CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / Os manguezais sÃo ecossistemas costeiros que ocorrem em regiÃes de clima tropical e subtropical, sujeitos a aÃÃo das marÃs. SÃo regiÃes de extrema importÃncia para a reproduÃÃo de espÃcies, atuam como aparadores da linha da costa e possuem espÃcies vegetais endÃmicas, conhecidas como mangue. Os manguezais geralmente sÃo Ãreas bastante populosas, estando sujeitos a diversos impactos antrÃpicos, como a descarga de esgotos nÃo-tratados, o desmatamento das espÃcies vegetais e assoreamento dos rios. Esses impactos afetam as populaÃÃes de animais, vegetais e de micro-organismos habitantes dessas Ãreas, acarretando uma perda de diversidade desses organismos. Os micro-organismos do solo dos manguezais representam uma considerÃvel parcela das atividades de ciclagem de nutrientes e decomposiÃÃo de detritos, tendo fundamental importÃncia para o equilÃbrio dos ecossistemas. Entretanto, estudos de diversidade e estrutura dessas comunidades de micro-organismos em solos de manguezais sÃo ainda escassos pela dificuldade de cultivo desses seres em laboratÃrio. Com o avanÃo da biologia molecular, suas tÃcnicas de estudo de diversidade utilizando o gene do rRNA 16S, houve a oportunidade de se estudar comunidades microbianas que nÃo seriam acessadas por mÃtodos de cultivos tradicionais. Deste modo, este estudo visa investigar a estrutura e a diversidade das comunidades microbianas do solo da rizosfera de Rhizophora mangle do manguezal do Rio Pacoti, localizado na regiÃo metropolitana de Fortaleza, atravÃs da tÃcnica de Eletroforese em Gel de Gradiente Desnaturante (DGGE), assim podendo obter perfis de diversidade e caracterizar as comunidades microbianas habitantes do manguezal, compararando os dados obtidos com as variÃveis ambientais e caracterÃsticas do solo. Os resultados mostraram que as comunidades microbianas de solos do manguezal sÃo semelhantes em nÃmero de UTOs, mas diferem em composiÃÃo. As variÃveis fÃsico-quÃmicas e as caracterÃsticas do solo sÃo responsÃveis pelas diferenÃas na composiÃÃo e estrutura das comunidades microbianas, apesar de que o efeito rizosfÃrico determina a ocorrÃncia de muitas UTOs em comum entre os diferentes pontos de coleta. As anÃlises de diversidade das comunidades mostraram que estas estÃo em equilÃbrio por nÃo haver dominÃncia de UTOs e por apresentarem similaridades entre os pontos e perÃodos analisados. Em conclusÃo, os solos da rizosfera de Rhizophora mangle do manguezal do Rio Pacoti abrigam comunidades microbianas diversas, em equilÃbrio, que diferem em estrutura e composiÃÃo / Mangroves are coastal ecosystems which occur in tropical and subtropical regions, subjected to tidal action. These ecosystems are very important for species reproduction and act as shoreline protectors. Mangroves are usually highly populated areas and are exposed to various human impacts, such as the discharge of untreated sewage, deforestation and river silting. These impacts affect populations of animals, plants and microorganisms that inhabit these areas, causing a loss of diversity. The mangrove soil microorganisms represent a considerable portion of the activities of nutrient cycling and decomposition of waste with a fundamental importance for the ecosystem balance. However, studies focusing on the diversity and structure of microorganism communities in mangroves soils are still limited by cultivation techniques. With the advance of the molecular biology techniques, using the gene encoding the 16S subunit of the ribosomal RNA, the study of microbial communities that would not be accessed by traditional methods of cultivation was enabled. Thus, this study aims to investigate the structure and diversity of soil microbial communities from the rhizosphere of Rhizophora mangle from the Pacoti River, located in the metropolitan region of Fortaleza, using Denaturing Gradient Gel Electrophoresis (DGGE), obtaining diversity profiles and characterizing the mangrove microbial communities and to compare it to the data obtained from the environmental variables and soil characteristics. Results showed that the mangrove soils microbial communities are similar in number of OTUs, but differ in composition. The physical and chemical variables and soil characteristics are responsible for the differences in the microbial communities‟ composition and structure, although the rhizosphere effect determines the occurrence of various OTUs in common among the sampling sites. The communities‟ diversity analysis showed that they are in balance due to the fact that there is no dominance of OTUs and the communities present spatial and temporal similarities. In conclusion, the Rhizophora mangle rhizosphere soils of the Pacoti River mangrove harbor diverse and stable microbial communities that differ in structure and in composition

Espera-se que a água esteja dentro de um padrão de qualidade após passar pelos processos de tratamento, que deve ser mantido durante a distribuição chegando aos pontos de consumo em condições de jamais prejudicar a saúde humana e animal. Contudo, há vários problemas de saúde que mundialmente vêm sendo associados ao suprimento público de água, fato que tem exigido um controle de qualidade cada vez mais rigoroso. Apesar dos recursos analíticos disponíveis, que facilitam a detecção e quantificação de agentes físicos, químicos e microbiológicos potencialmente perigosos à saúde, há grande dificuldade em estabelecer parâmetros de qualidade e definir índices toleráveis daquilo que se consideram como agentes potencialmente perigosos à saúde. Muitas doenças veiculadas pela água são causadas por bactérias principalmente do grupo entérico, cuja presença é determinada através de indicadores como os coliformes totais e termotolerantes. Outros microrganismos patogênicos podem estar presentes e não serem detectados por não estarem associados a estes indicadores. Como somente uma pequena quantidade de bactérias pode ser cultivada, como demonstrado pela avaliação direta de fragmentos de genomas, tornou-se evidente que em várias situações muitas espécies microbianas embora presentes deixem de ser detectadas. Como ainda não se dispõe de informações suficientes a este respeito, este trabalho teve o objetivo de comparar métodos de identificação de bactérias cultiváveis e incultiváveis que possam comprometer a qualidade da água, analisando-se amostras coletadas ao longo do sistema de abastecimento da cidade de Piracicaba, desde a captação e processo de tratamento, distribuição e estocagem residencial da água de abastecimento, o que permitiria avaliar possíveis fontes de contaminação ao longo do trajeto nas redes de distribuição até os pontos de consumo. Amostras foram coletadas nas épocas de chuvas e seca para avaliar a qualidade da água de abastecimento e os resultados mostram que as bactérias presentes no sistema de abastecimento da cidade é 61,29% maior como estimado por SSCP em relação aos métodos de cultivo testados, sendo que o cultivo em meio R2A apresentou contagens medias superiores ao cultivo em meio TSA. Bactérias patogênicas potenciais como Shigela flexneri e Sphingomonas sp. mostraram resistência aos processos de tratamento e purificação da água, sendo identificadas em muitos pontos no sistema de abastecimento de água da cidade e nas amostras dos reservatórios domiciliares. Bactérias como Salmonella typhi, Salmonella sp. e Staphylococcus aureus foram identificadas apenas em amostras coletadas na rede, ou seja, não detectadas na amostra do ponto de captação, indicando uma provável contaminação no trajeto de distribuição da água tratada. Contudo uma maior preocupação é voltada aos reservatórios domiciliares, pois algumas amostras apresentaram uma concentração de cloro abaixo do limite mínimo exigido em Portaria e, também, a presença de microrganismos patogênicos potenciais como os pertencentes ao Grupo Entérico. Estes dados revelam que apesar do eficiente sistema de tratamento da cidade, existem microrganismos que resistem aos processos de tratamento disseminando-se pela rede e que há possíveis focos de contaminação na rede de distribuição da água, podendo comprometer a qualidade da água disponível ao consumo publico. / It is expected that the water be within the quality standards after being through the treatment processes, which must be maintained along its distribution system up to the consumption points under the same conditions. However, there are several health problems worldwide associated to the public water supply. This fact has required a more and more rigorous quality control. It is difficult to set quality parameters and to define tolerant levels of what is considered as agents potentially dangerous to health, even if the analytical resources used to detect and quantify these chemical, physical, and microbiological agents are available. Bacteria, mainly from the enteric group, cause many diseases disseminated through water. Its presence is determined by using indicators, such as, total and thermo-tolerant coliforms. Other pathogenic microorganisms can be present in water without being detected, because they are not associated to those indicators. Just a small amount of bacteria can be cultivated, as demonstrated by direct evaluation of genome fragments. It is evident that in several situations many microbial species are not detected, even being present in the environment. As there is not enough information available, this work aimed to compare the identification methods of cultivated and non-cultivated bacteria that can damage the water quality. The samples were collected along the water supply system from Piracicaba, São Paulo, from the collection site, treatment process, and distribution to domestic reservoirs in order to check possible sources of contamination throughout the distribution system up to the consumption points. Samples were collected in the rainy and dry seasons to evaluate the quality of water supply. The results demonstrated that the population of bacteria present in the supply system from the city is 61.29% higher than that estimated by SSCP. In relation to the cultivation methods under testing, R2A medium presented higher average counting when compared to TSA medium. Potentially pathogenic bacteria, such as, Shigela flexneri and Sphingomonas sp., demonstrated resistance to water treatment and purification processes. These microorganisms were identified in several points along the city water supply system and in the samples collected from the domestic reservoirs. Bacteria, such as, Salmonella typhi, Salmonella sp. and Staphylococcus aureus were identified only in some samples collected along the distribution system, that is, they were not detected in the samples from the collecting point. This fact indicates that there might have been a contamination along the distribution of treated water. However, an important concern is towards the domestic reservoirs, because some samples presented a lower concentration of Chlorine than the minimum amount required by law, and the presence of potentially pathogenic microorganisms from the enteric group. These data reveal that, despite the efficiency of the water treatment system in the city, there are microorganisms resistant to the treatment processes, and they are disseminated through the distribution pipes. There might be possible contamination focuses along the distribution pipes that can damage the quality of water available to the public consumption.

Espera-se que a água esteja dentro de um padrão de qualidade após passar pelos processos de tratamento, que deve ser mantido durante a distribuição chegando aos pontos de consumo em condições de jamais prejudicar a saúde humana e animal. Contudo, há vários problemas de saúde que mundialmente vêm sendo associados ao suprimento público de água, fato que tem exigido um controle de qualidade cada vez mais rigoroso. Apesar dos recursos analíticos disponíveis, que facilitam a detecção e quantificação de agentes físicos, químicos e microbiológicos potencialmente perigosos à saúde, há grande dificuldade em estabelecer parâmetros de qualidade e definir índices toleráveis daquilo que se consideram como agentes potencialmente perigosos à saúde. Muitas doenças veiculadas pela água são causadas por bactérias principalmente do grupo entérico, cuja presença é determinada através de indicadores como os coliformes totais e termotolerantes. Outros microrganismos patogênicos podem estar presentes e não serem detectados por não estarem associados a estes indicadores. Como somente uma pequena quantidade de bactérias pode ser cultivada, como demonstrado pela avaliação direta de fragmentos de genomas, tornou-se evidente que em várias situações muitas espécies microbianas embora presentes deixem de ser detectadas. Como ainda não se dispõe de informações suficientes a este respeito, este trabalho teve o objetivo de comparar métodos de identificação de bactérias cultiváveis e incultiváveis que possam comprometer a qualidade da água, analisando-se amostras coletadas ao longo do sistema de abastecimento da cidade de Piracicaba, desde a captação e processo de tratamento, distribuição e estocagem residencial da água de abastecimento, o que permitiria avaliar possíveis fontes de contaminação ao longo do trajeto nas redes de distribuição até os pontos de consumo. Amostras foram coletadas nas épocas de chuvas e seca para avaliar a qualidade da água de abastecimento e os resultados mostram que as bactérias presentes no sistema de abastecimento da cidade é 61,29% maior como estimado por SSCP em relação aos métodos de cultivo testados, sendo que o cultivo em meio R2A apresentou contagens medias superiores ao cultivo em meio TSA. Bactérias patogênicas potenciais como Shigela flexneri e Sphingomonas sp. mostraram resistência aos processos de tratamento e purificação da água, sendo identificadas em muitos pontos no sistema de abastecimento de água da cidade e nas amostras dos reservatórios domiciliares. Bactérias como Salmonella typhi, Salmonella sp. e Staphylococcus aureus foram identificadas apenas em amostras coletadas na rede, ou seja, não detectadas na amostra do ponto de captação, indicando uma provável contaminação no trajeto de distribuição da água tratada. Contudo uma maior preocupação é voltada aos reservatórios domiciliares, pois algumas amostras apresentaram uma concentração de cloro abaixo do limite mínimo exigido em Portaria e, também, a presença de microrganismos patogênicos potenciais como os pertencentes ao Grupo Entérico. Estes dados revelam que apesar do eficiente sistema de tratamento da cidade, existem microrganismos que resistem aos processos de tratamento disseminando-se pela rede e que há possíveis focos de contaminação na rede de distribuição da água, podendo comprometer a qualidade da água disponível ao consumo publico. / It is expected that the water be within the quality standards after being through the treatment processes, which must be maintained along its distribution system up to the consumption points under the same conditions. However, there are several health problems worldwide associated to the public water supply. This fact has required a more and more rigorous quality control. It is difficult to set quality parameters and to define tolerant levels of what is considered as agents potentially dangerous to health, even if the analytical resources used to detect and quantify these chemical, physical, and microbiological agents are available. Bacteria, mainly from the enteric group, cause many diseases disseminated through water. Its presence is determined by using indicators, such as, total and thermo-tolerant coliforms. Other pathogenic microorganisms can be present in water without being detected, because they are not associated to those indicators. Just a small amount of bacteria can be cultivated, as demonstrated by direct evaluation of genome fragments. It is evident that in several situations many microbial species are not detected, even being present in the environment. As there is not enough information available, this work aimed to compare the identification methods of cultivated and non-cultivated bacteria that can damage the water quality. The samples were collected along the water supply system from Piracicaba, São Paulo, from the collection site, treatment process, and distribution to domestic reservoirs in order to check possible sources of contamination throughout the distribution system up to the consumption points. Samples were collected in the rainy and dry seasons to evaluate the quality of water supply. The results demonstrated that the population of bacteria present in the supply system from the city is 61.29% higher than that estimated by SSCP. In relation to the cultivation methods under testing, R2A medium presented higher average counting when compared to TSA medium. Potentially pathogenic bacteria, such as, Shigela flexneri and Sphingomonas sp., demonstrated resistance to water treatment and purification processes. These microorganisms were identified in several points along the city water supply system and in the samples collected from the domestic reservoirs. Bacteria, such as, Salmonella typhi, Salmonella sp. and Staphylococcus aureus were identified only in some samples collected along the distribution system, that is, they were not detected in the samples from the collecting point. This fact indicates that there might have been a contamination along the distribution of treated water. However, an important concern is towards the domestic reservoirs, because some samples presented a lower concentration of Chlorine than the minimum amount required by law, and the presence of potentially pathogenic microorganisms from the enteric group. These data reveal that, despite the efficiency of the water treatment system in the city, there are microorganisms resistant to the treatment processes, and they are disseminated through the distribution pipes. There might be possible contamination focuses along the distribution pipes that can damage the quality of water available to the public consumption.

Os impactos da poluição por hidrocarboneto de petróleo sobre a diversidade e funcionalidade das comunidades microbianas em manguezais não são totalmente conhecidos, principalmente devido às limitações metodológicas para acessar os microrganismos nãocultiváveis. No entanto, vários métodos moleculares independentes de cultivo têm sido utilizados para investigar a diversidade e a estrutura das comunidades microbianas em ecossistemas naturais. O objetivo deste trabalho foi avaliar as variações da estrutura das comunidades de Bacteria e Archaea e a diversidade de Bacteria em uma transeção de solo de mangue do rio Iriri (Bertioga, SP) com um gradiente de contaminação por hidrocarbonetos de petróleo. As análises por eletroforese em gel com gradiente desnaturante (DGGE) mostraram que as comunidades de Bacteria e Archaea nas diferentes posições geográficas foram mais similares entre si do que entre diferentes profundidades ao longo do perfil em uma mesma posição geográfica. A análise das seqüências de clones de rDNA 16S de Bacteria dos diferentes pontos amostrados em abril de 2000, mostrou que a diversidade genética, avaliada pelo índice de Shannon, das comunidades microbianas diferem estatisticamente somente entre ponto o P1 (ponto menos contaminado) e P3 (ponto mais contaminado). As estimativas não-paramétricas da riqueza de espécies mostraram que P1, P2 e P3 possuem mais de 3539, 2524 e 1421 espécies bacterianas, respectivamente. Já, para as amostras do ponto P2 coletadas nos anos 2000 e 2004, muito embora os valores dos índices de Shannon tenham sido semelhantes, houve uma provável dominância de grupos específicos nas amostras coletadas em 2004, verificada pelos altos valores da recíproca do índice de Simpson. Os dados mostraram também que o número estimado de espécies bacterianas no ponto P2 diminuiu com o tempo, sendo menor em amostras de 2004, se comparado com amostras de 2000. No geral, a afiliação filogenética dos clones de rDNA 16S mostrou a grande diversidade de espécies, a maioria não conhecidas. Os dados sugerem que a contaminação do solo de mangue do rio Iriri está selecionando microrganismos mais adaptados às fontes de carbono introduzidas no solo. / The impacts of petroleum hydrocarbon pollution on the diversity and functionality of the microbial communities in mangrove soils are not totally understood, mainly due to the methodological limitations to access unculturable microorganisms. However, several cultureindependent molecular methods have been used to investigate the diversity and structure of microbial communities in natural ecosystems. The aim of this work was to evaluate shifts in Bacteria and Archaea community structures and the diversity of Bacteria in a soil transection of the Iriri river mangrove (Bertioga, SP) showing a petroleum hydrocarbon contamination gradient. The analyses by denaturing gradient gel electrophoresis (DGGE) showed that the communities of Bacteria and Archaea in different geographical positions were more similar among them than the communities in different depths along the soil profile at the same geographical position. Sequence analyses of bacterial 16S rDNA clones from different points sampled in April 2000 showed that the genetic diversity of the bacterial communities, based on the Shannon index, differ statistically only between P1 (less polluted) and P3 (more polluted) locations. Nonparametric estimates of species richness showed that P1, P2 and P3 may have more than 3539, 2524 and 1421 bacterial species, respectively. For P2 sampled in years 2000 and 2004, even though the Shannon indices were similar, there was a probable dominance of specific bacterial groups in year 2004, based on the high values of the reciprocal of Simpson\'s index. The data also showed that the estimated number of bacterial species in P2 decreased with the time, being lower in samples collected in 2004, as compared to samples collected in 2000. In the general, the phylogenetic affiliation of the 16S rDNA clones showed high bacterial species diversity, and most of the bacteria were of unknown species. The data suggest that the contamination of Iriri river mangrove soil with petroleum hydrocarbon is selecting microorganisms more adapted to the introduced carbon sources into the soil.

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:51:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1109551 bytes, checksum: 5f0d13927b00626f1a0d15b78536b7bc (MD5) Previous issue date: 2009-07-13 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / This is the first study of genetic diversity of the Archaea community associated to coffee fruits (Coffea arabica L.). It was performed in cherry coffee fruits of cultivars Bourbon Amarelo, Bourbon Vermelho, Catuaí Amarelo, Catuaí Vermelho and Catucaí Vermelho in different altitudes. The archaeal diversity during natural drying of depulped grains in cement covered yard was also studied. The addition of proteases during the coffee fruits metagenomic DNA extraction cell lysis step provided better recovery of DNA from Archaea. Comparing different hypervariable regions of 16S rDNA by DGGE (Denaturing Gradiente Gel Electrophoresis), the highest diversity resolution was obtained with the V3 region, for the cultivar Catucaí Vermelho at an altitude of 936m. The Archaea endophytic community analysis in four C. arabica cultivars revealed varied genotypic profiles among the samples. Three samples that showed distinct DGGE profiles were chosen for 16S rDNAs libraries construction. Sequencing of 63 clones revealed 12 OTUs and the prevalence of sequences related to Euryarchaeota phylum, mainly the halophylic genera Halobacterium, Halococcus, and Haloferax. Sequences with high identity with Methanobrevibacter, with the thermophilic Thermoplasma, and sequences related to uncultivated Archaea from marine environment were also found in the Euryarchaeota phylum. Of the four sequences belonging to the Crenarchaeota phylum, three phylogenetically clustered with uncultivated archaea from soil, and one with sequences from a marine environment. Rarefaction curve analysis and the estimated Coberture pointed out that the libraries constructed were large enough to cover the most of Archaea diversity in cherry coffee. The archaeal diversity study during natural drying revealed higher increase in OTUs number beginning at the seventh day up to the last day. Cluster analysis of DGGE fingerprints distinguished the population of the first days of drying from those in the last ones. The absence of physiological studies of uncultivable Archaea, especially in mesophilic environments, limits the knowledge of metabolism of these microorganisms and the determination of endophytes role in coffee fruits. Although, metagenomic studies of microbial community associated to coffee fruits will help to identify archaeal genes and establish relations among the presence of certain microorganisms and precursors of those compounds that make up the aroma and the flavor in the final quality of the beverage. / Este é o primeiro estudo de diversidade genética da comunidade de Archaea associada a frutos de café (Coffea arabica L.). Ele foi realizado em amostras de frutos no estádio cereja das cultivares Bourbon Amarelo, Bourbon Vermelho, Catuaí Amarelo, Catuaí Vermelho e Catucaí Vermelho, em diferentes altitudes. A diversidade de arqueas presentes durante a secagem natural de grãos despolpados em terreiro revestido com cimento também foi estudada. A adição de proteases durante a etapa de lise celular para extração de DNA metagenômico de frutos de café propiciou melhor recuperação de DNA de Archaea. A maior resolução da diversidade na comparação de diferentes regiões hipervariáveis do rDNA 16S por DGGE foi obtida quando se utilizou a região V3 para a amostra da cultivar Catucaí Vermelho em altitude de 936m. A análise da comunidade endofítica de Archaea em quatro cultivares de C. arabica revelou um variado perfil genotípico entre as amostras. Três amostras que apresentaram perfis de DGGE distintos entre si foram escolhidas para construção de bibliotecas de rDNAs 16S. O sequenciamento de 63 clones revelou a existência de 12 UTOs e a prevalência de sequências relacionadas ao filo Euryarchaeota, principalmente de arqueas halofílicas dos gêneros Halobacterium, Halococcus e Haloferax. Ainda no filo Euryachaeota, foram identificadas sequências com alta identidade com Methanobrevibacter, com a hipertermófila Thermoplasma e com sequências relacionadas à arqueas não cultiváveis de ambiente marinho. Das quatro sequências pertencentes ao filo Crenarchaeota, três agruparam filogeneticamente com sequências de arqueas não cultiváveis do solo, e uma com sequências de ambiente marinho. A análise das curvas de rarefação e o cálculo das coberturasmostraram que as bibliotecas construídas foram grandes o suficiente para cobrir a maior parte da diversidade de Archaea presentes em frutos de café cereja. No estudo da diversidade de Archaea durante a seca natural observou-se um aumento do número de UTOs a partir do sétimo dia,permanecendo até o último dia do processo. A análise de agrupamento dos perfis distinguiu as populações presentes nos dias finais de secagem. A ausência de estudos fisiológicos de arqueas não cultiváveis, especialmente de ambientes mesófilos, limita o conhecimento do metabolismo destes micro-organismos e a determinação do papel das endofíticas dos frutos de café. Contudo, estudos metagenômicos da comunidade microbiana associada a frutos de café ajudarão a identificar genes de Archaea e a estabelecer relações entre a presença de determinados micro- organismos e de compostos precursores daqueles que compõe o aroma e sabor na qualidade final da bebida.

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:51:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1207373 bytes, checksum: f279fd080120df1d02002fe650c0e5bf (MD5) Previous issue date: 2008-08-22 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / The complexity and limited knowledge of the epiphytic and endophytic microbiota in coffee cherries, especially the unculturable ones, make it a challenging task the characterization of this microbiodiversity and its possible role as producers of precursors to compounds inherent to higher quality coffees. The present study was conducted to evaluate the diversity of endophytic bacteria in coffee cherries (Coffea arabica L.) from plantations located in North Zona da Mata, Minas Gerais, Brazil. Fragments of 16S rDNA were PCR-amplified using specific primers for the phyla Actinobacteria, Firmicutes, and Proteobacteria classes α, β and γ, using as template metagenomic DNA extracted from coffee cherries. Amplicons were evaluated by Denaturing Gradient Gel Electrophoresis (DGGE) fingerprinting and also used to create a library of 16S rDNA clones. PCR-DGGE showed a variable genetic diversity profile in the DNA sample and revealed at least 38 Operational Taxonomic Units (OTU). PCR products sequenced showed that the endophytic bacterial community is composed, in addition to others, by representatives phylogenetically affiliated to the phyla Firmicutes and Proteobacteria, classes β and γ, for both cultivated and uncultivated microorganisms. The presence of endophytic bacteria belonging to Burkholderia and Klebsiela oxytoca is suggested based on the phylogenetic analyses of sequenced DNA fragments purified from the bands of the xviDGGE gels. A total of 50 clones of endophytic γ-Proteobacteria and 25 clones of endophytic Firmicutes from the 16S rDNA library were partially sequenced and identified. The result of sequence analyses showed three genera of Firmicutes among which 60% showed high identity with Bacillus, 8% with Staphylococcus, and 4% with Paenibacillus. Rarefaction and coverage analyses showed that the number of clones screened from the bacterial clone library was sufficient to reflect the diversity of endophytic Firmicutes in coffee cherries and that the number of unique sequence types sampled from this library approached the total number of unique sequences within the library. The populations of endophytic bacteria in coffee cherries are diverse and cover different phyla. In this study, for the first time, a library of 16S rDNA clones was constructed to access the diversity of endophytic bacteria in coffee cherries, both of culturable and unculturable microorganisms. The functional role of these bacteria in coffee cherries, as well as the genetic and functional diversity of other groups of microorganisms, is under investigation. The knowledge on this diversity is essential to determine the role of endophytic microorganisms in the production and interchange of precursors metabolites associated with the highest quality of the coffee beverage. Additionally, these studies will help the understanding of the physiological and genetic principles involved in the complex host-microorganism and microorganism-microorganism interactions. / A complexidade da microbiota epifítica e endofítica presente em frutos de café e o limitado conhecimento dos microrganismos, especialmente dos nãocultiváveis, dificultam a caracterização da microbiodiversidade e da possível atividade e contribuição dela para a formação de precursores de compostos que definem a qualidade superior da bebida do café. O presente estudo teve como objetivo avaliar a diversidade bacteriana endofítica associada aos frutos de café (Coffea arabica L.) coletados em fazenda localizada na Zona da Mata Norte de Minas Gerais, Brasil. Fragmentos de rDNAs 16S foram diretamente amplificados por Reação em Cadeia da Polimerase (PCR) a partir de primers específicos para os filos Actinobacteria, Firmicutes e Proteobacteria pertencentes às classes α, β e γ, utilizando, como molde, DNA metagenômico extraído de frutos de café. Os amplicons foram submetidos à Eletroforese em Gel com Gradiente Desnaturante (DGGE) e utilizados para construção de bibliotecas de clones de rDNAs 16S. A PCR-DGGE mostrou variado perfil de diversidade genética na amostra de DNA, com a presença de pelo menos 38 Unidades Taxonômicas Operacionais (UTOs). Os produtos de PCR purificados e seqüenciados mostraram que a comunidade de bactérias endofíticas é composta, entre outros, por representantes relacionados filogeneticamente aos filos Firmicutes e Proteobacteria pertencentes às classes β e γ, dentre os quais se destacam microrganismos cultiváveis e não-cultiváveis. A presença de bactérias endofíticas pertencentes ao gênero Burkholderia e à espécie Klebsiela oxytoca é sugerida com base nas análises filogenéticas realizadas a partir do seqüenciamento de DNA obtido de bandas purificadas do gel de DGGE. Um total de 50 clones positivos da biblioteca de rDNAs 16S de γ-Proteobacteria endofíticas e 25 clones positivos da biblioteca de rDNAs 16S de Firmicutes endofíticos foram parcialmente seqüenciados e identificados. O resultado da análise das seqüências mostrou 3 gêneros de Firmicutes na biblioteca de rDNAs 16S, sendo que 60% mostraram alta identidade com Bacillus, 8% com Staphylococcus e 4% com Paenibacillus. Análises de rarefação e de cobertura mostraram que a biblioteca foi representativa e suficiente para refletir a diversidade de Firmicutes endofíticos de frutos de café e que a seqüência única detectada na amostra aproxima-se do número total de seqüências únicas dentro desta biblioteca. As populações de bactérias endofíticas presentes em frutos de café são diversas e compreendem diferentes filos. Neste estudo foi construída, pela primeira vez, uma biblioteca de clones de rDNAs 16S para acessar a diversidade de bactérias endofíticas, cultiváveis e não-cultiváveis, em frutos de café. O papel funcional dessas bactérias nos frutos de café, assim como a diversidade genética e funcional de outros grupos de microrganismos, continua sendo investigado. O conhecimento dessa diversidade é de fundamental importância para se determinar a participação destes microrganismos na produção e interconversão de metabólitos precursores daqueles que estão associados à qualidade superior da bebida do café. Adicionalmente, esses estudos podem auxiliar no entendimento dos princípios fisiológicos e genéticos envolvidos nas complexas interações microrganismo-hospedeiro e microrganismo-microrganismo.

Os impactos da poluição por hidrocarboneto de petróleo sobre a diversidade e funcionalidade das comunidades microbianas em manguezais não são totalmente conhecidos, principalmente devido às limitações metodológicas para acessar os microrganismos nãocultiváveis. No entanto, vários métodos moleculares independentes de cultivo têm sido utilizados para investigar a diversidade e a estrutura das comunidades microbianas em ecossistemas naturais. O objetivo deste trabalho foi avaliar as variações da estrutura das comunidades de Bacteria e Archaea e a diversidade de Bacteria em uma transeção de solo de mangue do rio Iriri (Bertioga, SP) com um gradiente de contaminação por hidrocarbonetos de petróleo. As análises por eletroforese em gel com gradiente desnaturante (DGGE) mostraram que as comunidades de Bacteria e Archaea nas diferentes posições geográficas foram mais similares entre si do que entre diferentes profundidades ao longo do perfil em uma mesma posição geográfica. A análise das seqüências de clones de rDNA 16S de Bacteria dos diferentes pontos amostrados em abril de 2000, mostrou que a diversidade genética, avaliada pelo índice de Shannon, das comunidades microbianas diferem estatisticamente somente entre ponto o P1 (ponto menos contaminado) e P3 (ponto mais contaminado). As estimativas não-paramétricas da riqueza de espécies mostraram que P1, P2 e P3 possuem mais de 3539, 2524 e 1421 espécies bacterianas, respectivamente. Já, para as amostras do ponto P2 coletadas nos anos 2000 e 2004, muito embora os valores dos índices de Shannon tenham sido semelhantes, houve uma provável dominância de grupos específicos nas amostras coletadas em 2004, verificada pelos altos valores da recíproca do índice de Simpson. Os dados mostraram também que o número estimado de espécies bacterianas no ponto P2 diminuiu com o tempo, sendo menor em amostras de 2004, se comparado com amostras de 2000. No geral, a afiliação filogenética dos clones de rDNA 16S mostrou a grande diversidade de espécies, a maioria não conhecidas. Os dados sugerem que a contaminação do solo de mangue do rio Iriri está selecionando microrganismos mais adaptados às fontes de carbono introduzidas no solo. / The impacts of petroleum hydrocarbon pollution on the diversity and functionality of the microbial communities in mangrove soils are not totally understood, mainly due to the methodological limitations to access unculturable microorganisms. However, several cultureindependent molecular methods have been used to investigate the diversity and structure of microbial communities in natural ecosystems. The aim of this work was to evaluate shifts in Bacteria and Archaea community structures and the diversity of Bacteria in a soil transection of the Iriri river mangrove (Bertioga, SP) showing a petroleum hydrocarbon contamination gradient. The analyses by denaturing gradient gel electrophoresis (DGGE) showed that the communities of Bacteria and Archaea in different geographical positions were more similar among them than the communities in different depths along the soil profile at the same geographical position. Sequence analyses of bacterial 16S rDNA clones from different points sampled in April 2000 showed that the genetic diversity of the bacterial communities, based on the Shannon index, differ statistically only between P1 (less polluted) and P3 (more polluted) locations. Nonparametric estimates of species richness showed that P1, P2 and P3 may have more than 3539, 2524 and 1421 bacterial species, respectively. For P2 sampled in years 2000 and 2004, even though the Shannon indices were similar, there was a probable dominance of specific bacterial groups in year 2004, based on the high values of the reciprocal of Simpson\'s index. The data also showed that the estimated number of bacterial species in P2 decreased with the time, being lower in samples collected in 2004, as compared to samples collected in 2000. In the general, the phylogenetic affiliation of the 16S rDNA clones showed high bacterial species diversity, and most of the bacteria were of unknown species. The data suggest that the contamination of Iriri river mangrove soil with petroleum hydrocarbon is selecting microorganisms more adapted to the introduced carbon sources into the soil.

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:51:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 248917 bytes, checksum: 84bc05c660ca867229222e12c0fa08ec (MD5) Previous issue date: 2003-03-31 / Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Minas Gerais / Phylogenetic analysis of Lactobacillus UFV H2b20 based on the 16S rDNA sequence positions this isolate among the Lactobacillus delbrueckii subspecies. It confirms the classification by DNA/DNA hybridization. Comparisons of the substituted bases along the 16S rDNA sequence show that most are probably caused by 5-methylcytosine deamination that results in GC/AT transition. Presence of polymorphic copies of the 16S rRNA gene in Lactobacillus delbrueckii UFV H2b20 were confirmed by PCR-DGGE. Five distinct bands of rDNA amplified sequences confirm at least five different copies of the gene. The intensity of one of the bands allows the inference of two identical copies. The DGGE profile of this isolate was different from those of other L. delbrueckii strains, providing a mean to distinguish it in mixed cultures. Analysis of the nucleotide sequences along the rDNA region revealed the presence of putative insertion sequences. One of them, 915 bp long, was characterized and denominated ISLdH2b20. It presents a single ORF that encodes a putative transposase with some homology to the one of ISL5 of L. delbrueckii subsp. bulgaricus. All the characteristic elements of an IS were located as well as the putative regulatory sequences of the transposase. / O estudo de filogenia baseado em seqüências de rDNA de Lactobacillus UFV H2b20 mostrou que esse microrganismo foi agrupado entre as subespécies de Lactobacillus delbrueckii. Este resultado confirma a nova classificação do isolado, baseada na hibridização DNA-DNA. A análise das substituições de bases mostra que a maioria é causada pela desaminação da 5-metilcitosina, o que causa uma transição GC/AT. A técnica PCR-DGGE de L. delbrueckii UFV H2b20 demonstrou resultados satisfatórios na análise de polimorfismos do operon rrn em microrganismos isolados. Foram encontradas cinco bandas diferentes para o L. delbrueckii UFV H2b20, confirmando a presença de cinco cópias distintas do rDNA 16S nesse microrganismo e possivelmente seis no total. O isolado L. delbrueckii UFV H2b20 apresentou um perfil de bandas diferente das outras linhagens de Lactobacillus, o que poderá ser utilizado para diferenciá-lo dos demais, uma vez que outros métodos baseados em PCR, como RAPD, mostram-se pouco discriminatórios. A análise das seqüências da região do rDNA 16S revelou uma seqüência de inserção putativa, de 915 pb, que foi caracterizada e denominada ISLdH2b20. Ela apresenta uma única ORF e codifica uma transposase putativa que apresenta homologia com a transposase de ISL5. Todos os elementos característicos de uma IS foram identificados bem como as seqüências regulatórias putativas da transposase.