as funções selecionadas na rizosfera foram mantidas, indicando resiliência funcional.

A crescente demanda por energias alternativas torna o hidrogÃnio (H2) interessante por possuir alta concentraÃÃo de energia por unidade de massa. Aliado a isso, futuramente, o glicerol, subproduto da geraÃÃo de biodiesel, passarà de resÃduo a passivo ambiental, devido à crescente produÃÃo de biodiesel.Unindo as duas perspectivas, a produÃÃo fermentativa de hidrogÃnio a partir de glicerol residual à uma alternativa atraente, pois pode-se à gerar energia limpa a partir de um resÃduo. A grande questÃo que envolve a otimizaÃÃo da produÃÃo biolÃgica de H2 à a seleÃÃo de inÃculos com diversidade microbiana que maximize os rendimentos. TÃcnicas de prÃ-tratamento do inÃculo selecionam microrganismos especÃficos para a produÃÃo de H2 e enriquecem a comunidade com bactÃrias produtoras de H2. Por isso, esses distÃrbios 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 produÃÃo de H2 e analisar sua diversidade; (ii) avaliar o impacto dos prÃ-tratamentos sobre a diversidade microbiana e o rendimento da produÃÃo de H2 (ƞH2); (iii) e relacionar diversidade microbiana com ƞH2(na Ecologia este termo à conhecido como produtividade). Foram testados diferentes inÃculos submetidos a diferentes prÃ-tratamentos (choque de calor, choque Ãcido e adiÃÃo de clorofÃrmio). Pelos resultados, pode-se concluir que a diversidade microbiana tem relaÃÃo direta com a produtividade em H2. Da mesma forma,o impacto do prÃ-tratamento sobre a microbiota depende do tipo de inÃculo. No entanto, as maiores diversidade e produtividade foram alcanÃadas com lodo proveniente da estaÃÃo de tratamento de esgoto domÃstico sem prÃ-tratamento. Os prÃ-tratamentos resultaram em diferentes Ãndices de diversidade, o que mostra que o grau do distÃrbio, pode nÃo sà afetar os microrganismos metanogÃnicos, mas tambÃm os demais presentes. Concluiu-se que a aplicaÃÃo de prÃ-tratamentos se tornou redundante, pois apenas a aplicaÃÃo de carga orgÃnica elevada e ausÃncia de soluÃÃo tampÃo promovem reduÃÃo do pH para a faixa ideal das produtoras de H2, inibindo a atividade metanogÃnica. / 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.

Submitted by Fabio Sobreira Campos da Costa (fabio.sobreira@ufpe.br) on 2016-07-04T11:42:51Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Tese Mitsue.pdf: 3532261 bytes, checksum: 2b3892ad1f6ef4e1621506010782d951 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-04T11:42:51Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Tese Mitsue.pdf: 3532261 bytes, checksum: 2b3892ad1f6ef4e1621506010782d951 (MD5) Previous issue date: 2015-11-11 / CNPq / CAPEs / No presente estudo o aproveitamento de glicerol através de processos anaeróbios para geração de subprodutos de valor agregado foi analisado de duas maneiras. Em um primeiro momento foi avaliado o uso de glicerol bruto proveniente da produção de biodiesel como substrato para produção de biogás em um reator anaeróbio de fluxo ascendente e manta de lodo (UASB) em escala de bancada durante o período experimental de 280 dias. O reator foi operado sob cargas orgânicas volumétricas variando entre 0,50 e 8,06 kg DQO/m³·d. Como resultados, foram alcançadas eficiências médias de remoção de DQO de 89% e valores de conversão de metano (CH4) de 68%. A produção média de CH4 foi igual a 0,25 L CH4/g DQO. Os perfis das bandas de DGGE dos domínios Bacteria e Archaea sugeriram poucas mudanças na comunidade microbiana durante a operação do reator. Na segunda etapa da tese, 13 variáveis foram avaliadas através do design experimental de Plackett-Burman visando definir a composição adequada do meio de cultivo para a produção de 1,3-propanodiol (1,3-PDO) e/ou hidrogênio. Em seguida, dois reatores UASB foram operados usando-se glicerol analítico como substrato. O rendimento máximo de 0,8 mol 1,3-PDO/mol glicerol consumido foi alcançado, após a adição de bicarbonato de sódio aos reatores. Como produtos secundários foram produzidos propionato e acetato. Análises de ecologia microbiana demonstraram a baixa diversidade presente no lodo granular do inóculo e das fases operacionais finais da operação dos reatores. A partir dos resultados obtidos em ambas etapas de estudo, é possível concluir que o glicerol bruto proveniente da produção de biodiesel pode ser degradado eficientemente através de digestão anaeróbia, alcançando altos rendimentos de metano e que a produção contínua de 1,3-PDO a partir de glicerol em reatores UASB com lodo granular é viável. / En este estudio se analizó el aprovechamiento de glicerol mediante procesos anaerobios mediante dos enfoques diferentes. En una primera etapa se evaluó el uso de glicerol bruto generado en la producción de biodiesel como sustrato para la producción de biogás mediante un reactor anaerobio de manto de lodo con flujo ascendente (UASB) en escala de laboratorio durante un período de 280 días. El reactor operó con cargas orgánicas volumétricas que variaban entre 0,50 y 8,06 kg DQO/m³·d. Como resultado, la eficiencia media de remoción de DQO fue de 89% y la conversión media en metano (CH4) fue del 68%. La producción de CH4 fue igual a 0,25 L CH4/g DQO. Los perfiles de las bandas de DGGE de los dominios Bacteria y Archaea sugieren pocos cambios en la comunidad microbiana durante el funcionamiento del reactor. En la segunda etapa de la tesis, se evaluaron 13 factores mediante el diseño experimental de Plackett-Burman con el fin de definir la composición adecuada del medio de cultivo para la producción de 1,3-propanodiol (1,3-PDO) y/o hidrógeno. Con posterioridad, se operaron dos reactores UASB utilizando glicerol analítico como sustrato. El rendimiento máximo de 0,8 mol 1,3-PDO/mol glicerol consumido se logró tras la adición de bicarbonato de sodio a los reactores. Como subproductos secundarios se produjeron propionato y acetato. El análisis de la ecología microbiana de los reactores demostró baja diversidad presente en el lodo granular del inóculo y de las fases operativas finales de los reactores. De los resultados obtenidos en ambas etapas del estudio, se puede concluir que el glicerol bruto procedente de la producción de biodiesel se puede degradar de manera eficiente a través de la digestión anaerobia, alcanzando altos rendimientos de metano y que la producción continua de 1,3-PDO desde glicerol en reactores UASB con lodo granular es factible.

Submitted by Cláudia Bueno (claudiamoura18@gmail.com) on 2016-03-28T20:34:21Z No. of bitstreams: 2 Tese - Janne Louize Sousa Santos - 2013.pdf: 3386460 bytes, checksum: 22e9e0e337a23c0def642f54e0b44213 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2016-03-29T15:17:24Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Tese - Janne Louize Sousa Santos - 2013.pdf: 3386460 bytes, checksum: 22e9e0e337a23c0def642f54e0b44213 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-03-29T15:17:24Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Tese - Janne Louize Sousa Santos - 2013.pdf: 3386460 bytes, checksum: 22e9e0e337a23c0def642f54e0b44213 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Previous issue date: 2013-11-11 / Biochar is a new word to describe fine-grained, highly porous charcoal made from biological material (biomass), high in organic carbon. According to its formation, biochar has reactions with other components of the soil, contributing for the better conditioners physical, chemical and biological soil properties. The aim of this work was to evaluate of different rates of biochar (0, 2, 4, 8 e 16 Mg ha-1) in the long term experiment with soybean (Glycine Max (L) Merril) in Haplustox soil, Savanna Biome. Experimental design was field experiment with randomized blocks, 4 repetitions (blocks) and 5 treatments (charcoal doses: 0, 2, 4, 8 and 16 Mg ha-1), plot design 10 x 4 m. In 2006, charcoal was ground and incorporated in soil at 0-15 cm, when the experiment was installed. Soil samples were collected during February of 2007 to 2012, at the soybean flowering. Soil fertility, soil microbial biomass and soybean productivity (kg ha-1) were estimated. Diversity of archaeal, bacterial and fungal community were estimated in different rates of biochar, and in biochar before and after amended in soil. Elemental composition of biochar had liming effect on soil fertility; high content of aluminum and pH, did not effect soybean productivity. Soil microbial biomass showed results due to organic matter content in the last year of experimental. Different rates of biocarvão influenced soil microbial diversity. Biocarvão, after conditioning the soil showed microbial diversity similar to soil. Little biochar rates should be tested in soil. / Biocarvão é a nova palavra para descrever o material de granulação fina, rico em carbono orgânico e altamente poroso, produzido de material biológico (biomassa) por processo de pirólise. De acordo com sua formação, o biocarvão reage com outros componentes do solo, contribuindo para um melhor condicionamento das propriedades físicas, químicas e biológicas do solo. Esse estudo teve como objetivo avaliar o efeito da aplicação do biocarvão em diferentes doses (0, 2, 4, 8 e 16 Mg ha-1) num Latossolo Vermelho Amarelo distrófico, textura Franco Argilo Arenosa, cultivado com soja (Glycine max (L.) Merril), localizado no Bioma Cerrado. O experimento foi instalado em 2006 no município de Nova Xavantina, MT e os anos avaliados foram de 2007 a 2012. O Experimento foi implantado em 2006, incorporando-se biocarvão na profundidade de 0,15 cm. Utilizou-se o delineamento experimental em blocos ao acaso com quatro doses de biocarvão nas doses 2, 4, 8 e 16 Mg ha-1 e a testemunha. As amostragens de solo foram feitas em fevereiro dos anos de 2006 a 2012, na profundidade de 0-10 cm. Foram avaliados: a fertilidade do solo; a biomassa microbiana do solo; a produtividade da soja em kg ha-1; e a diversidade da comunidade de archaea, bactéria e fungo nas diferentes doses e no biocarvão antes e após ser utilizado no solo. A composição elementar do biocarvão influenciou, após aplicação, na neutralização e na manutenção da fertilidade do solo. No entanto, com o tempo, altos teores de Al disponível, e baixo pH no solo, reduzem os efeitos das diferentes doses sobre a produtividade da soja. A biomassa microbiana do solo apresentou resultados quando os níveis de material orgânico foram significativos para as diferentes doses de biocarvão. A diversidade de comunidades microbianas no solo foi influenciada pelas diferentes doses de biocarvão no solo. O biocarvão após condicionar o solo por algum tempo, apresentou diversidade microbiana semelhante ao solo. Estudos devem levar em consideração o efeito de doses menores de biocarvão sobre as propriedades do solo.