>Magister Scientiae - MSc / Second generation biofuels production requires a suite of lignocellulolytic enzymes, acting synergistically to liberate the fermentable monosaccharides contained within agricultural waste materials. The use of thermostable lignocellulosic enzymes in a high-temperature process represents a number of advantages over their respective mesophilic counterparts, including increased solubility of the polymeric lignocellulosic substrates, enhanced enzyme processivity and reduced risk of bacterial and/or phage contamination during fermentation (Turner et al., 2007; Viikari et al., 2007). Alpha-L-arabinofuranosidases (AFases) participate in the deconstruction of lignocellulosic materials by hydrolysing the arabinofuranosyl bonds contained within the hemicellulosic portion of lignocellulose. In this study, three AFases isolated from compost-derived metagenomic DNA were characterised. Three genes derived from the fosmid metagenomic library constructed from 70°C compost were cloned into the pET21a(+) expression vector and expressed in E. coli BL21. The heterologously expressed proteins, AFase_H4, AFase_E3 and AFase_D3, were subsequently purified and their biochemical characteristics determined. All three AFases were shown to be active between pH 4.0 and 6.0. AFase_H4 and AFase_E3 displayed the highest activity at 60oC, while AFase_D3 had an optimum temperature at 25oC. Furthermore, the three AFases had differing thermostability profiles. In particular, AFase_E3 maintains 100% residual activity following 60 min incubation at 80oC and 24 hour incubation at 60oC. All three AFases have activity upon p-Nitrophenyl-arabinofuranoside and none against a range of alternative p-Nitrophenylglycosidic substrates. Phylogenetic analysis of the catalytic domain, identified within the amino acid sequences of the AFases, suggests that these AFases belong to glycoside hydrolase (GH) family 51. The difference in the AFase primary amino acid sequence motifs were used to infer differences in thermostability. All three AFases indicated similar biochemical and biophysical characteristics. AFase_E3 was determined to be the most thermostable amongst all three AFases. In the assessment of the three AFases respective suitability for inclusion in thermogenic bioethanol production processes, AFase_E3 was concluded as a suitable candidate for hydrolysis and synergistic testing on natural substrates. AFase_D3 possess the potential to be included in novel mesophilic industrialized process.

Devido à praticidade do uso de enzimas na transformação de produtos, o desenvolvimento de tecnologias dos processos enzimáticos e sua utilização vêm crescendo na indústria devido às inúmeras aplicações em vários setores de importância econômica e saúde. Os fungos do gênero Pleurotus, conhecidos por fungos da podridão branca, sintetizam uma variedade de enzimas lignocelulolíticas que tem potencial para degradar/transformar diversos compostos poliméricos, entre eles a vinhaça oriunda da indústria sucroalcooleira. A proposta deste trabalho foi a de avaliar as enzimas lignocelulolíticas como lacase, peroxidase e manganês peroxidase, sintetizadas pelos fungos P. sajor-caju CCB 020, P. ostreatus e P. albidus CCB 068, cultivados em vinhaça e/ou bagaço de cana-de-açúcar umedecidos com vinhaça. A atividade dessas enzimas extracelulares foram avaliadas, a cada três dias, durante 30 dias, quanto a estabilidade com relação ao tempo, e relacionadas a capacidade de degradação do corante índigo. O cultivo dos fungos foi realizado a 28°C em incubadoras, com agitação para vinhaça in natura, e estacionária para o meio sólido. Após o cultivo, o sobrenadante ou a solução enzimática extraída, do meio sólido, com tampão citrato, foram utilizados. A descoloração do corante índigo foi testada em solução à 0,02%, a pH 4,5 e temperatura 35°C. As atividades variaram com o meio de cultivo e com as linhagens. A lacase teve picos de atividades entre 12º e 15º dias com valores variando de 384 a 1.463 UI L-1, no meio líquido e no meio sólido, picos ao 6° dia de cultivo, com valores de 4 a 40 UI L-1. A atividade da peroxidase teve pico aos, 12°, 15° e 21° dia de cultivo, conforme a linhagem do fungo e atividades entre 356 a 975 UI L-1. A atividade de MnP teve pico aos 12° e 18° dia e atividades de pico entre 2,24 a 174 UI L-1. Quanto a atividade específica P. sajor-caju produziu lacase e MnP com maior eficiência comparado com as outras linhagens, enquanto que P. albidus CCB 068, produziu peroxidases com maior eficiência. O cultivo em vinhaça in natura foi mais eficiente que em meio sólido com bagaço. As estabilidades das atividades enzimáticas variaram conforme a linhagem do fungo, tempo de cultivo e com o tempo de estocagem, de 1, 2 e 24 h na temperatura ambiente. A descoloração do índigo foi relacionada com a atividade enzimática de lacase e MnP para a linhagem do fungo P. sajor-caju CCB 020. Entretanto, como foi mostrado no estudo, os basidiomicetos P. sajor-caju CCB 020, P. ostreatus, P. albidus CCB 068 apresentaram uma descoloração da vinhaça foi possível observar que o fungo P. sajor-caju CCB 020 apresentou maior potencial de descoloração da vinhaça de aproximadamente 70%, em relação ao P. ostreatus e P. albidus CCB 068 tiveram resultado inferior. A descoloração da vinhaça com relação à absorbância é lida a 680 nm. Ambos fungos inoculados em meio contendo vinhaça + bagaço teve melhor resultado nos 3º, 6º, 9º, 12º, 21º e 30º dias, exceto aos 15º e 18º dias, onde o meio só com vinhaça teve melhor resultado, em ambos os comprimentos de onda (\'lâmbda\'). O P. sajor-caju CCB 020 inoculado em meio de vinhaça + bagaço foi melhor aos 9º e 12º dias, na eficiência da descoloração do corante com 83,56% a 77,56% dos resultados, para P. ostreatus foi melhor aos 6º e 12º dias, na descoloração do corante com 46,09% a 46,18% respectivamente, já para P. albidus CCB 068 resultado foi nos dias 6º e 9º dias (56,23% e 57,42%) / Due to the convenience of using enzymes in the processing of products, technology development of enzymatic processes and its use are growing in the industry because of numerous applications in various sectors of economic and health importance. The fungi of the genus Pleurotus synthesize a variety of lignocellulolytic enzymes that has the potential to degrade / transform various polymeric compounds, including vinasse originating from the sugar industry. The proposal is to evaluate lignocellulolytic enzymes such as laccase, peroxidase and MnP, synthesized by the fungi P. sajor-caju CCB 020, P. ostreatus and P.albidus CCB 068 cultivated in vinasse and /or sugarcane bagasse moistened with vinasse. The activity of these extracellular enzymes was evaluated every three days for 30 days with regard to stability in relation to time and related to the degradation ability of the indigo dye. The cultivation of the fungi was performed at 28°C in incubators, with stirring of vinasse in nature, and the solid medium was stationary. After culturing, the supernatant or the enzyme solution extracted from the solid medium with citrate buffer was used. Decolorization of the indigo dye was tested in solution at 0.02% at pH 4.5 and 35 °C temperature. The activities varied according to the culture medium and the strains. Laccase had peaks of activity between the 12th and 15th days with values ranging from 384 to 1463 UI L-1, in the liquid and solid medium with peaks at the 6th day of culture, with values ranging from 4 a 40 UI L-1. Peroxidase activity peaked at the 12th, 15th and 21st days of cultivation, according to the strain of the fungus and activities from 356 to 975 UI L-1. The MnP activity peaked at the 12th and 18th days and had peak activities from 2.24 to 174 IU L-1. The specific activity P. sajor-caju CCB 020 produced laccase and MnPmore efficiently when compared with the other strains, whereas P. albidus, produced peroxidases more efficiently. Cultivation in vinasse in nature was more efficient than cultivation in solid medium with sugar cane bagasse. The stabilities of the enzymaticactivities varied with the strain of the fungus, cultivation time and the storage time of 1, 2 and 24 h at room temperature. The indigo decolorization was related to the enzymatic activity of laccase and MnP for the strain of the fungus P. sajor-caju CCB 020. However, Pleurotus showed decolorization of vinasse, and it was noticed that P. sajor-caju CCB 020 showed greater potential for vinasse decolorization, about 70%, compared to the others that had lower results. The vinasse decolorization with respect to the absorbance is read at 680 nm. Both fungi inoculated in medium containing vinasse + bagasse had better results on the 3rd ,6th, 9th, 12th, 21st and 30th days, except on the 15th and 18th days when the medium with vinasse alone had better results in both wavelengths (\'lâmbda\'). The P. sajorcaju CCB 020 inoculated in the vinasse + bagasse medium was better on the 9thand 12th days, in the efficiency of decolorization of the dye with 83.56% to 77.56% of the results, for P. ostreatus it was better on the 6th and 12th days in decolorization of the dye with 46.09% and 46.18% respectively, while for P. albidus CCB 068 the result was on the 6th and 9th days (56.23% and 57.42%)

Devido à praticidade do uso de enzimas na transformação de produtos, o desenvolvimento de tecnologias dos processos enzimáticos e sua utilização vêm crescendo na indústria devido às inúmeras aplicações em vários setores de importância econômica e saúde. Os fungos do gênero Pleurotus, conhecidos por fungos da podridão branca, sintetizam uma variedade de enzimas lignocelulolíticas que tem potencial para degradar/transformar diversos compostos poliméricos, entre eles a vinhaça oriunda da indústria sucroalcooleira. A proposta deste trabalho foi a de avaliar as enzimas lignocelulolíticas como lacase, peroxidase e manganês peroxidase, sintetizadas pelos fungos P. sajor-caju CCB 020, P. ostreatus e P. albidus CCB 068, cultivados em vinhaça e/ou bagaço de cana-de-açúcar umedecidos com vinhaça. A atividade dessas enzimas extracelulares foram avaliadas, a cada três dias, durante 30 dias, quanto a estabilidade com relação ao tempo, e relacionadas a capacidade de degradação do corante índigo. O cultivo dos fungos foi realizado a 28°C em incubadoras, com agitação para vinhaça in natura, e estacionária para o meio sólido. Após o cultivo, o sobrenadante ou a solução enzimática extraída, do meio sólido, com tampão citrato, foram utilizados. A descoloração do corante índigo foi testada em solução à 0,02%, a pH 4,5 e temperatura 35°C. As atividades variaram com o meio de cultivo e com as linhagens. A lacase teve picos de atividades entre 12º e 15º dias com valores variando de 384 a 1.463 UI L-1, no meio líquido e no meio sólido, picos ao 6° dia de cultivo, com valores de 4 a 40 UI L-1. A atividade da peroxidase teve pico aos, 12°, 15° e 21° dia de cultivo, conforme a linhagem do fungo e atividades entre 356 a 975 UI L-1. A atividade de MnP teve pico aos 12° e 18° dia e atividades de pico entre 2,24 a 174 UI L-1. Quanto a atividade específica P. sajor-caju produziu lacase e MnP com maior eficiência comparado com as outras linhagens, enquanto que P. albidus CCB 068, produziu peroxidases com maior eficiência. O cultivo em vinhaça in natura foi mais eficiente que em meio sólido com bagaço. As estabilidades das atividades enzimáticas variaram conforme a linhagem do fungo, tempo de cultivo e com o tempo de estocagem, de 1, 2 e 24 h na temperatura ambiente. A descoloração do índigo foi relacionada com a atividade enzimática de lacase e MnP para a linhagem do fungo P. sajor-caju CCB 020. Entretanto, como foi mostrado no estudo, os basidiomicetos P. sajor-caju CCB 020, P. ostreatus, P. albidus CCB 068 apresentaram uma descoloração da vinhaça foi possível observar que o fungo P. sajor-caju CCB 020 apresentou maior potencial de descoloração da vinhaça de aproximadamente 70%, em relação ao P. ostreatus e P. albidus CCB 068 tiveram resultado inferior. A descoloração da vinhaça com relação à absorbância é lida a 680 nm. Ambos fungos inoculados em meio contendo vinhaça + bagaço teve melhor resultado nos 3º, 6º, 9º, 12º, 21º e 30º dias, exceto aos 15º e 18º dias, onde o meio só com vinhaça teve melhor resultado, em ambos os comprimentos de onda (\'lâmbda\'). O P. sajor-caju CCB 020 inoculado em meio de vinhaça + bagaço foi melhor aos 9º e 12º dias, na eficiência da descoloração do corante com 83,56% a 77,56% dos resultados, para P. ostreatus foi melhor aos 6º e 12º dias, na descoloração do corante com 46,09% a 46,18% respectivamente, já para P. albidus CCB 068 resultado foi nos dias 6º e 9º dias (56,23% e 57,42%) / Due to the convenience of using enzymes in the processing of products, technology development of enzymatic processes and its use are growing in the industry because of numerous applications in various sectors of economic and health importance. The fungi of the genus Pleurotus synthesize a variety of lignocellulolytic enzymes that has the potential to degrade / transform various polymeric compounds, including vinasse originating from the sugar industry. The proposal is to evaluate lignocellulolytic enzymes such as laccase, peroxidase and MnP, synthesized by the fungi P. sajor-caju CCB 020, P. ostreatus and P.albidus CCB 068 cultivated in vinasse and /or sugarcane bagasse moistened with vinasse. The activity of these extracellular enzymes was evaluated every three days for 30 days with regard to stability in relation to time and related to the degradation ability of the indigo dye. The cultivation of the fungi was performed at 28°C in incubators, with stirring of vinasse in nature, and the solid medium was stationary. After culturing, the supernatant or the enzyme solution extracted from the solid medium with citrate buffer was used. Decolorization of the indigo dye was tested in solution at 0.02% at pH 4.5 and 35 °C temperature. The activities varied according to the culture medium and the strains. Laccase had peaks of activity between the 12th and 15th days with values ranging from 384 to 1463 UI L-1, in the liquid and solid medium with peaks at the 6th day of culture, with values ranging from 4 a 40 UI L-1. Peroxidase activity peaked at the 12th, 15th and 21st days of cultivation, according to the strain of the fungus and activities from 356 to 975 UI L-1. The MnP activity peaked at the 12th and 18th days and had peak activities from 2.24 to 174 IU L-1. The specific activity P. sajor-caju CCB 020 produced laccase and MnPmore efficiently when compared with the other strains, whereas P. albidus, produced peroxidases more efficiently. Cultivation in vinasse in nature was more efficient than cultivation in solid medium with sugar cane bagasse. The stabilities of the enzymaticactivities varied with the strain of the fungus, cultivation time and the storage time of 1, 2 and 24 h at room temperature. The indigo decolorization was related to the enzymatic activity of laccase and MnP for the strain of the fungus P. sajor-caju CCB 020. However, Pleurotus showed decolorization of vinasse, and it was noticed that P. sajor-caju CCB 020 showed greater potential for vinasse decolorization, about 70%, compared to the others that had lower results. The vinasse decolorization with respect to the absorbance is read at 680 nm. Both fungi inoculated in medium containing vinasse + bagasse had better results on the 3rd ,6th, 9th, 12th, 21st and 30th days, except on the 15th and 18th days when the medium with vinasse alone had better results in both wavelengths (\'lâmbda\'). The P. sajorcaju CCB 020 inoculated in the vinasse + bagasse medium was better on the 9thand 12th days, in the efficiency of decolorization of the dye with 83.56% to 77.56% of the results, for P. ostreatus it was better on the 6th and 12th days in decolorization of the dye with 46.09% and 46.18% respectively, while for P. albidus CCB 068 the result was on the 6th and 9th days (56.23% and 57.42%)

A inoculação de forrageiras com fungos lignocelulolíticos é uma alternativa para melhorar a qualidade destas sem adição de substâncias químicas. Este projeto visa melhorar a degradabilidade de seis forrageiras: Brachiaria decumbens cv. Basilisk, Pennisetum purpureum Schum. cv. Napier, Panicum maximum cv. Aruana, Cenchrus ciliares cv. Buffel, bagaço de cana-de-açúcar e cana-de-açúcar picada por meio do cultivo de quatro fungos do gênero Pleurotus. Outrossim, extrato enzimático, nas concentrações de 2, 4 e 6 mL, produzido pelo fungo P. sajor-caju CCB 020 crescido em vinhaça, durante 6º, 12º e 18º dias, foram aplicados às mesmas forrageiras. As avaliações das dietas foram pela técnica de produção de gases, degradabilidade in vitro e análise bromatológica do substrato. As atividades das enzimas Lacase, Peroxidase, Manganês Peroxidase, Endoglucanase, Exoglucanase e Xilanase foram determinadas, por um período de 24 dias. Os resultados foram estatisticamente avaliados, utilizando SAS® (Statistical Analysis System Inst., Cary, North Carolina). Os fungos crescidos nas forrageiras, produziram enzimas hidrolíticas e oxidativas durante o processo de fermentação, que atuaram na transformação das forrageiras. A quantidade de proteínas aumentou significativamente na cana-de-açúcar picada e capim Buffel, inoculados com os fungos P. ostreatus e P. albidus CCB 068. A forrageira Aruana foi a que melhor respondeu ao tratamento com fungo, sendo que com P. sajor-caju, ao 18º dia de incubação, teve a concentração de acetato 1,24 vezes maior, em relação a amostra controle, e as demais concentrações de AGCC, como propionato e butirato, diminuir e a razão C2:C3 aumentou. A cana-de-açúcar incubada com P. albidus CCB 068, ao 18º dia, diminuiu as concentrações de acetato, propionato e butirato e aumentou a razão C2:C3 em 0,86 - 0,58 - 0,71 - 1,48 vezes, respectivamente. O bagaço inoculado ao 24º dia com P. albidus provocou aumento nas concentrações de acetato, propionato e butirato e diminuição na razão C2:C3, em 1,14 - 1,75 - 1,32 - 0,64 vezes, respectivamente, e com P. ostreatus mostrou o mesmo comportamento. Com os demais tratamentos nenhum efeito significativo foi observado, pelo teste de Tukey a 5%, entretanto ocorre tendência de aumentar a razão C2:C3 com o tratamento com os fungos. Na produção de gases e degradabilidade in vitro das forrageiras, utilizando os extratos enzimáticos, ocorreu aumento com a concentração aplicada. Efeitos significativos foram observados para as forrageiras Brachiaria, Napier e Aruana, já as forrageiras Buffel, bagaço de cana-de-açúcar e cana-de-açúcar picada não mostraram diferenças significativas, pelo teste de Tukey a 5%. Diferenças nas análises de AGCC não foram significativas, pelo teste de Tukey a 5%, dentro das concentrações ou período de incubação do fungo, nas seis forrageiras, entretanto há uma interação com as atividades das enzimas e pela razão C2:C3 a maior concentração testada de 6 mL, do extrato com o fungo, incubado durante 12º dias, possam ser recomendadas para obtenção de ganho nutricional das dietas. Conclui-se que tanto os fungos inoculados nas forrageiras, como seus extratos enzimáticos foram capazes de modificar a composição bromatológica original das forrageiras. A degradabilidade, ganho nutricional e sustentabilidade ambiental, podem variar substancialmente para os diferentes tipos de forrageiras, espécie de fungo e tempo de incubação. Os resultados obtidos sugerem que os Pleurotus, é um fungo apropriado para melhorar o valor nutritivo das forragerias como alimento para ruminates, melhorando a composição bromatoligica, mas também aumentando a degradabilidade / The inoculation of forages with lignocellulolytic fungi is an option for improving quality without adding chemical products. This project aims to improve the degradability of six forages: Brachiaria decumbens cv. Basilisk, Pennisetum purpureum Schum. Cv. Napier, Panicum maximum cv. Aruana, Cenchrus ciliares cv. Buffel, sugarcane bagasse and chopped sugarcane by cultivating four fungi of the genus Pleurotus. In addition, enzymatic extract, at concentrations of 2, 4 and 6 mL, produced by P. sajor-caju CCB 020, developed in vinasse, during 6, 12 and 18 days were applied to the same forages. The evaluations of the diets were by in vitro technique of gas production and bromatological analysis of the substrate. The activities of the enzymes Lacase, Peroxidase, Manganese Peroxidase, Endoglucanase, Exoglucanase and Xylanase were determined, for a period of 24 days. The results were statistically evaluated by SAS® analysis (Statistical Analysis System Inst., Cary, North Carolina). The fungi grown in the forages, produced hydrolytic and oxidative enzymes during the fermentation process that worked in forage transformation. The amount of proteins increased significantly in the chopped sugarcane and Buffel, inoculated with P. ostreatus and P. albidus CCB 068 fungi. The Aruana grass was the one that responded better to fungi treatments. With P. sajor-caju at the 18th day of incubation, the concentration of acetate was 1.24 times higher than the control sample, and the concentrations of other short chain fatty acids (SCFA), such as propionate and butyrate, tended to decrease and the C2:C3 ratio increased. Sugarcane incubated with P. albidus CCB068 at day 18 decreased acetate, propionate and butyrate concentrations and increased the C2:C3 ratio in 0.86, 0.58, and 0.71 - 1.48 fold, respectively. The bagasse inoculated at the 24th day with P. albidus caused an increase in acetate, propionate and butyrate concentrations and a decrease in the C2:C3 ratio in 1.14, 1.75, and 1.32 - 0.64 fold, respectively, and with P. ostreatus showed the same behavior. With the other treatments, no significant effect was observed by the Tukey test. However, there is a tendency to increase the C2:C3 ratio with the fungus treatment. In the production of gases and in vitro degradability of forages, using the enzymatic extracts, an increase with the applied concentrations occurred. Significant effects were observed for the Brachiaria forage at 5%, while forage Buffel, sugarcane bagasse and chopped sugarcane did not show significant differences by Tukey\'s test at 5%. Differences in the SCFA analyzes were not significant, by the Tukey\'s test at 5%, within the concentrations or incubation period of the fungus, in the six forages studied. However there is an interaction with the activities of the enzymes and the C2:C3, the highest concentration tested (6 mL) of the fungi extracts, incubated for 12 days, can be recommended to obtain increase in nutritional value of the diets. It is concluded that both the fungi inoculated on the forage and their enzymatic extracts were able to modify the original bromatological composition of the forage. The degradability, increase of nutritional value and environmental sustainability, can vary substantially for different types of forages, species of fungus and incubation time. The results suggest that Pleurotus is an appropriate fungus for improving the nutritive value of forage crops as feed for ruminates, improving the bromatoligic composition, but also enhancing the degradability

A inoculação de forrageiras com fungos lignocelulolíticos é uma alternativa para melhorar a qualidade destas sem adição de substâncias químicas. Este projeto visa melhorar a degradabilidade de seis forrageiras: Brachiaria decumbens cv. Basilisk, Pennisetum purpureum Schum. cv. Napier, Panicum maximum cv. Aruana, Cenchrus ciliares cv. Buffel, bagaço de cana-de-açúcar e cana-de-açúcar picada por meio do cultivo de quatro fungos do gênero Pleurotus. Outrossim, extrato enzimático, nas concentrações de 2, 4 e 6 mL, produzido pelo fungo P. sajor-caju CCB 020 crescido em vinhaça, durante 6º, 12º e 18º dias, foram aplicados às mesmas forrageiras. As avaliações das dietas foram pela técnica de produção de gases, degradabilidade in vitro e análise bromatológica do substrato. As atividades das enzimas Lacase, Peroxidase, Manganês Peroxidase, Endoglucanase, Exoglucanase e Xilanase foram determinadas, por um período de 24 dias. Os resultados foram estatisticamente avaliados, utilizando SAS® (Statistical Analysis System Inst., Cary, North Carolina). Os fungos crescidos nas forrageiras, produziram enzimas hidrolíticas e oxidativas durante o processo de fermentação, que atuaram na transformação das forrageiras. A quantidade de proteínas aumentou significativamente na cana-de-açúcar picada e capim Buffel, inoculados com os fungos P. ostreatus e P. albidus CCB 068. A forrageira Aruana foi a que melhor respondeu ao tratamento com fungo, sendo que com P. sajor-caju, ao 18º dia de incubação, teve a concentração de acetato 1,24 vezes maior, em relação a amostra controle, e as demais concentrações de AGCC, como propionato e butirato, diminuir e a razão C2:C3 aumentou. A cana-de-açúcar incubada com P. albidus CCB 068, ao 18º dia, diminuiu as concentrações de acetato, propionato e butirato e aumentou a razão C2:C3 em 0,86 - 0,58 - 0,71 - 1,48 vezes, respectivamente. O bagaço inoculado ao 24º dia com P. albidus provocou aumento nas concentrações de acetato, propionato e butirato e diminuição na razão C2:C3, em 1,14 - 1,75 - 1,32 - 0,64 vezes, respectivamente, e com P. ostreatus mostrou o mesmo comportamento. Com os demais tratamentos nenhum efeito significativo foi observado, pelo teste de Tukey a 5%, entretanto ocorre tendência de aumentar a razão C2:C3 com o tratamento com os fungos. Na produção de gases e degradabilidade in vitro das forrageiras, utilizando os extratos enzimáticos, ocorreu aumento com a concentração aplicada. Efeitos significativos foram observados para as forrageiras Brachiaria, Napier e Aruana, já as forrageiras Buffel, bagaço de cana-de-açúcar e cana-de-açúcar picada não mostraram diferenças significativas, pelo teste de Tukey a 5%. Diferenças nas análises de AGCC não foram significativas, pelo teste de Tukey a 5%, dentro das concentrações ou período de incubação do fungo, nas seis forrageiras, entretanto há uma interação com as atividades das enzimas e pela razão C2:C3 a maior concentração testada de 6 mL, do extrato com o fungo, incubado durante 12º dias, possam ser recomendadas para obtenção de ganho nutricional das dietas. Conclui-se que tanto os fungos inoculados nas forrageiras, como seus extratos enzimáticos foram capazes de modificar a composição bromatológica original das forrageiras. A degradabilidade, ganho nutricional e sustentabilidade ambiental, podem variar substancialmente para os diferentes tipos de forrageiras, espécie de fungo e tempo de incubação. Os resultados obtidos sugerem que os Pleurotus, é um fungo apropriado para melhorar o valor nutritivo das forragerias como alimento para ruminates, melhorando a composição bromatoligica, mas também aumentando a degradabilidade / The inoculation of forages with lignocellulolytic fungi is an option for improving quality without adding chemical products. This project aims to improve the degradability of six forages: Brachiaria decumbens cv. Basilisk, Pennisetum purpureum Schum. Cv. Napier, Panicum maximum cv. Aruana, Cenchrus ciliares cv. Buffel, sugarcane bagasse and chopped sugarcane by cultivating four fungi of the genus Pleurotus. In addition, enzymatic extract, at concentrations of 2, 4 and 6 mL, produced by P. sajor-caju CCB 020, developed in vinasse, during 6, 12 and 18 days were applied to the same forages. The evaluations of the diets were by in vitro technique of gas production and bromatological analysis of the substrate. The activities of the enzymes Lacase, Peroxidase, Manganese Peroxidase, Endoglucanase, Exoglucanase and Xylanase were determined, for a period of 24 days. The results were statistically evaluated by SAS® analysis (Statistical Analysis System Inst., Cary, North Carolina). The fungi grown in the forages, produced hydrolytic and oxidative enzymes during the fermentation process that worked in forage transformation. The amount of proteins increased significantly in the chopped sugarcane and Buffel, inoculated with P. ostreatus and P. albidus CCB 068 fungi. The Aruana grass was the one that responded better to fungi treatments. With P. sajor-caju at the 18th day of incubation, the concentration of acetate was 1.24 times higher than the control sample, and the concentrations of other short chain fatty acids (SCFA), such as propionate and butyrate, tended to decrease and the C2:C3 ratio increased. Sugarcane incubated with P. albidus CCB068 at day 18 decreased acetate, propionate and butyrate concentrations and increased the C2:C3 ratio in 0.86, 0.58, and 0.71 - 1.48 fold, respectively. The bagasse inoculated at the 24th day with P. albidus caused an increase in acetate, propionate and butyrate concentrations and a decrease in the C2:C3 ratio in 1.14, 1.75, and 1.32 - 0.64 fold, respectively, and with P. ostreatus showed the same behavior. With the other treatments, no significant effect was observed by the Tukey test. However, there is a tendency to increase the C2:C3 ratio with the fungus treatment. In the production of gases and in vitro degradability of forages, using the enzymatic extracts, an increase with the applied concentrations occurred. Significant effects were observed for the Brachiaria forage at 5%, while forage Buffel, sugarcane bagasse and chopped sugarcane did not show significant differences by Tukey\'s test at 5%. Differences in the SCFA analyzes were not significant, by the Tukey\'s test at 5%, within the concentrations or incubation period of the fungus, in the six forages studied. However there is an interaction with the activities of the enzymes and the C2:C3, the highest concentration tested (6 mL) of the fungi extracts, incubated for 12 days, can be recommended to obtain increase in nutritional value of the diets. It is concluded that both the fungi inoculated on the forage and their enzymatic extracts were able to modify the original bromatological composition of the forage. The degradability, increase of nutritional value and environmental sustainability, can vary substantially for different types of forages, species of fungus and incubation time. The results suggest that Pleurotus is an appropriate fungus for improving the nutritive value of forage crops as feed for ruminates, improving the bromatoligic composition, but also enhancing the degradability

O material lignocelulósico, presente na biomassa vegetal, representa uma importante fonte de energia, entretanto necessita da ação das enzimas lignocelulolíticas para sua degradação. A busca por novas enzimas que atuam na quebra da parede celular da planta em comunidades microbianas evoluídas naturalmente em um ambiente de degradação de biomassa como o rúmen oferece uma estratégia promissora para a prospecção de genes. Com isso, o projeto teve como objetivo a identificação de genes degradarores de biomassa vegetal em microrganismos do rúmen de ovinos usando a abordagem metagenômica. Para tanto, foram coletadas amostras da fase sólida do rúmen de 6 animais fistulados (Ovis aries) divididos em dois grupos e submetidos a duas dietas por 60 dias: tratamento controle e tratamento com dieta contendo bagaço de cana-de-açúcar. O DNA metagenômico total das amostras foi extraído e sequenciado na plataforma MiSeq Personal Sequencer (Illumina®). A análise dos dados para a anotação taxônomica e funcional foi realizada no software MG-RAST. A caracterização dos genes degradadores de biomassa vegetal foi feita na plataforma CLC Genomic Workbench v.5.5.1(CLC Bio, Denmark) e a anotação de 4,68 gigabases de dados foi feita no banco de dados CAZy. A análise taxonômica mostrou uma predominância do domínio Bacteria compondo mais de 96% de todas as amostras, sendo os filos mais abundantes Bacteroidetes, Firmicutes, seguido de Proteobacteria. Entre todos os filos anotados, cinco tiveram a abundância aumentada no tratamento com adição de bagaço de cana-de-açúcar na dieta, Firmicutes, Proteobacteria, Actinobacteria, Spirochaetes e Verrucomicrobia, e dois filos foram mais abundantes no tratamento controle, Bacteroidetes e Synergistetes. De modo geral, a análise de ordenação não mostrou correlação entre a composição do microbioma e o tipo de dieta, porém, na análise funcional, essa correlação foi observada uma vez que houve separação entre os tratamentos. A abundância relativa das famílias de enzimas relacionadas à degradação de carboidratos segue um padrão similar em todas as amostras metagenômicas. O módulo catalítico da família de Glycoside Hydrolases (GH), o qual foi anotado em 129 subfamílias diferentes, foi o mais abundante em todas as amostras (45,5%), seguido da família GT (Glicosyl Tranferase), anotada em 97 subfamílias diferentes e CBM (Carbohydrete-Bining Module), em 78 subfamílias. A montagem do metagenoma resultou em aproximadamente 110.000 contigs e possibilitou a identificação de 15 diferentes genes completos codificados nas subfamílias GH1, GH2, GH3, GH16, GH20, GH25, GH32, GH97 e GH127. A análise comparativa dos diferentes tratamentos mostrou uma maior abundância dessas enzimas no rúmen dos animais alimentados com a dieta enriquecida com bagaço de cana-de-açúcar. Em conclusão, a manipulação da dieta de ovinos por meio da substituição de parte da fração fibrosa da dieta por bagaço de cana-de-açúcar promove o enriquecimento de enzimas que degradam a biomassa vegetal no rúmem, favorecendo a prospecção e identificação de genes ativos em carboidratos. / The lignocellulose present in the plant biomass is a promising source of energy generation. However, the breakdown of plant biomass into simple sugars for bioethanol production is still inefficient and costly due to the recalcitrant nature of the plant fiber. The sheep rumen microbiome is specialized in degradation of plant material, but most members of this complex community are uncultured in the laboratory. Therefore, the search for new lignocellulolytic enzymes in microbial communities naturally evolved in biomass degradation environments, such as the rumen, using the exploration of the metagenome, is a promising strategy for identifying new genes. In this context, this study aimed to prospect plant biomass-degrading genes, selected from the sheep rumen microorganisms. The rumen samples were collected from 6 fistulated animals (Ovis aries), divided into two groups and subjected to two diets: control treatment and a treatment with a diet amended with sugarcane bagasse. The animals were fed for 60 days before sampling. To characterize the composition and functions of the rumen microbiome followed by the search of biomass-degrading genes, the metagenomic DNA was extracted from the solid contents of rumen and sequenced in MiSeq Personal Sequencer platform (Illumina®). The taxonomic and functional data were performed using MG-RAST software. For the characterization of the plant biomass degrading genes, they were analyzed on the CLC platform Genomic Workbench v.5.5.1 (CLC Bio, Denmark) and 4.68 gigabases of data was annotated against the CAZy database. The taxonomic analysis showed a predominance of the Bacteria domain composing more than 96% of all the samples, being the most abundant phyla Bacterioidetes, Firmiutes, followed by Proteobacteria. Five bacterial phyla were significantly more abundant in the treatment were sugarcane bagasse was added, Firmicutes, Proteobacteria, Actinobacteria, Spirochaetes and Verrucomicrobia, and two phyla were more abundant in the control treatment, Bacteroidetes and Synergistetes. In general, the ordination analysis did not show correlation between diet type and rumen microbiota, but in the functional analysis, this correlation was observed since there was separation between the treatments. The relative abundance of enzyme families related to carbohydrate degradation follows a similar pattern of abundance across all metagenomic samples. The catalytic module of the GH (Glycoside Hydrolases) family, which was annotated in 129 different subfamilies, was the most abundant in all samples (45.5%), followed by the GT family (Glycosyltransferase), annotated in 97 different subfamilies and CBM (Carbohydre-Bining Module) in 78 sub-families. Metagenome assembly resulted in ~110,000 contigs enabled the retrieval of 15 complete different genes encoded in the subfamilies GH1, GH2, GH3, GH16, GH20, GH25, GH32, GH97 and GH127. A comparative analysis between the groups of animals in the different treatments showed a greater abundance of enzymes, with no metagenome of the fiber proven from the group of animals fed a diet enriched with sugarcane bagasse. These results show the sheep rumen microbiome as an untapped source of potential new fibrolytic enzymes. Using a diet amended with sugarcane bagasse increases the abundance of CAE and provide a substantially expanded catalog of genes participating in the deconstruction of plant biomass.

Submitted by Johnny Rodrigues (johnnyrodrigues@ufcg.edu.br) on 2018-04-30T15:58:21Z No. of bitstreams: 1 PATRÍCIA MARINHO SAMPAIO ABREU - DISSERTAÇÃO PPGEQ 2014..pdf: 1386986 bytes, checksum: 53c5cb13c63d39fea994a27eb67bd701 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-04-30T15:58:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PATRÍCIA MARINHO SAMPAIO ABREU - DISSERTAÇÃO PPGEQ 2014..pdf: 1386986 bytes, checksum: 53c5cb13c63d39fea994a27eb67bd701 (MD5) Previous issue date: 2014-08-08 / Capes / Este trabalho teve por objetivo produzir as enzimas lacase e endoglicanase (CMCase) por meio da fermentação em estado sólido (FES) utilizando resíduos agroindustriais sob ação do fungo Psilocybe castanella CCIBt 2781. O fungo foi previamente crescido em MEA 2% e inoculado em substratos a base de palha de milho verde suplementado com cana-de-açúcar e bagaço de coco verde suplementado com farinha de soja nas proporções adequadas para se obter C/N 90, mediadores óleo vegetal (1 mL), Tween 80 (0,1 mL), RBBR 2% (1 mL) e 70% de umidade a 28ºC, por 60 dias. A extração enzimática foi feita em tampão acetato de sódio, pH 4,8. A atividade de lacase foi determinada pela oxidação do ABTS, e a atividade de endoglicanase determinada por meio da dosagem dos açúcares redutores produzidos na degradação enzimática da carboximetilcelulose (CMC). Obteve-se a produção de lacase pelo fungo Psilocybe castanella CCIBt 2781 sob as diferentes condições de cultivo. Uma maior produtividade foi alcançada quando o meio foi suplementado com soja. O pico de atividade de lacase ocorreu em torno do 30º dia de fermentação (113,12 U/L), contendo coco como fonte de carbono, suplementado com soja como fonte de nitrogênio, sob ação de todos os mediadores. Para o substrato a base de milho e cana, os maiores valores de atividade, foi de 98,25 U/L em 60 dias, para o mesmo tratamento. A maximização da produção de endoglicanase (0,29 U/g) ocorreu apenas para o substrato a base de milho e cana, em 45 dias, sob a influência do corante têxtil RBBR. Esses resultados mostram que a bioconversão desses resíduos sob fermentação em estado sólido (FES) é uma forma viável de obtenção das enzimas lignocelulolíticas e possuem aplicabilidade na área biotecnológica. Os dados obtidos neste estudo permitiram também evidenciar a capacidade de P. castanella CCIBt 2781de degradar o corante Azul Brilhante Remazol R em meio de cultura utilizado, durante o intervalo de tempo de 45 dias, havendo total descoloração do corante após esse período. / This study aimed to produce the enzymes laccase and endoglucanase (CMCase) by solid state fermentation (SSF) using agro-industrial residues by the action of the fungus Psilocybe castanella CCIBt 2781. Fungus was previously grown on 2% MEA substrates and inoculated into the background of green maize straw supplemented with sugar cane bagasse and coconut supplemented with soybean meal in the proper proportions to obtain C/N 90, mediators vegetable oil (1 ml), Tween 80 (0,1 mL), RBBR 2% (1 mL) and 70% humidity at 28°C for 60 days. The enzyme extraction was performed in sodium acetate buffer, pH 4,8. The laccase activity was determined by oxidation of ABTS, and the activity of endoglucanase determined by dosage of the reducing sugars produced in the enzymatic degradation of carboxymethylcellulose (CMC). Obtained the production of laccase by the fungus Psilocybe castanella CCIBt 2781 under different culture conditions. A higher yield was achieved when the medium was supplemented with soy. The peak activity of laccase occurred around the 30th day of fermentation (113,12 U/L), containing coconut oil as carbon source, supplemented with soy as nitrogen source, under the action of all mediators. For the substrate from corn and sugarcane, the highest values of activity was 98,25 U/L in 60 days for the same treatment. Maximising production of endoglucanase (0,29 U/g) was observed only for the substrate from corn and sugar cane, in 45 days, under the influence of textile dye RBBR. These results show that the bioconversion of these wastes in solid state fermentation (SSF) is a feasible way of obtaining lignocellulolytic enzymes form and have applicability in biotechnology field. The results of this study also allowed to show the ability of P. castanella CCIBt 2781de degrade Remazol Brilliant Blue R dye in used culture medium during the time interval of 45 days, resulting in complete decolorization after this period.

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:51:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 807100 bytes, checksum: 0492f1cb907f9d50a51882efd7f76fcd (MD5) Previous issue date: 2012-02-17 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Three thermophilic lignocellulolytic microbial communities were selected by enriched method with continual subcultivation at 55 °C. One community was selected from cow manure compost, another from decaying sugar cane bagasse, and the last one was obtained by mixing aliquots of the culture suspension from the first two. Those communities were able to degrade a cellulosic strip in three cultivation days. Evaluating the maximal day of CMCase and xylanase activity, it was observed that the mixed consortium showed the best results, with CMCase activity of 0.09 U mg-1 at the second day of cultivation, and xylanase activity of 2.86 U mg-1 at the fourth day. These enzymes were partially characterized with relation to temperature and pH of optimal activity. It was observed that CMCase showed the highest activity at 60 °C and pH 5.4, and kept 80% of its activity in a pH range of 4.5-6.5. On the other hand, the best activity for xylanase was verified at 65 °C, and in that same pH range, the enzyme kept 97% of its residual activity. Cell-free extract was concentrated by ultrafiltration. The enzymatic cocktail obtained showed CMCase activity 25-fold higher and xylanase activity 55-fold higher than the crude enzymatic extract. The cocktail was conserved by adding 50% glycerol. After storage for 60 days at 4 °C, xylanase kept 80% of the initial activity and CMCase didn t show loss of activity when kept at 25 °C for the same period. The mixed community cellular mass constitutes an inoculant able to maintain the cellulolytic phenotype after rapid freezing and storage at - 80 °C for 60 days. Fed-batch essay suggested that this community has potential to be manipulated in order to continuously hold the cellulolytic enzymes expression over time. The results evidenced the acquisition of an enzymatic cocktail from an inoculant which cellulolytic activity supported pH changes and optimal activity around 60 °C. / Três comunidades microbianas lignocelulolíticas e termofílicas foram selecionadas por subcultivo em meio de enriquecimento a 55 °C. Uma comunidade foi selecionada a partir de esterco de gado em compostagem, outra de bagaço de cana em decomposição e a terceira foi obtida a partir da mistura de alíquotas do meio de cultivo das duas anteriores. Tais comunidades apresentavam a característica de decompor uma fita de celulose em três dias de cultivo. Ao se avaliar o dia de máxima atividade CMCase e xilanase em cada comunidade, verificou-se que os melhores resultados foram encontrados no consórcio misto, com atividade de 0,09 U mg-1 para CMCase no segundo dia de cultivo e 2,86 U mg-1 para xilanase no quarto dia. Essas enzimas foram parcialmente caracterizadas em relação à temperatura e pH ótimos de atuação. Verificou-se que CMCase apresentou maior atividade a 60 °C e pH 5,4, e manteve 80% de sua atividade numa faixa de pH de 4,5 a 6,5. Já para a xilanase, a temperatura ótima foi de 65 °C e nessa mesma faixa de pH manteve uma atividade residual de 97%. O extrato livre de células foi concentrado por ultrafiltração e obteve-se um coquetel enzimático com atividade de CMCase e xilanase maior que no extrato bruto cerca de 25 e 55 vezes, respectivamente. O coquetel foi conservado pela adição de 50% de glicerol. Após 60 dias de armazenamento a 4 °C, a xilanase manteve 80% de sua atividade inicial e a CMCase não apresentou perda de atividade quando mantida a 25 °C pelo mesmo período. A massa celular da comunidade mista constitui um inoculante capaz de manter o fenótipo celulolítico após congelamento rápido e armazenamento a - 80 °C por 60 dias. Ensaio em batelada alimentada mostrou que essa comunidade apresenta potencial para ser manipulada a fim de se manter continuamente a expressão de enzimas celulolíticas ao longo do tempo. Os resultados mostraram que foi possível obter um coquetel de enzimas a partir do inoculante, cuja atividade celulolítica tolerou variações de pH e temperatura ótima em torno de 60 °C.

Submitted by Sinomar Soares de Carvalho Silva (sinomaruft@uft.edu.br) on 2017-06-27T11:47:14Z No. of bitstreams: 1 Gleiciane Pinheiro de Sousa - Disserta????o.pdf: 3074889 bytes, checksum: 81193a097052c44e7946ba0524b13f07 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-27T11:47:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Gleiciane Pinheiro de Sousa - Disserta????o.pdf: 3074889 bytes, checksum: 81193a097052c44e7946ba0524b13f07 (MD5) Previous issue date: 2017-03-31 / A cana-de-a????car ?? uma das principais culturas do Brasil, principalmente devido ?? produ????o de etanol para uso como biocombust??vel. A convers??o de biomassa lignocelul??sica em etanol e qu??micos renov??veis pode ser obtida por meio da utiliza????o de microrganismos capazes de produzir enzimas lignocelulol??ticas em concentra????es elevadas e serem cultivados em substratos de baixo custo. Microrganismos endof??ticos habitam o interior das plantas sem induzir sintomas de doen??a e sem produzir estruturas externas. O potencial biotecnol??gico de microrganismos endof??ticos de cana-de-a????car tem sido pouco explorado, especialmente quanto ?? capacidade de produ????o de enzimas para desconstru????o de biomassa lignocelul??sica. Nesse contexto, o objetivo deste trabalho foi realizar a caracteriza????o molecular e enzim??tica de uma cole????o de fungos isolados de cana-de-a????car, bem como selecionar linhagens promissoras para a hidr??lise enzim??tica de baga??o de cana-de-a????car pr??-tratado por explos??o a vapor. Para tanto, 409 linhagens foram caracterizadas quanto ?? capacidade de hidrolisar polissacar??deos (Avicel; carboximetilcelulose - CMC; xilana; pectina e amido) em meio de cultura s??lido. A caracteriza????o molecular foi realizada por meio de an??lise da sequ??ncia da regi??o ITS1-5.8S-ITS2 do DNA riboss??mico. Linhagens promissoras foram selecionadas para avalia????o do potencial de sacarifica????o (produ????o de celulases por meio de determina????o de FPase - Filter Paper Activity) e hidr??lise enzim??tica de baga??o de cana-de-a????car. O fungo Trichoderma reesei RUT C-30 (ATCC 56765) foi utilizado como controle positivo. De 409 linhagens, 63,57% hidrolisaram CMC, 79,21% xilana, 77,50% pectina e 41,07% amido. O crescimento em Avicel foi observado para 84,60% das linhagens. Os maiores valores de ??ndice enzim??tico foram (3,15???0,12) em CMC; (5,30???1,06) em xilana; (5,00???0,00) em pectina e (2,83???0,23) em amido. Sequ??ncias de qualidade da regi??o ITS1-5.8S-ITS2 do DNA riboss??mico foram obtidas para 296 das 409 linhagens avaliadas. A an??lise filogen??tica permitiu classificar as linhagens ao n??vel de esp??cie. Dos 409 fungos, 20 foram cultivados em meio l??quido contendo baga??o de cana-de-a????car (pr??-tratado por explos??o a vapor, seco e triturado) como fonte de carbono para determina????o do potencial de sacarifica????o (FPase) e de prote??na total. Treze extratos foram escolhidos para realiza????o de experimentos de hidr??lise enzim??tica. Os resultados mostraram que nas condi????es utilizadas (5% de s??lidos, 50 mg de prote??na/g de glicanas, 200 rpm, 50??C por 32 horas), a capacidade hidrol??tica do extrato avaliada pela produ????o de a????cares redutores totais (ART) foi destacada para as linhagens Omnidenptus affinis (94), Talaromyces pinophilus (AR156) e Talaromyces assiutensis (AR264) (ART = 11,77 g/L, 11,53 g/L e 10,11 g/L, respectivamente), quando comparada com a linhagem controle T. reesei RUT C-30 (ART = 11,04 g/L). A quantidade de glicose liberada analisada por Cromatografia L??quida de Alta Efici??ncia (CLAE) foi de 9,33 g/L para a linhagem O. affinis (94), 8,94 g/L para T. pinophilus (AR156) e 7,69 g/L para T. assiutensis (AR264), quando comparada com o extrato de T. reesei RUT C-30 (2,29 g/L). Estes resultados revelam que fungos endof??ticos de cana-de-a????car constituem uma fonte promissora de novas linhagens produtoras de enzimas lignocelulol??ticas para convers??o de baga??o de cana-de-a????car em a????cares fermentesc??veis, no contexto de biorrefinarias. / Sugarcane is one of the main crops in Brazil, mainly due to the production of ethanol for use as biofuel. The conversion of lignocellulosic biomass to ethanol and renewable chemicals can be achieved by using microorganisms capable of producing lignocellulolytic enzymes in high concentrations and grown on low cost substrates. Endophytic microorganisms inhabit the interior of plants without inducing symptoms of disease and without producing external structures. The biotechnological potential of sugarcane endophytic microorganisms has been little explored, especially regarding the production capacity of enzymes for the deconstruction of lignocellulosic biomass. In this context, the objective of this work was to perform the molecular and enzymatic characterization of a collection of fungi isolated from sugarcane, as well as to select promising strains for the enzymatic hydrolysis of sugarcane bagasse pretreated by explosion at steam. For this purpose, 409 strains were characterized for the ability to hydrolyze polysaccharides (Avicel; carboxymethylcellulose - CMC; xylan; pectin and starch) in solid culture medium. Molecular characterization was performed by means of sequence analysis of the ITS1-5.8S-ITS2 region of ribosomal DNA. Promising strains were selected for evaluation of saccharification potential (production of cellulases by means of determination of FPase - Filter Paper Activity) and enzymatic hydrolysis of sugarcane bagasse. The fungus Trichoderma reesei RUT C-30 (ATCC 56765) was used as a positive control. In 409 strains, 63,57% hydrolyzed CMC, 79,21% xylan, 77,50% pectin and 41,07% starch. Avicel growth was observed for 84,60% of the strains. The highest values of enzymatic index were (3,15 ?? 0,12) in CMC; (5,30 ?? 1,06) in xylan; (5,00??0,00) in pectin and (2,83??0,23) in starch. Quality sequences of the ITS1-5.8S-ITS2 region of ribosomal DNA were obtained for 296 of the 409 strains evaluated. The phylogenetic analysis allowed to classify the strains at the species level. Of the 409 fungi, 20 were cultivated in liquid medium containing sugarcane bagasse (pretreated by steam explosion, dry and crushed) as carbon source to determine the potential of saccharification (FPase) and total protein. Thirteen extracts were selected for enzymatic hydrolysis experiments. The results showed that under the conditions used (5% solids, 50 mg protein/g glycans, 200 rpm, 50 ??C for 32 hours), the hydrolytic capacity of the extract evaluated by the production of total reducing sugars (ART) was highlighted for the strains Omnidenptus affinis (94), Talaromyces pinophilus (AR156) and Talaromyces assiutensis (AR264) (ART = 11,77 g/L, 11,53 g/L and 10,11 g/L, respectively), when compared to the control strain T. reesei RUT C-30 (ART = 11,04 g/L). The amount of released glucose analyzed by High Performance Liquid Chromatography (HPLC) was 9,33 g/L for the strain O. affinis (94), 8,94 g/L for T. pinophilus (AR156) and 7,69 g/L for T. assiutensis (AR264) when compared to T. reesei extract RUT C-30 2.29 g/L. These results reveal that endophytic fungi of sugarcane constitute a promising source of new lignocellulolytic enzyme producing strains for the conversion of sugarcane bagasse to fermentable sugars in the context of biorefineries.

Submitted by TÁSSIO BRITO DE OLIVEIRA null (tassio88@hotmail.com) on 2016-12-14T01:49:17Z No. of bitstreams: 1 Oliveira 2016 Tese.pdf: 5009678 bytes, checksum: 584b0994b57a0b3ea482753790174b74 (MD5) / Approved for entry into archive by Felipe Augusto Arakaki (arakaki@reitoria.unesp.br) on 2016-12-20T13:43:51Z (GMT) No. of bitstreams: 1 oliveira_tb_dr_rcla.pdf: 5009678 bytes, checksum: 584b0994b57a0b3ea482753790174b74 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-12-20T13:43:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 oliveira_tb_dr_rcla.pdf: 5009678 bytes, checksum: 584b0994b57a0b3ea482753790174b74 (MD5) Previous issue date: 2016-11-18 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / A torta de filtro é gerada após o processo de filtração do caldo de cana (cerca de 26 a 40 kg por t de cana) e geralmente é utilizada como fertilizante nas lavouras sem qualquer tratamento prévio. A diversidade de fungos presentes na torta de filtro fresca e no processo de compostagem desse substrato foi acessada utilizando sequenciamento em larga escala. Além disso, fungos tolerantes ao calor foram isolados e avaliados quanto à capacidade de produzir enzimas de degradação da biomassa (celulase, xilanase, lacase e poligalacturonase). Considerando que esse grupo de fungos carece de uma revisão taxonômica atual, aproveitamos as recentes mudanças proporcionadas pelo Código de Nomenclatura para Algas, Fungos e Plantas para gerar uma revisão taxonômica do grupo. Uma gama de patógenos oportunistas foi encontrada entre os taxa mais abundantes na torta de filtro fresca, como Lomentospora prolificans (43,13%), Trichosporon sp. (10,07%), Candida tropicalis (7,91%) e Hormographiella aspergillata (8,19%). Isso indica que a torta de filtro pode ser uma potencial fonte de fungos patogênicos, apresentando riscos para a saúde humana se aplicado como fertilizante sem qualquer tratamento. No entanto, o processo de compostagem reduz efetivamente a carga desses fungos. Além disso, cria um ambiente interessante para fungos capazes de produzir enzimas com potencial aplicação biotecnológica, uma vez que todos os 110 isolados avaliados foram capazes de produzir, pelo menos, uma das enzimas avaliadas. Além disso, a análise comparativa de genes codificantes para peptidases presentes nos genomas de fungos termofílicos (encontrados em sistemas de compostagem) e mesofílicos mostrou que a termofilia levou à várias adaptações para a termoestablidade enzimática. / Pressmud is derived from sugarcane juice filtrate (around 26 to 40 kg per ton of sugarcane) and it is mainly used as fertilizer in crops without prior treatment. Here, the fungal diversity present in both fresh and composting pressmud was revealed by 454 pyrosequencing. In addition, heat-tolerant fungi were isolated and surveyed for their repertoire of biomass-degrading enzymes (cellulase, xylanase, laccase and polygalacturonase). The fact that the taxonomy of such organisms is still obscure, we revised their taxonomy in the light of the recent changes adopted in the Code of Nomenclature for Algae, Fungi and Plants. A wide range of opportunistic pathogens was found among the most abundant taxa in fresh pressmud, such as Lomentospora prolificans (43.13%), Trichosporon sp. (10.07%), Candida tropicalis (7.91%), and Hormographiella aspergillata (8.19%). This indicates that fresh pressmud may be a source of human pathogenic fungi, presenting a potential threat to human health if applied as fertilizer without treatment. Composting of the pressmud effectively reduces the load of such fungi. Furthermore, the composting system creates an interesting environment for fungi able to produce enzymes with biotechnological applications, since all the 110 isolates screened were able to produce at least one of the tested enzymes.Furthermore, comparative analysis of peptidases genes encoded by thermophilic (generally found in composting systems) and mesophilic fungi showed that thermophyly selected for thermostable enzymes. / FAPESP: 2012/14594-7 / FAPESP: 2015/25252-8