Made available in DSpace on 2014-12-17T14:10:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 CiaxaresMC.pdf: 595430 bytes, checksum: 97825450a670945169f3df28f7765add (MD5) Previous issue date: 2008-03-14 / The human activities responsible for the ambient degradation in the modern world are diverse. The industrial activities are preponderant in the question of the impact consequences for brazilian ecosystems. Amongst the human activities, the petroliferous industry in operation in Potiguar Petroliferous Basin (PPB) displays the constant risk of ambient impacts in the integrant cities, not only for the human populations and the environment, but also it reaches the native microorganisms of Caatinga ground and in the mangrove sediment. Not hindering, the elaboration of strategies of bioremediation for impacted areas pass through the knowledge of microbiota and its relations with the environment. Moreover, in the microorganism groups associated to oil, are emphasized the sulfate-reducing prokaryotes (SRP) that, in its anaerobic metabolism, these organisms participate of the sulfate reduction, discharging H2S, causing ambient risks and causing the corrosion of surfaces, as pipelines and tanks, resulting in damages for the industry. Some ancestries of PRS integrate the Archaea domain, group of microorganisms whose sequenced genomes present predominance of extremophilic adaptations, including surrounding with oil presence. This work has two correlated objectives: i) the detection and monitoring of the gene dsrB, gift in sulfate-reducing prokaryotes, through DGGE analysis in samples of mDNA of a mangrove sediment and semiarid soil, both in the BPP; ii) to relate genomic characteristics to the ecological aspects of Archaea through in silico studies, standing out the importance to the oil and gas industry. The results of the first work suggest that the petrodegraders communities of SRP persist after the contamination with oil in mangrove sediment and in semiarid soil. Comparing the populations of both sites, it reveals that there are variations in the size and composition during one year of experiments. In the second work, functional and structural factors are the probable cause to the pressure in maintenance of the conservation of the sequences in the multiple copies of the 16S rDNA gene. Is verified also the discrepancy established between total content GC and content GC of the same gene. Such results relating ribosomal genes and the ambient factors are important for metagenomic evaluations using PCR-DGGE. The knowledge of microbiota associated to the oil can contribute for a better destination of resources by the petroliferous industry and the development of bioremediation strategies. Likewise, search to lead to the best agreement of the performance of native microbiota in biogeochemical cycles in Potiguar Petroliferous Basin ecosystem / S?o diversas as atividades humanas respons?veis pela degrada??o ambiental observada no mundo moderno. As atividades industriais s?o preponderantes na quest?o das conseq??ncias impactantes para os ecossistemas brasileiros. Entre as atividades antr?picas, a ind?stria petrol?fera atuante na Bacia Petrol?fera Potiguar (BPP), exp?e a risco constante de impactos ambientais nos munic?pios integrantes, n?o s? as popula??es humanas e o meio ambiente, mas tamb?m atinge os microrganismos nativos do solo da Caatinga e no sedimento do manguezal. N?o obstante, a elabora??o de estrat?gias de biorremedia??o de ?reas impactadas perpassa, dentre outros aspectos, pelo conhecimento da microbiota e suas rela??es com o meio. Entre os grupos de microrganismos associados ao petr?leo, destacam-se os procariotos redutores de sulfato (PRS) que, em seu metabolismo anaer?bico, participam da redu??o do sulfato, liberando g?s sulf?drico, causando riscos ambientais e ocasionando a corros?o de superf?cies, como tubula??es e tanques, resultando em preju?zos para a ind?stria. Algumas linhagens de PRS integram o dom?nio Archaea, grupo de microrganismos cujos genomas seq?enciados apresentam predomin?ncia de adapta??es extremof?licas, incluindo ambientes com presen?a de petr?leo. Este trabalho tem dois objetivos correlacionados: i) detectar e monitorar o gene dsrB, presente em procariotos redutores de sulfato, por perfis de DGGE gerados a partir de amostras ambientais de mDNA do manguezal de Diogo Lopes, e do solo do semi-?rido da regi?o da BPP; ii) relacionar caracter?sticas gen?micas aos aspectos ecol?gicos de Archaea, ressaltando sua import?ncia para a ind?stria do petr?leo, atrav?s de estudos in silico. Os resultados do primeiro trabalho sugerem que as comunidades petrodegradadoras de PRS persistem ap?s a contamina??o por petr?leo em sedimento de manguezal e do solo do semi?rido. A compara??o entre as popula??es dos dois locais de amostragem revela que as mesmas apresentam varia??es em seu tamanho e composi??o ao longo de um ano de experimento. No segundo trabalho especula-se que fatores funcionais e estruturais s?o a causa da press?o para a manuten??o da conserva??o das seq??ncias nas m?ltiplas c?pias do gene 16S rDNA. Verifica-se tamb?m a discrep?ncia observada entre o conte?do GC total e conte?do GC do mesmo gene. Tais resultados relacionando genes ribossomais a fatores ambientais s?o importantes para avalia??es metagen?micas empregando PCR-DGGE. O conhecimento da microbiota associada ao petr?leo pode contribuir para uma melhor destina??o de recursos por parte da ind?stria petrol?fera e o desenvolvimento de estrat?gias de biorremedia??o. Outrossim, busca contribuir para o melhor entendimento da atua??o da microbiota nativa nos ciclos biogeoqu?micos em ecossistemas da Bacia Petrol?fera Potiguar

Made available in DSpace on 2014-12-17T15:18:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 AmandaLSS.pdf: 2422936 bytes, checksum: d5a0f2bb2f42d87bacd7a1d2c3f5c6bc (MD5) Previous issue date: 2009-03-26 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior / Bacteria trom Shewanella and Geobacter ganera are the most studied iron-reducing microorganisms particularly due to their electron transport systems and contribution to some industrial and environmental problems, including steel corrosion, bioenergy and bioremediation of petroleum-impacted sites. The present study was focused in two ways: the first is an in silico comparative ecogenomic study of Shewanella spp. with sequenced genomes, and the second is an experimental metagenomic work to detect iron-reducing Shewanella through PCR-DGGE of a metabolic gene. The in silico study resulted in positive correIation between copy number of 16S rDNA and genome size in Shewanella spp., with clusters of rrn near lhe origin of replication. This way, the genus is inferred as opportunist. There are no compact genomes and their sequences length varied, ranging from 4306142 nt in S. amazonensis SB2B to 5935403 nt in S. woodyi ATCC 51908, without correIation to temperature range characteristic of each specie. Intragenomic 16S rDNA sequences possess little divergence, but reasonable to resuIt in different phyIogenetic trees, depending on the sequence that is chosen to compare. For moIecuIar detection of iron-reducing Shewanella, it is proposed the mtrB gene as new biomarker. because it codes to a fundamental protein at Fe (III)-reduction. The specific primers were designed and evaluated in silico and resulted in a fragment of 360 pb. In the second study, these primers were tested in a genomic sample from S. oneidensis MR-1, amplifying the expected region. After this successfuI resuIt, the primer set was used as a tool to assess the iron-reducing communities of ShewaneIla genus under an environmental stress, i.e. crude oil contamination in mangrove sediment in Rio Grande do Norte State (Brazil). The primers presented high specificity and the reactions performed resulted in one single band of ampIification in the metagenomic samples. The fingerprinting obtained at DGGE reveaIed temporal variation of Shewanella spp. in analyzed samples. The resuIts presented show the detection of a biotechnological important group of microorganisms, the iron-reducing Shewanella spp. using a metabolic gane as target. It is concluded there are eight or more 16S rDNA sequences in Shewanella genus, with little divergence among them that affects the phylogeny; the pair of primers designed to ampIify mtrB sequences is a viable alternative to detect iron-reducing ShewanelIa in metagenomic approaches; such bacteria are present in the mangrove sediment anaIyzed, with temporal variations in the samples. This is the first experimental study that screened the iron-reducing Shewanella genus in a metagenomic experiment of mangrove sediments subjected to oil contamination through a key metabolic gene / Bact?rias dos g?neros Shewanella e Geobacter s?o os microrganismos redutores de ferro mais estudados. Esse interesse ocorre particularmente devido aos seus sistemas de transporte de el?trons e contribui??o em alguns problemas industriais e ambientais, tais como corros?o de oIeodutos, bioenergia e biorremedia??o de locais contaminados com petr?leo. O presente estudo foi tocado em duas partes: a primeira ? um estudo ecogen?mico comparativo de ShewanelIa spp. com genomas seq?enciados, e a segunda ? um trabalho metagen?mico experimental para detectar Shewanella redutoras de ferro atrav?s de PCR-DGGE de um gene metab?lico. O estudo in silico resultou em correla??o positiva entre o n?mero de c?pias 16S rDNA e tamanho do genoma em ShewaneIla spp., com agrupamentos de rrn. pr?ximo ? origem de replica??o. Desta maneira, o g?nero ? inferido como oportunista. N?o existem genomas compactos e o tamanho de suas sequ?ncias variam de 4306142 nt em S. amazonensis SB2B at? 5935403 nt em S. woodyi ATCC 51908, sem correla??o com a faixa de temperatura caracter?stica de cada esp?cie. Sequ?ncias intragen?micas de 16S rDNA possuem pouca diverg?ncia. mas razo?vel para resultar em diferentes ?rvores filogen?ticas. dependendo da sequ?ncia que ? escolhida para compara??o. Para a detec??o moIecuIar de ShewanelIa redutoras de ferro, ? proposto o gene mtrB como um novo biomarcador, por ser codante de uma prote?na fundamental na redu?ao de Fe (III). Os primers espec?ficos foram desenhados e avaliados in silico e resultou em um fragmento de 360 pb. No segundo estudo, esses primers foram testados em . amostra gen?mica de S. oneidensis MR-1, amplificando a regi?o esperada. Depois desse resultado favor?vel, o par de primers foi utilizado como ferramenta para acessar as comunidades redutoras de ferro do g?nero ShewanelIa sob um stress ambiental - contamina??o com ?leo cru em sedimento de mangue, no Estado do Grande do Norte (Brasil). Os primers apresentaram alta especificidade e as rea??es resultaram em banda ?nica de amplifica??o das amostras metagen?micas. O perfil obtido no DGGE revelou varia??o temporal de ShewanelIa spp. nas amostras analisadas. Os resultados apresentados mostram a defec??o de um grupo de microrganismos biotecnologicamente importante. ShewaneIla spp. redutoras de ferro, usando um gene metab?lico como alvo. Concluiu-se que existem oito ou mais sequ?ncias 16S rDNA no g?nero ShewaneIla, com pouca diverg?ncia entre elas que afetam a filogenia; o par de primers desenhados para amplificar sequ?ncias mtrB ? uma alternativa vi?vel para detectar Shewanella redutoras de ferro em abordagens metagen?micas; tais bact?rias est?o presentes no sedimento de mangue analisado, com varia??es temporais nas amostras. Este ? o primeiro estudo experimental que examina Shewanella redutoras de ferro em um experimento metagen?mico de sedimento de mangue submetido a contamina??o por ?leo atrav?s de um gene metab?lico