Submitted by Pedro Barros (pedro.silvabarros@ufpe.br) on 2018-07-18T19:37:44Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) TESE Marciana Bizerra de Morais.pdf: 4114435 bytes, checksum: dc6f4c9eed81fa38638d76ff408b3f78 (MD5) / Approved for entry into archive by Alice Araujo (alice.caraujo@ufpe.br) on 2018-07-20T17:48:23Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) TESE Marciana Bizerra de Morais.pdf: 4114435 bytes, checksum: dc6f4c9eed81fa38638d76ff408b3f78 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-07-20T17:48:23Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) TESE Marciana Bizerra de Morais.pdf: 4114435 bytes, checksum: dc6f4c9eed81fa38638d76ff408b3f78 (MD5) Previous issue date: 2017-02-20 / CAPES / As lentilhas-d'água são plantas capazes de crescer densamente na superfície das águas, gerando rápida produção de biomassa com alto teor de proteínas e amido. Além disso, apresenta características naturais relevantes para estudos de biologia e biotecnologia de plantas e aplicações práticas, como exemplo, o estresse salino que é capaz de induzir a produção e armazenamento de amido em níveis elevados. Por outro lado, a tolerância à salinidade pode contribuir para expandir as aplicações biotecnológicas potenciais destas plantas, as quais apresentam ampla variação intraespecífica. Neste trabalho, objetivou-se identificar mecanismos antioxidativos que favorecem a aclimatação das lentilhas-d’água, visando investigar estratégias de tolerância da espécie ao estresse oxidativo ocasionado pelo estresse salino, bem como a identificação de proteínas significativamente associadas com aplicações biotecnológicas. Análises bioquímicas, fisiológicas e moleculares foram realizadas em quatro clones (M1, U1, RC e DI) da espécie Lemna aequinoctialis submetidos adiferentes concentrações de NaCl (0, 25 e 50 mM). No geral, o estresse estimulou nos clones o acúmulo de amido, açúcares redutores e reduziu o teor dos pigmentos fotossintéticos, além de provocar inibição do crescimento e respostas antioxidantes nos clones submetidos a 50 mM de NaCl. A inibição no crescimento das plantas foi reflexo do estresse oxidativo, evidenciado pelo significativo incremento no conteúdo de malondialdeído (MDA) e peróxido de hidrogênio (H₂O₂). No entanto, os clones M1 e DI cultivados sob estresse moderado (25 mM), apresentaram um incremento na atividade e no acúmulo das enzimas antioxidativas, paralelo a manutenção dos níveis de MDA. Ademais, o clone M1 destacou-se por apresentar maior extração de Na⁺, o que reflete a eficiência da aclimatação. A partir dos dados bioquímicos foram selecionados os clones M1 (mais tolerante) e U1 (mais sensível) para análise proteômica. Os géis bidimensionais apresentaram um total de 188 spots diferencialmente acumulados nos clones M1 e U1 (82 e 106, respectivamente), dos quais 131 (67 em M1 e 64 em U1) foram identificados a partir da análise por espectrometria de massa. Os perfis proteômicos tiveram coeficiente de correlação maior que 0,90. As proteínas responsivas ao estresse salino foram principalmente associadas à produção de energia, aos componentes de fotossistemas e indução de resposta a estímulos ambientais, sugerindo a existência de mecanismos de ajuste fisiológico aos fatores do estresse estudado. A redução de crescimento associado à elevada produção de amido indica que estas macrófitas podem se cultivadas sob condições salinas moderadas, podendo ser útil no processo de dessalinização, produzindo matéria-prima potencial para a produção de biocombustíveis, além de boa fonte de proteínas vegetais que pode ser direcionada para outros produtos de interesse, como consumo animal. / Duckweed are plants that grow densely on the water surface, creating fast production of biomass with high content of protein and starch. In addition to present relevant natural characteristics for biology studies and plant biotechnology and practical applications. For example, the salt stress is capable of inducing high levels of starch accumulation, while the salinity tolerance can contribute to expanding the potential biotechnological applications of these plants. However this feature, tolerance to salinity has wide intraspecific variation. The purpose of this work is to identify antioxidant mechanisms that benefit the duckweed, aiming to investigate mechanisms of tolerance of the specie to the oxidative stress caused for the salt stress, and identification of proteins Lemnoiceae significantly associated to biotechnogical applications. Biochemical analyses, physiological and molecular were performed in four clones (M1, U1, RC e DI) Lemna aequinoctialis (water lentils), subjected to different concentrations of NaCl (0, 25 e 50 mM of NaCl). To the most of the clones, the effects of salt stress stimulated accumulation of starch and reducing sugars and reduced the concentration of photosynthetic pigments. Furthermore, caused growth inhibition and antioxidant responses in 50 mM of NaCl. The inhibition in growth of the plants is reflex of oxidative stress evidenced by the significant increment in the malondialdehyde content (MDA) and hydrogen peroxide (H₂O₂). However, the clones M1 and DI cultivated under moderate stress (25mM) presented a increment in the activity and in accumulation of antioxidative enzymes parallel to the maintenance of MDA levels, besides that M1 presented higher extraction of Na⁺ which reflects the efficiency of acclimatization. The results of two-dimensional electrophoreses presented that a total of 188 spots differentially accumulated in clones M1 and U1 (82 and 106, respectively) of which 131 (67 in M1 and 64 in U1) were identified from mass spectrometry analysis. Proteomic profiles had a correlation coefficient higher than 0.90. The proteins responsive to the salt stress were mainly associated to energy production, components of photosystems and induction of response to environmental stimuli. The pattern of behavior of the identified protein suggests the existence of mechanisms of physiological adjustment to the studied stress factors. The reduction of growth associated to high starch production indicates that macrophytes can be grown under moderate salt conditions, and may be useful in the desalination process, producing material with potential biofuel, as well as a good source of plant proteins that can Products of interest, such as animal consumption.

Orientador: André Henrique Rosa / Banca: Ana Teresa Lombardi / Banca: Elisabete Alves Pereira / Banca: Marcelo Luiz Simões / Banca: Ademir dos Santos / Resumo: As interações entre interferentes endócrinos (IE), bisfenol A, estrona, 17β- estradiol, e amostras de sedimentos e turfas tropicais foram estudadas em diferentes condições de pH, tempo e quantidade de amostra, bem como estudos de sorção e dessorção utilizando colunas recheadas com turfas. Ainda foram realizados experimentos de fitorremediação de bisfenol A, linuron e 17α- etinilestradiol de diferentes ambientes utilizando as espécies Lolium perenne e Raphanus sativus. Os dados obtidos a partir dos experimentos com sedimentos mostraram uma melhor interação IE-sedimento ocorreu em valores menores de pH, enquanto os com turfas foram observados em pH 6. Uma cinética lenta foi observada através do modelo cinético de pseudo-segunda ordem que descreveu bem as interações dos IE com sedimentos e turfas (r> 0,99). A partir das isotermas de Langmuir e Freundlich, os valores dos coeficientes n e b, revelaram que as interações IE-turfa são reversíveis, exceto nos experimentos realizados com a amostra coletada em Santo Amaro das Brotas e estrona e 17α-etinilestradiol, onde os valores de b foram, respectivamente, 1,50 e 13,94. Os resultados de sorção em coluna mostraram que as turfas podem ser utilizadas como alternativa para a remoção destes compostos dos sistemas aquáticos onde tanto a sorção quanto a dessorção foram superiores a 75 %. Os experimentos de fitorremediação mostraram que a espécie Raphanus sativus foi mais eficiente na remoção dos IE, principalmente em valores de concentração dos IE mais baixos, a germinação das duas espécies foram menores quando utilizada a água do rio Morelli como meio. Estudos desta natureza proporcionam uma melhor compreensão da mobilidade, transporte e/ou reatividade destes contaminantes em sistemas aquáticos, onde a disponibilidade dos IE pode estar relacionada com a presença de... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Interactions between endocrine disruptors (ED), bisphenol A, estrone, 17β- estradiol, and samples of sediments and tropical peat were studied under different conditions of pH, time and amount of samples, and sorption and desorption studies using packed columns with peat. Although, experiments of phytoremediation of bisphenol A, 17α-ethinylestradiol and linuron were conducted in different environments using Lolium perenne and Raphanus sativus species. Data obtained from the experiments showed a better EDsediment interactions at pH 3, however a better ED-peat interactions was observed at pH 6. Slow kinetics was observed by the kinetic model of pseudosecond order which described well the interactions between IE and sediments and peat samples (r> 0.99). From the Langmuir and Freundlich isotherms, the coefficients n and b values, revealed that the ED-peat interactions are reversible, except in experiments with the sample collected in Santo Amaro das Brotas and estrone and 17α-ethinylestradiol, where the values of b were respectively 1.50 and 13.94. The column sorption results showed that peat may be used as an alternative for the removal of these compounds from aquatic systems where sorption and desorption was higher than 75%. The phytoremediation experiments showed that Raphanus sativus specie was more efficient in the removal of ED, especially in lower concentrations of ED. Lower germination of both species were observed in all experiments with water from Morelli river. Studies of this nature provide a better understanding of mobility, routing and / or reactivity of these contaminants in aquatic systems, where the availability of ED can be related to the presence of organic material. And still shows that both peat and phytoremediation, natural and economically attractive methods, can be... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:35:06Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2012-07-13Bitstream added on 2014-06-13T20:06:25Z : No. of bitstreams: 1 cunha_bb_dr_araiq.pdf: 1936730 bytes, checksum: d91b81f827ca80fb65e25addc6094ad9 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / As interações entre interferentes endócrinos (IE), bisfenol A, estrona, 17β- estradiol, e amostras de sedimentos e turfas tropicais foram estudadas em diferentes condições de pH, tempo e quantidade de amostra, bem como estudos de sorção e dessorção utilizando colunas recheadas com turfas. Ainda foram realizados experimentos de fitorremediação de bisfenol A, linuron e 17α- etinilestradiol de diferentes ambientes utilizando as espécies Lolium perenne e Raphanus sativus. Os dados obtidos a partir dos experimentos com sedimentos mostraram uma melhor interação IE-sedimento ocorreu em valores menores de pH, enquanto os com turfas foram observados em pH 6. Uma cinética lenta foi observada através do modelo cinético de pseudo-segunda ordem que descreveu bem as interações dos IE com sedimentos e turfas (r> 0,99). A partir das isotermas de Langmuir e Freundlich, os valores dos coeficientes n e b, revelaram que as interações IE-turfa são reversíveis, exceto nos experimentos realizados com a amostra coletada em Santo Amaro das Brotas e estrona e 17α-etinilestradiol, onde os valores de b foram, respectivamente, 1,50 e 13,94. Os resultados de sorção em coluna mostraram que as turfas podem ser utilizadas como alternativa para a remoção destes compostos dos sistemas aquáticos onde tanto a sorção quanto a dessorção foram superiores a 75 %. Os experimentos de fitorremediação mostraram que a espécie Raphanus sativus foi mais eficiente na remoção dos IE, principalmente em valores de concentração dos IE mais baixos, a germinação das duas espécies foram menores quando utilizada a água do rio Morelli como meio. Estudos desta natureza proporcionam uma melhor compreensão da mobilidade, transporte e/ou reatividade destes contaminantes em sistemas aquáticos, onde a disponibilidade dos IE pode estar relacionada com a presença de... / Interactions between endocrine disruptors (ED), bisphenol A, estrone, 17β- estradiol, and samples of sediments and tropical peat were studied under different conditions of pH, time and amount of samples, and sorption and desorption studies using packed columns with peat. Although, experiments of phytoremediation of bisphenol A, 17α-ethinylestradiol and linuron were conducted in different environments using Lolium perenne and Raphanus sativus species. Data obtained from the experiments showed a better EDsediment interactions at pH 3, however a better ED-peat interactions was observed at pH 6. Slow kinetics was observed by the kinetic model of pseudosecond order which described well the interactions between IE and sediments and peat samples (r> 0.99). From the Langmuir and Freundlich isotherms, the coefficients n and b values, revealed that the ED-peat interactions are reversible, except in experiments with the sample collected in Santo Amaro das Brotas and estrone and 17α-ethinylestradiol, where the values of b were respectively 1.50 and 13.94. The column sorption results showed that peat may be used as an alternative for the removal of these compounds from aquatic systems where sorption and desorption was higher than 75%. The phytoremediation experiments showed that Raphanus sativus specie was more efficient in the removal of ED, especially in lower concentrations of ED. Lower germination of both species were observed in all experiments with water from Morelli river. Studies of this nature provide a better understanding of mobility, routing and / or reactivity of these contaminants in aquatic systems, where the availability of ED can be related to the presence of organic material. And still shows that both peat and phytoremediation, natural and economically attractive methods, can be... (Complete abstract click electronic access below)

Submitted by Tiago Jose da Silva null (tiagosilva@itapeva.unesp.br) on 2017-01-19T10:45:30Z No. of bitstreams: 1 Dissertação Versão final - Fitorremediação em escala piloto.pdf: 2469766 bytes, checksum: 5ce775e2e0e7701e453654de9c672942 (MD5) / Approved for entry into archive by Juliano Benedito Ferreira (julianoferreira@reitoria.unesp.br) on 2017-01-24T15:59:15Z (GMT) No. of bitstreams: 1 silva_ts_me_soro.pdf: 2469766 bytes, checksum: 5ce775e2e0e7701e453654de9c672942 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-01-24T15:59:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 silva_ts_me_soro.pdf: 2469766 bytes, checksum: 5ce775e2e0e7701e453654de9c672942 (MD5) Previous issue date: 2016-12-02 / A fitorremediação é um método que utiliza plantas para recuperação de solos contaminados. Esse método apresenta vantagens devido à sua natureza permanente, combinada a baixos custos de manutenção, proteção contra a erosão eólica e hídrica e maior estruturação dos solos. Espécies florestais como pinus podem ser apropriadas para a revegetação de áreas contaminadas e propiciar ainda retorno econômico. Este trabalho teve como objetivo avaliar a tolerância, o acúmulo e a distribuição de diferentes concentrações dos íons zinco e cobre em mudas de Pinus elliottii em condições de viveiro e considerar o potencial fitorremediador da espécie na região de Itapeva - SP. Para isso foi realizada a montagem de sistemas de fitorremediação em escala piloto. O solo foi contaminado com quantidades definidas de Zn e Cu equivalentes a 0, 1, 2 e 3 vezes o valor definido como de intervenção agrícola para o Estado de São Paulo. Adotou-se delineamento experimental inteiramente casualizado, com quatro repetições para cada tratamento. Determinou-se as concentrações dos metais no sistema radicular e foliar das mudas e no solo antes e após os seis meses de avaliação. Todos os parâmetros estudados foram submetidos a análises estatísticas paramétricas usuais e comparados por teste de confrontamento de médias Tukey a 5% de probabilidade. Os resultados mostraram redução dos teores de Cu e Zn no solo em relação aos valores iniciais em todos os tratamentos em que foi cultivado Pinus elliottii. Nas acículas houve aumento da concentração de Cu em relação à concentração inicial em todas as parcelas experimentais estudadas. Constatou-se que quanto maior a dose do metal no solo, maior o teor recuperado na parte aérea até a dose correspondente a duas vezes o valor de intervenção agrícola. A partir dessa concentração tem-se uma estabilização sugerindo que a planta atingiu um ponto máximo de absorção do Cu. No caso do Zn houve aumento da concentração nas acículas em relação à concentração inicial em todos os tratamentos, e houve correlação entre quantidade do metal aplicada ao solo e quantidade recuperada após o período de estudo. De modo diferente do comportamento com Cu, não há uma tendência de estabilização do teor de absorção nas acículas por Pinus elliottii. A concentração de Zn no sistema radicular, por sua vez, indica estabilização na absorção desse metal pelo Pinus elliottii e que não houve correlação da quantidade do metal presente no solo e a recuperada no sistema radicular. Apesar disso, houve aumento da concentração de Zn no sistema radicular de 170% em todos os tratamentos testados. Pinus elliottii em condição de muda, acumulou maiores teores de Cu em seu sistema radicular em relação ao sistema foliar em todos os tratamentos analisados. Observou-se variação na absorção quanto a translocação em função do metal analisado e da dose aplicada no solo. Nos tratamentos com Cu e Zn Pinus elliottii não apresentou sinais visíveis de fitotoxidez, importante característica para escolha da espécie em programas de fitorremediação. Para ambos os metais Cu e Zn Pinus elliottii pode ser considerada espécie fitoestabilizadora nas condições testadas.

Submitted by Fernanda Rodrigues de Lima (fernanda.rlima@ufpe.br) on 2018-07-24T19:39:38Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) DISSERTAÇÃO Adauto Gomes Barbosa Neto.pdf: 4020344 bytes, checksum: dcaa0fd2776d6de799b7f41c743d7384 (MD5) / Approved for entry into archive by Alice Araujo (alice.caraujo@ufpe.br) on 2018-07-25T18:00:06Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) DISSERTAÇÃO Adauto Gomes Barbosa Neto.pdf: 4020344 bytes, checksum: dcaa0fd2776d6de799b7f41c743d7384 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-07-25T18:00:06Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) DISSERTAÇÃO Adauto Gomes Barbosa Neto.pdf: 4020344 bytes, checksum: dcaa0fd2776d6de799b7f41c743d7384 (MD5) Previous issue date: 2017-02-17 / CAPES / Lentilhas-d’água ou duckweed, em inglês, são pequenas macrófitas aquáticas, consideradas como as menores angiospermas conhecidas, agrupadas na família Lemnaceae. Estas plantas apresentam capacidade natural de se adaptar e colonizar água residual antropogênica, reciclando diversos poluentes e gerando elevada quantidade de biomassa, o que têm despertado interesse para tratamento de efluentes e para produção de bioenergia. Estudos moleculares têm sido aplicados em lentilhas-d’água de maneira crescente visando seu desenvolvimento genético e biotecnológico como planta cultivada. Neste contexto, o presente projeto caracterizou clones de lentilhas-d’água coletados na região metropolitana de Recife-PE, nordeste do Brasil, quanto ao seu potencial para fitorremediação e produção de biomassa para bioenergia e, ainda, detectou proteínas diferenciais associadas ao potencial biotecnológico de lentilha-d’água cultivada na presença de água residual. A caracterização in vitro revelou elevado potencial plástico dos clones de lentilhas-d’água, em contraste, revelou baixa diversidade genética revelada pela análise fenética da sequência intergênica cloroplastidial atpF-atpH. O estudo também revelou que o meio Schenk&Hildebrandt (SH), ½ força, melhora o crescimento dos clones, aumentando significativamente a produção de biomassa. Cultivados em água residual, quatro clones, foram capazes de remover significativa quantidade de nitrogênio e fósforo. Enquanto a análise protêomica revelou 213 proteínas diferenciais, potencialmente associadas com a adaptação e o sucesso de lentilhas-d’água para crescer a partir águas residuais, revelando os potenciais mecanismos moleculares, metabólicos e fisiológicos, que poderá contribuir para identificação de marcadores funcionais para aplicações biotecnológicas das lentilhas-d’água. / Duckweed are small aquatic macrophytes, considered as the smallest known angiosperms, grouped in the family Lemnaceae. These plants have the natural ability to adapt and colonize anthropogenic wastewater, recycling several pollutants and generating a high amount of biomass, which has aroused interest in effluent treatment and bioenergy production. Molecular studies have been applied in duckweed growing to increase genetic and biotechnological development as a crop plant. In this context, the present project characterized duckweed clones from metropolitan region of Recife-PE, northeast of Brazil, regarding their potential for phytoremediation and biomass production for bioenergy, and also detected differential proteins associated with biotechnological potential of duckweed cultivated from wastewater. In vitro characterization revealed a high plastic potential of the duckweed clones, in contrast, with the low genetic diversity revealed by the phenetic analysis from atpF-atpH intergenic spacer chloroplastic sequences. The study also revealed that the Schenk and Hildebrandt (SH) medium, half strength, improves the growth of clones, increasing biomass production significantly. Cultivated in wastewater, four clones, were able to remove significant amounts of nitrogen and phosphorus. While the proteomic analysis revealed 213 differential proteins, potentially associated with the adaptation and success of duckweed to grow from wastewater. These results revealed the potential molecular, metabolic and physiological mechanisms that could contribute to the identification of functional markers for duckweed biotechnological applications.

Foram analisados os parâmetros mais relevantes (Demanda Bioquímica de Oxigênio, Coliformes Fecais e Totais, Turbidez, Cor, e Substâncias químicas inorgânicas) para a caracterização das águas para abastecimento público no Rio Piracicaba, durante o período de junho/1986 a junho/1987. Foram ainda estudadas as eficiências de 2 sistemas para descontaminação de águas. O primeiro processo estudado utilizava uma combinação de plantas aquáticas flutuantes (principalmente a Eichornia crassipes) e solos filtrantes cultivados com arroz (ORIZA SATIVA-variedade IAC 44/40). O canal de plantas flutuantes totalizava uma área de 4320 m2 e dos solos filtrantes 2014 m2. A vazão de entrada no sistema foi mantida a 401/s, equivalente a 931/s/ha e no solo filtrante 201/s, equivalente a 991/s/ha. O segundo processo estudado foi uma seqüência de dois solos filtrantes cultivados com arroz (ORIZA SATIVA - variedade IAC 44/40), totalizando uma área de 410 m2. A vazão foi mantida a 21/s, equivalente a 491/s/ha. Os dados obtidos indicaram que a utilização desses sistemas permite uma descontaminação da água, especialmente DBO5, coliformes fecais e totais, turbidez, cor e substâncias químicas inorgânicas. / The most important parameters (BOD5, Total and Fecal Coliformes, turbidity, color and inorganic compounds) for characterization of drinking water were analysed during the period of june/1986 to june/1987. The efficiency of two systems for water descontamination were studied during this period. The first system studied was a combination of floting aquatic plants and soil beds cultivated with rice. The area of the system with aquatic plants was 4,320 m2 and the area of the soil beds was 2,014 m2. The flow in the system with aquatic plants was constant during the whole experiment time and equal to 40 1/s, corresponding to a flow was 20 1/s equivalent to 99 1/s/ha. The second system studied was a sequence of two soils beds cultivated with rice, with a total area of 410 m2. The flow was also constant and equal to 2 1/s, equivalent to 49 1/s/ha. The data obtained during one year of the experiment showed that both systems can reduce significantly the most important parameters of the water, such as total and fecal coliformes, BOD5, turbidity color and inorganic compounds.

Orientador: Lucia Maria Carareto Alves / Coorientador: Luciana Maria Saran / Banca: Mariana Carina Frigieri / Banca: David Luciano Rosalen / Resumo: A contaminação do solo pode ser decorrente do descarte inadequado de substâncias com potencial poluente ou do uso agrícola prolongado com aplicação de materiais corretivos de acidez, fertilizantes e defensivos. O objetivo deste estudo foi avaliar a distribuição espacial de cádmio (Cd), cromo (Cr) e níquel (Ni) em Latossolo sob plantio direto, convencional e convencional com aplicação de lodo de esgoto, em áreas com exploração agrícola há mais de 80 anos. As concentrações dos metais em 422 amostras de solo foram mensuradas por espectroscopia de absorção atômica com chama ar-acetileno, sendo os extratos obtidos por extração com HNO3, H2O2 e HCl em sistema aberto (USEPA-3050B). As variáveis pH e matéria orgânica também foram determinadas. Os mapas de distribuição espacial foram elaborados a partir do software Spring v. 5.2.7 e auxiliaram na visualização da dispersão dos metais na área de estudo, indicando níveis de contaminação. A análise estatística multivariada por componentes principais diferenciou as amostras de solo de mata nativa das que estão sob atividade agrícola, apontando a uma mesma fonte de contaminação para Cr e Ni, como também para a correlação da matéria orgânica com Cd. Conclui-se que a área estudada apresenta contaminação, em larga escala, por Cd e Cr, e contaminações pontuais por Ni, estando alguns valores dentro da faixa de intervenção / Abstract: Soil contamination may result from inappropriate use of substances with pollution potential or from the prolonged agricultural use with application of acidity corrective materials, fertilizers and pesticides. The aim of this work was to evaluate the spatial distribution of cadmium (Cd), chromium (Cr) and nickel (Ni) in latosol under no tillage, conventional tillage and conventional with sewage sludge application, in agricultural exploration areas for over 80 years. Metals concentration in 422 soil samples were measured by atomic absorption spectroscopy with acetylene-air flame, obtaining the extracts by extraction with HNO3, H2O2 e HCl in open system (USEPA-3050B). The variables pH and organic matter were obtained. Maps of spacial distribution were elaborated by software Spring v. 5.2.7 and assisted in the visualization of the metals dispersion in the study area, indicating contamination levels. The statistical multivariate by main components differentiated the native forest soil samples from those under agricultural activity, pointing to a same contamination source to Cr and Ni, and to the organic matter correlation to Cd as well. It can be concluded that the studied area presents contamination in large scale by Cd and Cr and pontual contamination by Ni, being some of the values into the intervention group / Mestre

Orientador: Eliana Gertrudes de Macedo Lemos / Coorientador: Jackson Antônio Marcondes de Souza / Banca: Maria Benincasa Vidotti / Banca: Tereza Cristina Luque Castellane / Resumo: O cádmio (Cd) é um metal pesado que mesmo sob baixas concentrações, é tóxico. Alguns micro-organismos possuem a habilidade de responder positivamente às quantidades nocivas desse metal. Nesse trabalho, bactérias foram isoladas da torta de filtro, um subproduto da indústria agroenergética e testadas quanto à resistência ao Cd, solubilização de fosfato (SF) e produção de fitormônio de crescimento (AIA). A bactéria que mais se destacou nos testes anteriormente citados foi inoculada em sementes de feijão guandu (Cajanus cajan L. Millsp) e o benefício promovido pela interação na germinação e desenvolvimento das plântulas estressadas pelo Cd foi avaliado. A partir do sequenciamento parcial do gene 16S rRNA, foi possível comprovar com 91% de similaridade que o isolado selecionado pertence ao gênero Pseudomonas. Os resultados inferidos pelo espectrofotômetro de absorção atômica mostraram que a capacidade de retenção de Cd, foi maior nos materiais provenientes das sementes inoculadas e que a capacidade de absorção da raiz em relação à parte aérea foi 80% maior. Assim, a partir desse estudo foi possível observar que as plântulas inoculadas com Pseudomonas absorveram mais metal do meio. O estudo de plântulas hiperacumuladoras de Cd pode fornecer informações importantes para a melhor compreensão desta tolerância / Abstract: Cadmium (Cd) is a heavy metal that even at low concentrations is toxic. Some microorganisms have the ability to respond positively to harmful amounts of this metal. In this study, bacteria were isolated from the filter cake, a bioproduct of the bioenergy industry and tested for resistance to Cd, phosphate solubilization (PS) and growth phytohormone production (IAA). The bacterium that stood out in the tests mentioned above was inoculated on pigeon pea (Cajanus cajan L. Millsp) seeds and the beneficial interaction for germination and seedling development stressed by Cd was evaluated. From the partial 16S rRNA gene, it was possible to observe that with 91% similarity the bacterial isolate selected belongs to the genus Pseudomonas. The results inferred by atomic absorption spectrophotometer showed that the retention capacity of Cd was higher in materials from inoculated seeds and that the root to shoot ratio absorption capacity was 80% higher. Thus, from this study it was observed that the seedlings inoculated with Pseudomonas retained a higher amount of metal. The study of Cd hyperaccumulators seedlings can provide important information for better understanding of this tolerance / Mestre

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Biotecnologia e Biociências, Florianópolis, 2014. / Made available in DSpace on 2015-02-05T20:20:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 331966.pdf: 1866227 bytes, checksum: 7d761c3742955f3261729e6c65bc7da7 (MD5) Previous issue date: 2014 / A Drenagem Ácida de Mina de Carvão (DAM) é o impacto mais significativo na região carbonífera do Estado de Santa Catarina, tendo a oxidação da pirita (FeS2) como o principal responsável por desencadear tal impacto. A água derivada da mineração, do processamento e dos rejeitos apresentam pH baixo (<3) e elevados níveis de metais pesados, afetando severamente as bacias hidrográficas e o solo. Os métodos convencionais estabelecidos para remediar esse ambiente contaminado são frequentemente caros, invasivos e não fazem uso eficaz dos recursos existentes. Dessa maneira, a fitorremediação tem se mostrado uma boa candidata, apresentando uma excelente relação custo benefício, uma alternativa de remediação sustentável, exigindo o mínimo de intervenção e manutenção. No entanto, as condições impostas pela DAM dificultam o estabelecimento de plantas nesse ambiente, sendo que, uma das formas encontradas pelos vegetais para contornar essa situação é através do estabelecimento de associação com bactérias, que podem trazer benefícios às mesmas, como por exemplo, a remoção dos metais pesados. Desta forma, o objetivo deste trabalho foi identificar e caracterizar microrganismos endofíticos que possam ser utilizados em processos de fitorremediação. Para tanto, foram coletadas amostras de tecidos vegetais de quatro espécies diferentes de plantas em Siderópolis (local impactado pela DAM) e Florianópolis (local não impactado) entre julho de 2012 a março de 2013. Foram isolados 192 microrganismos endofíticos, sendo 114 bactérias e 78 fungos. Dentre os isolados obtidos, apenas as bactérias endofíticas foram identificadas e caracterizadas quanto à resistência a metais pesados, fixação de nitrogênio e solubilização de fosfato inorgânico. Por meio do sequenciamento parcial do gene 16S rRNA, foram identificadas 94 bactérias. Dentre essas, 44 bactérias são provenientes de Siderópolis e 50 de Florianópolis, sendo os isolados agrupados em seis classes filogenéticas: Acidobacteriales, Actinobacteridae, Alphaproteobacteria, Bacilli, Betaproteobacteria e Gammaproteobacteria. Os resultados demonstraram que dos isolados avaliados, pelo menos 20 apresentaram capacidade em tolerar elevadas concentrações dosíons metálicos Zn2+, Pb2+ e Cd2+. Além disso, outras 14 cepas apresentaram habilidade em solubilizar fosfato inorgânico e um isolado apresentou o gene nifD, responsável pela fixação de nitrogênio atmosférico. Três bactérias se sobressaíram nos testes realizados, sendo elas LAMA 1146 - Bacillus sp., LAMA 1170 - Serratia marcescens e LAMA 1179 - Brevibacillus borstelensis. As bactérias identificadas nesse trabalho têm potencial para aplicação em processos de fitorremediação.<br> / Abstract : Acid Mine Drainage (AMD) is the most significant impact on the carboniferous region of Santa Catarina State, with the pyrite oxidation (FeS2) as the main responsible for the impact. Mining water, coal processing and tailings have low pH (<3) and high levels of heavy metal that affecting watersheds and soil. Conventional methods established to remedy this contaminated environment are often expensive, invasive and not use resources efficiently. Thus, phytoremediation has proven to be a good candidate with excellent cost-benefit, an alternative sustainable remediation that requires intervention and maintenance minimal. However, the conditions imposed by AMD difficult to establish plants in this environment, and one of the forms found by plants to overcome this situation was associated with bacteria that can benefits to them, such as removal of heavy metals. The objective of this study were identify and characterize endophytic microorganisms that can be used in phytoremediation processes. Thus, samples (roots and leaves) from four species of plants in Siderópolis (impacted by DAM) and Florianópolis were collected (not impacted) from July 2012 to March 2013. They were isolated 192 microrganisms, of these 114 were bacteria and 78 were fungi. Among the isolates, only bacteria were identified and characterized for heavy metal resistence, nitrogen fixation and phosphate solubilization. By partial sequencing of 16S rDNA were identified 94 endophytic bacteria. Among these, 44 bacteria were isolated from Siderópolis plants and 50 were isolated from Florianópolis plants and the isolates grouped into six phylogenetic classes: Acidobacteriales, Actinobacteridae, Alphaproteobacteria, Bacilli, Betaproteobacteria and Gammaproteobacteria. The results showed that 20 bacterial isolates tolerated high concentrations of Zn2+, Pb2+ and Cd2+. In addition, 14 other isolates showed high phosphate solubilization ability and one isolate presented the nifD gene. The bacterial isolates LAMA 1146 - Bacillus sp, LAMA 1170 - Serratia marcescens and LAMA 1179 - Brevibacillus borstelensis were prominent in tests. The bacteria identified in this study have potential for use in phytoremediation processes.

O uso de plantas e microrganismos para remediar solos contaminados por metais pesados é uma alternativa aos métodos convencionais desde que o potencial destes organismos seja avaliado. Deste modo, o presente trabalho teve como objetivo identificar plantas capazes de acumular metais, isolar e identificar microrganismos resistentes e biorremovedores de chumbo, avaliar a fitoextração da mucuna-anâ associada à bioaumentação por bactérias e os riscos da fitoacumulação de metais em plantas medicinais cultivadas em solos contaminados. Amostras de solo (rizosférico e não rizosférico) e de plantas espontâneas foram coletadas de áreas de mineração contaminadas por metais a mais de 40 anos. Experimentos foram conduzidos no Laboratório de Microbiologia e na casa de vegetação da Faculdade de Agronomia da UFRGS, com o objetivo de isolar, identificar e caracterizar a produção de promotores de crescimento vegetal de bactérias resistentes ao Pb, avaliar a bioaumentação bacteriana da mucuna-anã cultivada em solos contaminados e a fitoacumulação de metais pesados em plantas medicinais. Nenhuma planta espontânea foi identificada como hiperacumuladora de metais, porém podem ser usadas nas etapas de recuperação de áreas contaminadas. Foram isoladas 25 bactérias resistentes a Pb. Três isolados bacterianos resistentes a Pb produziram ácido indol-3-acético e sideróforos, contudo não foram capazes de solubilizar fosfato de cálcio. temperatura de incubação, o pH inicial e a concentração inicial de Pb afetam o crescimento bacteriano e a biorremoção. A mucuna-anã foi capaz de acumular na fitomassa da parte aérea e raízes elevadas quantidades de Fe, Zn, Cu, Mn, Ni, Cd, Pb, Cr, Ba e As sendo considerada uma hiperacumuladora de Cu e Zn. Os teores de Fe, Zn, Cu, Mn, Ni, Cd, Cr, Pb, As e Ba encontrados na fitomassa da parte aérea e raiz das espécies medicinais foram muito acima das estabelecidas pela Organização Mundial da Saúde. / The use of plants and microorganisms to remediate soils contaminated by heavy metals is an alternative to conventional methods since the potential of these organisms could be properly evaluated. This study aimed to identify plants capable of accumulating metals, isolate and identify microorganisms capable to resist and remove lead and also produces plant growth promoters, evaluate the phytoextraction of bioaugmented Mucuna deeringiana and the potencial risks about the use of medicinal plants for heavy metal accumulation. Soil samples (rhizospheric and non-rhizospheric) and spontaneous plants were collected from mining areas contaminated by metals for over 40 years. Experiments were conducted at the laboratory and at the greenhouse with contaminated soil. The greenhouse experiments evaluated the effect of bacterial bioaugmentation in the growth of Mucuna deeringiana and the phyto-accumulation of metals in medicinal plants. No spontaneous plant was identified as hyperaccumulator of metals, but can be used during the recovering process of contaminated areas. Three Pbresistant bacterial isolates were related to produce indole-3- acetic acid and siderophores, but were not able to solubilize calcium phosphate. The incubation temperature, the initial pH and the initial concentration of Pb affect bacterial growth and Pb bioremoval. The Mucuna deeringiana was able to accumulate in the biomass of shoots and roots high amounts of Fe, Zn, Cu, Mn, Ni, Cd, Pb, Cr, and Ba being considered a Cu and Zn hyperaccumulator. The contents of Fe, Zn, Cu, Mn, Ni, Cd, Cr, Pb, As and Ba found in the biomass of the aerial part and roots of medicinal species were above recommended by the World Health Organization.