A Terra Preta Antropogênica (TPA) tem essa denominação porque é encontrada em sítios arqueológicos, onde viveram grupos pré-históricos e é considerada um dos solos mais férteis do mundo. Nela é encontrada grande quantidade de material deixado por grupos indígenas como fragmentos cerâmicos, artefatos líticos, e especialmente carvão pirogênico. Estudos realizados com o carvão pirogênico verificaram que ele aumenta a capacidade de trocas catiônicas nesses solos. Por meio de microscopia de fluorencência, foi observada a presença de microrganismos habitando esse carvão, no entanto, não se sabe quais seriam. Devido à falta de informações sobre a diversidade bacteriana nessas estruturas, este trabalho estudou a diversidade bacteriana em amostras de carvão pirogênico de solos TPA coletadas nos sítios Lagoa Balbina (Amazônia Central- Amazonas) e Mina I (Amazônia Oriental - Pará), através de técnicas moleculares independentes de cultivo. O estudo visou também comparar essa diversidade com a encontrada no solo de onde carvão foi isolado. As estruturas de carvão foram separadas fisicamente dos solos e seu DNA genômico total extraído e usado como molde em reação de PCR utilizando oligonucleotídeos do gene 16S rRNA para o Domínio Bacteria. O produto da PCR foi clonado em vetor e os clones foram sequenciados e comparados com o banco de dados de 16S rRNA do RDPX. Com a construção das bibliotecas de clones do gene 16S rRNA a partir das amostras de carvão pirogênico observou-se que existe maior número de bactérias desconhecidas no carvão pirogênico do que no solo onde ele foi isolado. Acidobacteria foi o filo predominante nas bibliotecas de carvão pirogênico das duas localidades de estudo, assim como na biblioteca do solo do sítio Mina I. Já na biblioteca do solo do sítio Lagoa Balbina houve predominância do filo Firmicutes. Por meio do método de rarefação foi possível constatar uma menor riqueza de UTOs nas comunidades bacterianas presentes nas estruturas de carvão pirogênico quando comparado à riqueza de UTOs das comunidades bacterianas cujo habitat é o solo. Mas quando se compara a riqueza de UTOs entre as estruturas de carvão isoladas das duas localidades, observa-se que a riqueza é maior no sítio Mina I. Os valores obtidos com os índices de diversidade revelaram menor diversidade de UTOs nas bibliotecas obtidas para o carvão pirogênico das duas regiões estudadas se comparado dos valores para as bibliotecas obtidas do solo da mesma região. Os valores obtidos com os métodos não paramétricos revelaram maior riqueza de UTOs para as bibliotecas do carvão do sítio Mina I e solo TPA do sítio Balbina. A análise da PCA revelou que as bibliotecas do sítio Balbina mostraram-se altamente similares. Em adição, a análise com S-Libshuff, verificou que todas as bibliotecas comparadas são significativamente diferentes quanto à composição das comunidades bacterianas. O carvão pirogênico não é uma estrutura inerte, pois é capaz de ser habitado por diferentes bactérias e a sua estrutura da comunidade bacteriana é diferente daquela de onde ele foi segregado / Anthropogenic Dark Earth (ADE) has this denomination because it is found at archeological sites, where prehistoric groups lived, and it is considered one of the most fertile soils of the world. In this soil a great amount of material left by indigenous groups was found as ceramic fragments, lithic workmanships, and especially pyrogenic black carbon. Studies accomplished with the pyrogenic black carbon verified that it increases the capacity of cationic changes in soils. Through fluorescence microscopy, the presence of microorganisms was observed inhabiting that black carbon, however, this community is still unknown,due to the lack of information about the bacterial diversity in those structures.This work studied the bacterial diversity in samples of pyrogenic black carbon of ADE soils, collected at the sites Lagoa Balbina (Central Amazon) and Mina I (Oriental Amazon), through molecular techniques independent of cultivation. The study also sought to compare that diversity with the one of the soil where black carbon was isolated. The structures of black carbon were separate physically from the soils and total genomic DNA was extracted and used as template in a PCR reaction, using primers of the 16S rRNA gene for the Bacteria Domain. The PCR product was used for construction of clone libraries and the clones were sequenced and compared with the 16S rRNA of RDPX database. The 16S rRNA gene clone libraries from the samples of pyrogenic black carbon, it shown that is a larger number of unknown bacteria in the black carbon than in the soil where it was isolated. Acidobacteria was the predominant phylum in the pyrogenic black carbon libraries from the both studied places, as well as in the soil library from Mina I site. However in the library Lagoa Balbina site there was predominance of the phylum Firmicutes. Through the rarefaction method it was possible to verify a smaller richness of OTUs in the bacterial communities presents in the pyrogenic black carbon structures when compared to the OTUs richness of the bacterial soil communities.But, when the OTUs richness is compared among the isolated structures of pyrogenic black carbon of the two places, it is observed that the richness is higher in the Mina I site. The values from diversity indexes revealed smaller diversity of OTUs in the pyrogenic black carbon libraries when compared with the soil libraries for the two studied areas. The obtained values with the nonparametric methods revealed larger OTUs richness in the black carbon library of Mina I site and in the ADE soil library of the Balbina site. The PCA analysis showed that the libraries of the site Balbina site were highly similar. In addition, the analysis with S-Libshuff verified that all of the compared libraries were significantly different in bacterial communities composition. The pyrogenic black carbon is not an inert structure, once it is capable of being inhabited by different bacteria, and its bacterial community structure is different from that one where is was segregated

As Terras Pretas de Índio (TPIs) na Amazônia Brasileira são altamente férteis e o seu conteúdo químico parece não exaurir mesmo em condições de floresta tropical. Por essa razão, são frequentemente procuradas pelas populações locais para o cultivo de subsistência. A importância das comunidades microbianas tem aumentado o interesse em compreender a relação entre o uso da terra, as comunidades de plantas, os micro-organismos e os processos do ecossistema. Portanto, o objetivo principal desta pesquisa foi investigar as comunidades bacterianas sob a influência da cobertura vegetal em sistemas de uso da terra (floresta secundária e plantio de mandioca) e na rizosfera de plantas leguminonas nativas em comunidades de bactéria das TPIs. Além disso, investigou-se também as bactérias desnitrificantes nesses solos. A área de estudo está localizada na Estação Experimental do Caldeirão, pertencente à Embrapa Amazônia Ocidental, no município de Iranduba-AM. A funcionalidade da comunidade bacteriana foi determinada pela Análise de Perfil Fisiológico da Comunidade Microbiana (CLPP), a estrutura da comunidade bacteriana foi acessada por Polimorfismo do Tamanho do Fragmento de Restrição Terminal (T-RFLP), a composição e distribuição das comunidades bacterianas foram determinadas por sequenciamento em larga escala (pirosequenciamento), e para quantificar as bactérias desnitrificantes foi utilizada a técnica de PCR quantitativa (qPCR). Os estudos foram realizados no laboratório de Biologia Celular e Molecular (CENA / USP) e no departamento de Biogeoquímica (Max Planck Institute for Terrestrial Microbiology). A análise de T-RFLP mostrou que o uso da terra e a sazonalidade afetaram as comunidades bacterianas na TPI, e mostrou também um claro efeito da rizosfera nas comunidades bacterianas. CLPP demonstrou que a atividade funcional da TPI não foi afetada pela sazonalidade. Além disso, a tecnologia de pirosequenciamento foi uma ferramenta importante para diferenciar filotipos raros. Diferenças distintas de alguns filos bacterianos da rizosfera foram observadas, indicando que a zona de raiz contribui para moldar essas comunidades. A abundância relativa do gene nirK não foi afetada pelo uso da terra nos dois tipos de solos. Alterações na estrutura das comunidades dos genes nirK e nosZ foram observadas em ambos os tipos de solos. As comunidades desnitrificantes na TPI pareceram ser mais influenciadas pelo uso da terra do que pela sazonalidade, e ACH foi mais influenciada pelas variações de sazonalidade. / Amazonian Dark Earths (ADEs) in the Brazilian Amazon are highly fertile and its chemical content seems not to get depleted even under tropical humid conditions. For this reason, these soils are frequently searched by local population for subsistence farming. The importance of microbial communities has grown the interest in understanding the relationship between land use, plant communities, microorganisms, and ecosystem processes. Therefore, the main objective of this research was to investigate the effect of vegetation cover in land use systems (secondary forest and cassava plantation) and rhizosphere of native leguminous plants on bacterial communities of ADEs. Furthermore, it was also aimed to investigate denitrifying bacteria in these soils. The study area is located at the Experimental Station of Caldeirão, belonging to Embrapa Amazônia Ocidental, Iranduba, AM. The bacterial community function was determined by Community Level Physiological Profile (CLPP), the bacterial community structure was assessed by Terminal Restriction Fragment Length Polymorphism (T-RFLP), the bacterial community composition and distribution by high-throughput sequencing (pyrosequencing), and the quantification of denitrifier bacteria by Quantitative PCR (qPCR). The studies were performed in the Laboratory of Cell and Molecular Biology (CENA/USP) and the Deparment of Biogeochemistry (Max Planck Institute for Terrestrial Microbiology). T-RFLP analysis showed that land use and seasonality affected bacterial communities in ADE, and also showed a clear rhizosphere effect on bacterial communities. CLPP have shown that ADE functional activity was not affected by seasonality. Furthermore, pyrosequencing technology was an important tool to differentiate rare phylotypes. Distinct differences of some rhizosphere bacterial phyla were also observed, indicating that the root zone contributed to shape these communities. The relative abundance of nirK gene was not affected by land use in both studied soils. Alterations in the community structure of nirK and nosZ genes were observed for both soils. ADE denitrifying communities seemed to be more affected by land use than seasonality, and ACH was more influenced by seasonal variations.

A Terra Preta Antropogênica (TPA) é considerada um dos solos mais férteis do mundo e recebe essa denominação por ser originada da ação antrópica, provavelmente de populações pré-colombianas que viveram nestes sítios arqueológicos. O crescente aumento por agricultura sustentável torna a utilização de bactérias produtoras de antibióticos uma alternativa de controle para doenças de plantas. Pirrolnitrina (PRN) é um antibiótico que tem ampla atividade antimicrobiana produzida por várias estirpes de Burkholderia e Pseudomonas que foram isoladas de diferentes solos. Entretanto, não se tem conhecimento de isolados bacterianos de TPA que produzem PRN, assim com, sobre a ecologia e freqüência do gene para este antibiótico. A PRN é codificada por um operon composto por 4 genes sendo o gene prnD responsável por catalisar a oxidação que forma a pirrolnitrina. Neste trabalho, foi estudado o gene prnD através de métodos dependente e independente de cultivo. Foram utilizados isolados bacterianos para detectar o gene prnD através de PCR convencional e a identificação feita pelo seqüenciamento. As bactérias com amplificação positiva tiveram suas sequências do gene analisadas no programa MOTHUR o qual reuniu as em 10 grupos. Um representante de cada grupo foi empregado no teste de antagonismo contra o fitopatógeno Fusarium oxysporum. Amostras de solo de TPA e seus solos adjacentes foram coletados de dois sítios: Caldeirão Capoeira (floresta secundária por mais de 20 anos) e Cultivado (cultivado com mandioca por pelo menos 30 anos). Os DNAs totais das amostras de solo extraído foram usados como molde nas reações de PCR quantitativo em tempo real para verificar a abundância do gene prnD nas amostras de solo. Em amostras de solo também foi quantificado o gene 16S rRNA. No estudo dependente de cultivo, do total de 219 isolados (175 Burkholderia e 44 Pseudomonas), 60 isolados do gênero Burkholderia e 3 de Pseudomonas exibiram amplificação positiva. A análise filogenética do gene prnD mostrou que a maioria das seqüências obtidas deste estudo não agruparam com as seqüências do banco de dados do GenBank indicando que há diversidade do gene prnD nos isolados de solos amazônicos e que podem ser distintos dos descritos anteriormente. O teste de antagonismo demonstrou que isolados com potencial genético para produção de pirrolnitrina também são bioativos contra Fusarium oxysporum, apresentando forte atividade antimicrobiana. No estudo independente de cultivo, no sítio Caldeirão Cultivado, solo de TPA apresentou maior número de cópias do gene prnD e do gene 16S rRNA em relação ao solo ADJ. No sítio Caldeirão Capoeira, o solo adjacente apresentou maior quantidade do gene prnD (1,74x105 cópias/g solo) que o solo de TPA (2,48x104 cópias/ g de solo), no entanto, na TPA as bactérias totais foram mais abundante. Estes resultados evidenciam que a metodologia de PCR quantitativo em tempo real desenvolvida foi altamente sensível e específica permitindo a detecção de diferenças sensíveis e significativas entre os solos na quantificação do gene prnD. A abundância do gene prnD correlacionou significativamente com parâmetros químicos do solo tais como pH, fósforo, cálcio, magnésio e micronutrientes / Anthropogenic Dark Earth (ADE) is considered one of the world\'s most fertile soils and receives this name because it originated from human action, probably by pre-Columbian populations who lived in these archaeological sites. Because of the common trend in agriculture towards sustainability antibiotic-producing bacteria is an alternative for biocontrol to plant diseases. Pyrrolnitrin (PRN) is a broad-spectrum antibiotic produced by various strains of Burkholderia and Pseudomonas that have been isolated from different soils. However, little is known about PRN-producing bacteria screened from ADE, even as the ecology and frequency of pyrrolnitrin gene. PNR is encoded by an operon comprised by four genes and prnD gene is responsible for catalyze the oxidation to form pyrrolnitrin. In this work, we studied the gene prnD through culture dependent and independent methods. Conventional PCR were established to detect prnD gene in bacterial isolates screened in ADE and their adjacent soils (ADJ) and identification were done by sequencing. Based on the results generated by MOTHUR prnD sequences from isolates were grouped into 10 groups. A representative of each group was used in the test of antagonism against the plant pathogen Fusarium oxysporum. Soil samples of ADE and its adjacent soils were collected from two sites: Caldeirão Capoeira (secondary forest for over 20 years) and Caldeirão Cultivado (cultivated with cassava for at least 30 years). The total DNA extracted from soil samples was used as template in quantitative PCR reactions to determine the abundance of prnD gene. In soil samples was also quantified the 16S rRNA. In the study culture-dependent, in a total of 219 isolates (175 Burkholderia and 44 Pseudomonas), 60 isolates of Burkholderia and 3 Pseudomonas exhibited positive amplification for prnD gene. Phylogenetic analysis of prnD gene showed that most of the sequences obtained in this study grouped distinctly from sequences of the GenBank database. It indicates that there is diversity in prnD gene of isolates from amazonian soils and they may differ from those previous described. The antagonism test showed that isolates with genetic potential for production of pyrrolnitrin are also bioactive against Fusarium oxysporum, exhibiting strong antimicrobial activity. In culture-independent study, the site Caldeirão Cultivado, ADE soil showed higher copies number of prnD gene and 16S rRNA gene than in ADJ soil. At the site Caldeirão Capoeira, surrounding soil had a higher amount of prnD gene (1.74 x105 copies / g soil) than ADE soil (2.48 x104 copies / g soil), however, in ADE total bacteria was more abundant. These results show that the real-time PCR assay developed in this study was highly sensitive and specific enabling the detection of sensitive and significant differences between soils in the quantification of prnD gene. Soil variables such as pH, phosphorus, calcium, magnesium and micronutrients significantly correlated with abundance of prnD gene

Nos últimos anos o interesse pelo estudo da Terra Preta de Índio (TPI) tem aumentado em razão das suas características únicas em relação aos solos normalmente encontrados na região, como sua maior fertilidade natural. Diversos estudos relatam que a presença do chamado carbono pirogênico na composição das TPIs é a responsável por esta superioridade, entretanto ainda não se sabe se este afeta as propriedades físicas dos solos de TPI. Esta pesquisa tem como objetivo comparar o comportamento de propriedades físico-hídricas de solos antrópicos (Terra Preta de Índio) com um solo adjacente por meio da determinação de suas propriedades físicas, e verificar a distribuição do carbono pirogênico entre os diferentes compartimentos da matéria orgânica em solos de TPI e adjacentes. Para este estudo foram coletadas amostras indeformadas em anéis volumétricos e blocos em uma área de TPI e adjacente. As áreas estão localizadas na Floresta Nacional de Caxiuanã, estado do Pará. As propriedades físicas analisadas foram textura, porosidade total, macro e microporosidade, curva de retenção da água no solo, condutividade hidráulica saturada, permeabilidade do solo ao ar e estabilidade de agregados. Para verificar o comportamento da matéria orgânica foi realizado o fracionamento físico, onde foram analisados a distribuição do carbono total e pirogênico nas diferentes frações da matéria orgânica. Verificou-se diferença nas duas áreas quanto às propriedades físicas porosidade total, macro e microporosidade, condutividade hidráulica do solo (Ksat), permeabilidade do solo ao ar (Ka), e retenção de água no solo, entretanto não foi possível verificar diferenças na estabilidade de agregados entre as duas áreas. A distribuição da matéria orgânica nas diferentes frações do solo foi distinta nas duas áreas, onde verificou-se que na área de TPI o C no solo foi predominante na fração macroagregados, enquanto que na área adjacente o carbono se localizou em maior quantidade na fração microagregados. Os valores de carbono pirogênico foram maiores na área de TPI do que na área adjacente, demostrando que a matéria orgânica das TPIs apresenta uma composição diferenciada, modificando o comportamento das propriedades físicas dos solos. / In recent years the interest in the study of Terra Preta de Indio or Amazonian Dark Earths (TPI) has increased, especially because of its unique characteristics when related to typical soils of the region, as its higher natural fertility. Several studies have reported that the presence of so-called pyrogenic carbon in its composition is responsible for this superiority, however it is not known if it affects the physical properties of TPI soils. This research aims to compare the behavior of physical and hydraulic properties of anthropic soils (Terra Preta de Indio) to an adjacent soil by determining its physical properties, and evaluating the distribution of the pyrogenic carbon between the different compartments of organic matter for both soils. For this study, undisturbed soil samples were collected in volumetric cylinders and blocks from a TPI and adjacent area. The areas are located in Caxiuanã National Forest, state of Pará, Brazil. The analyzed physical properties were texture, porosity, macro and microporosity, soil water retention curve, soil saturated hydraulic conductivity, soil permeability to air and aggregate stability. A physical fractionation was performed to verify the behavior of organic matter, which analyzed the distribution of the total and pyrogenic carbon in the different fractions of organic matter. There were difference in the two areas regarding the physical properties as total porosity, macro and microporosity, soil hydraulic conductivity (Ksat), air permeability to soil (Ka), and soil water retention, however it was not possible to see differences in stability aggregates between the two areas. The distribution of organic matter in different soil fractions was different in the two areas, where it was found that in the TPI area, soil carbon was prevalent in the macroaggregates fraction, while the adjacent area had larger amounts in the microaggregates fraction. The values for pyrogenic carbon were higher in the TPI area, showing that the organic matter of TPIs has a different composition which modifies the behavior of physical properties in the soil.

Este trabalho, integrado ao projeto Levantamento Arqueológico da Área de Confluência dos rios Negro e Solimões, coordenado pelo Dr. Eduardo Góes Neves, é resultado de uma pesquisa no sítio arqueológico Hatahara, município de Iranduba, AM. Nosso principal objetivo é reconstruir a estrutura, funcionamento e ocupação do sítio em questão, através do mapeamento da variabilidade química e física do solo, e sua associação à variabilidade cerâmica no sítio. Pretendemos conhecer as variações nas áreas ocupadas no sítio, além do tamanho e forma de seus antigos assentamentos. Durante o trabalho de investigação, procuramos esclarecer alguns questionamentos, entre eles: a) Qual camada de ocupação relaciona-se ao início do processo de formação das terras pretas? b) Através das análises químicas e físicas dos solos e sua associação com a cerâmica, podemos recontar a história de ocupação do sítio Hatahara? c) É possível entender a morfologia de assentamento de quatro ocupações distintas no sítio através da variabilidade cerâmica, química e física do solo? d) É possível encontrar áreas de atividades específicas através de análises das concentrações químicas? Utilizamos o método de fração de fósforo (P) e potássio (K) disponível para plantas através da Extração Mehlich III, bem como de cálcio (Ca) e magnésio (Mg), muito utilizado nos laboratórios de ciência da terra para determinar a fertilidade do solo através da quantificação desses nutrientes. O carbono (C) e o nitrogênio (N) foram medidos através de combustão a seco. Os dados obtidos com este método serão apresentados em forma de gráficos e tabelas. As análises químicas de solo foram realizadas por Heiko Grosch, da Universidade de Bayreuth - Alemanha, na EMBRAPA Amazônia Ocidental - Manaus. Os resultados apontaram para uma aldeia circular associada a ocupação Paredão e um padrão linear para a ocupação posterior identificada como Guarita. / This work is the result of a research in the Hatahara archaeological site in Iranduba, AM. Our main goal is to reconstruct the site\'s structure, functioning and occupation through the mapping of the soil\'s chemical and physical variability as well as the site\'s ceramics variability, in order to know the variations present and the size and shape of its early settlements. Our investigation aimed at discovering what layer is related to the beginning of the process of black soil\'s formation and whether it is possible to do the following: a) reestablish the Hatahara site\'s occupation history through the chemical and physical soil analyses and their associations with ceramics? b) understand the morphology of settlement of four distinct occupations through the ceramics, chemical and physical soil variability? c) find specific activity areas through chemical concentration analyses? The Mehlich III method was used to extract the soil nutrients (P, K, Ca, Mg, C, N) and the results, which were plotted in a map, showed a circular village associated with Paredao occupation, and a linear village associated with Guarita occupation.

A Terra Preta Antropogênica (TPA) é considerada um dos solos mais férteis do mundo e recebe essa denominação por ser originada da ação antrópica, provavelmente de populações pré-colombianas que viveram nestes sítios arqueológicos. O crescente aumento por agricultura sustentável torna a utilização de bactérias produtoras de antibióticos uma alternativa de controle para doenças de plantas. Pirrolnitrina (PRN) é um antibiótico que tem ampla atividade antimicrobiana produzida por várias estirpes de Burkholderia e Pseudomonas que foram isoladas de diferentes solos. Entretanto, não se tem conhecimento de isolados bacterianos de TPA que produzem PRN, assim com, sobre a ecologia e freqüência do gene para este antibiótico. A PRN é codificada por um operon composto por 4 genes sendo o gene prnD responsável por catalisar a oxidação que forma a pirrolnitrina. Neste trabalho, foi estudado o gene prnD através de métodos dependente e independente de cultivo. Foram utilizados isolados bacterianos para detectar o gene prnD através de PCR convencional e a identificação feita pelo seqüenciamento. As bactérias com amplificação positiva tiveram suas sequências do gene analisadas no programa MOTHUR o qual reuniu as em 10 grupos. Um representante de cada grupo foi empregado no teste de antagonismo contra o fitopatógeno Fusarium oxysporum. Amostras de solo de TPA e seus solos adjacentes foram coletados de dois sítios: Caldeirão Capoeira (floresta secundária por mais de 20 anos) e Cultivado (cultivado com mandioca por pelo menos 30 anos). Os DNAs totais das amostras de solo extraído foram usados como molde nas reações de PCR quantitativo em tempo real para verificar a abundância do gene prnD nas amostras de solo. Em amostras de solo também foi quantificado o gene 16S rRNA. No estudo dependente de cultivo, do total de 219 isolados (175 Burkholderia e 44 Pseudomonas), 60 isolados do gênero Burkholderia e 3 de Pseudomonas exibiram amplificação positiva. A análise filogenética do gene prnD mostrou que a maioria das seqüências obtidas deste estudo não agruparam com as seqüências do banco de dados do GenBank indicando que há diversidade do gene prnD nos isolados de solos amazônicos e que podem ser distintos dos descritos anteriormente. O teste de antagonismo demonstrou que isolados com potencial genético para produção de pirrolnitrina também são bioativos contra Fusarium oxysporum, apresentando forte atividade antimicrobiana. No estudo independente de cultivo, no sítio Caldeirão Cultivado, solo de TPA apresentou maior número de cópias do gene prnD e do gene 16S rRNA em relação ao solo ADJ. No sítio Caldeirão Capoeira, o solo adjacente apresentou maior quantidade do gene prnD (1,74x105 cópias/g solo) que o solo de TPA (2,48x104 cópias/ g de solo), no entanto, na TPA as bactérias totais foram mais abundante. Estes resultados evidenciam que a metodologia de PCR quantitativo em tempo real desenvolvida foi altamente sensível e específica permitindo a detecção de diferenças sensíveis e significativas entre os solos na quantificação do gene prnD. A abundância do gene prnD correlacionou significativamente com parâmetros químicos do solo tais como pH, fósforo, cálcio, magnésio e micronutrientes / Anthropogenic Dark Earth (ADE) is considered one of the world\'s most fertile soils and receives this name because it originated from human action, probably by pre-Columbian populations who lived in these archaeological sites. Because of the common trend in agriculture towards sustainability antibiotic-producing bacteria is an alternative for biocontrol to plant diseases. Pyrrolnitrin (PRN) is a broad-spectrum antibiotic produced by various strains of Burkholderia and Pseudomonas that have been isolated from different soils. However, little is known about PRN-producing bacteria screened from ADE, even as the ecology and frequency of pyrrolnitrin gene. PNR is encoded by an operon comprised by four genes and prnD gene is responsible for catalyze the oxidation to form pyrrolnitrin. In this work, we studied the gene prnD through culture dependent and independent methods. Conventional PCR were established to detect prnD gene in bacterial isolates screened in ADE and their adjacent soils (ADJ) and identification were done by sequencing. Based on the results generated by MOTHUR prnD sequences from isolates were grouped into 10 groups. A representative of each group was used in the test of antagonism against the plant pathogen Fusarium oxysporum. Soil samples of ADE and its adjacent soils were collected from two sites: Caldeirão Capoeira (secondary forest for over 20 years) and Caldeirão Cultivado (cultivated with cassava for at least 30 years). The total DNA extracted from soil samples was used as template in quantitative PCR reactions to determine the abundance of prnD gene. In soil samples was also quantified the 16S rRNA. In the study culture-dependent, in a total of 219 isolates (175 Burkholderia and 44 Pseudomonas), 60 isolates of Burkholderia and 3 Pseudomonas exhibited positive amplification for prnD gene. Phylogenetic analysis of prnD gene showed that most of the sequences obtained in this study grouped distinctly from sequences of the GenBank database. It indicates that there is diversity in prnD gene of isolates from amazonian soils and they may differ from those previous described. The antagonism test showed that isolates with genetic potential for production of pyrrolnitrin are also bioactive against Fusarium oxysporum, exhibiting strong antimicrobial activity. In culture-independent study, the site Caldeirão Cultivado, ADE soil showed higher copies number of prnD gene and 16S rRNA gene than in ADJ soil. At the site Caldeirão Capoeira, surrounding soil had a higher amount of prnD gene (1.74 x105 copies / g soil) than ADE soil (2.48 x104 copies / g soil), however, in ADE total bacteria was more abundant. These results show that the real-time PCR assay developed in this study was highly sensitive and specific enabling the detection of sensitive and significant differences between soils in the quantification of prnD gene. Soil variables such as pH, phosphorus, calcium, magnesium and micronutrients significantly correlated with abundance of prnD gene

Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2016-06-20T09:25:04Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1238672 bytes, checksum: 50960383cabf7d6b9ee90c0d67234208 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-06-20T09:25:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1238672 bytes, checksum: 50960383cabf7d6b9ee90c0d67234208 (MD5) Previous issue date: 2001-08-20 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Solos representativos da várzea e da terra firme e solos antropogênicos da Amazônia foram submetidos a análises físicas, químicas e mineralógicas com o propósito de conhecer melhor aspectos de sua gênese, química e mineralogia. Amostras desses solos foram mantidas sob inundação por seis meses e alíquotas da solução, coletadas e analisadas, periodicamente, para o entendimento da dinâmica da mobilização de alguns elementos em solos inundados. Estudaram- se, comparativamente, aspectos da micromorfologia e da microquímica de um solo antropogênico (Terra Preta de Índio) e de um solo não-antropogênico (Latossolo Amarelo) com o propósito de identificar as fontes primárias de P, sua morfologia, suas características químicas, sua distribuição e relação com a estrutura do solo. As análises mostraram diferenças expressivas entre os vários solos analisados: os solos de várzea mostraram maior fertilidade natural, maior teor de silte e maior diversidade mineralógica, o que é consistente com um material de origem mais rico, drenagem mais restrita e menor grau de pedogênese; os solos de terra firme, especialmente os Latossolos, derivados de sedimentos mais antigos, mais pobres e mais bem drenados, apresentaram baixa fertilidade natural, baixo teor de silte e menor diversidade mineralógica. As características químicas e mineralógicas dos solos de várzea, o relevo plano e a proximidade dos rios confirmam o elevado potencial agrícola destes solos, todavia, as enchentes anuais, as dificuldades de mecanização, a necessidade de preservação de matas ciliares e os riscos de contaminação da água por insumos agrícolas constituem importantes aspectos a serem considerados no uso e na ocupação da várzea. Observa-se que a inundação exerceu importante influência na dinâmica dos elementos, principalmente Fe e Mn, cuja mobilização foi mais intensa, sobretudo nas primeiras semanas. Os teores de Fe em solução foram mais elevados nas amostras mais ricas em Fe amorfo e com conteúdo mais elevado de matéria orgânica. O teor de P em solução foi influenciado por todas as formas de P, principalmente pelo P ligado ao Fe. Os teores de Ca2+, Mg2+, K+ e Na+, em solução, foram diretamente influenciados por seus respectivos teores trocáveis e pela cinética do Fe e do Mn. As análises dos solos antropogênicos indicam, ainda, que as alterações resultantes de ações humanas, como incorporação de resíduos orgânicos, e os efeitos do fogo no horizonte superficial destes solos, também se manifestam sobre algumas das características químicas do horizonte subsuperficial. Observa-se, ainda, que é possível distinguir as Terras Pretas dos solos adjacentes, por meio da cor, da presença de fragmentos de cerâmica e material lítico no horizonte superficial, dos teores de fósforo e cálcio, da composição das substâncias húmicas, do conteúdo de óxidos de manganês, todavia, é improvável distinguí-los, com segurança, por meio da composição mineral, do conteúdo de óxidos de Fe, da substituição de Fe por Al e da capacidade máxima de adsorção de fosfato. As análises micromorfológicas e microquímicas evidenciam que microfragmentos de apatita biogênica na forma de ossos e espinhas de peixe, com morfologias variadas, constituem a reserva primária de P e Ca das Terras Pretas. Formas secundárias e complexas de P ligado a Al e Fe são provenientes da intensa pedoturbação, incorporando P em profundidade. Fragmentos cerâmicos constituem reserva não-trocável de K, sendo, provavelmente, provenientes de materiais oriundos da várzea, ricos em argilominerais 2:1. Finalmente, considera-se que fertilidade elevada das Terras Pretas é resultado de uma conjunção favorável de aportes minerais e orgânicos, que tornaram os estes solos altamente enriquecidos em formas não-trocáveis. / Representative soils of floodplain (várzea), upland (terra firme) and anthropogenic soils (Black Earth of Indian) from Amazonia were submitted to physical, chemical and mineralogical analysis, in order to study aspects of its genesis, chemistry and mineralogy. Soil samples were flooded during six months and aliquots of the solution were periodically collected and analyzed for studying the dynamics of the mobilization of some elements. Aspects of micromorphology and of the microchemistry of an anthropogenic soil in comparison with a non- anthropogenic soil (Oxisol) were also studied. The purpose was to identify the primary P sources, their morphology, chemical characteristics, profile distribution and their relationship with the structure of the soil. The analysis showed expressive differences among soils: the floodplain soils showed higher natural fertility, silt content and mineralogical diversity, in agreement with a richer parent material, restricted drainage and lower pedogenesis degree; the upland soils, especially Oxisols, derived from older and poor sediments and well-drained, presented low natural fertility, silt content and mineralogical diversity. The chemical and mineralogical characteristics of the floodplain soils, the smooth relief and proximity of rivers confirm the high agricultural potential of these soils. However, the annual inundations, the mechanization difficulties, the need to preserve ciliary forests, and the risks of water contamination by agricultural inputs constitute important aspects to be considered for use and occupation of the floodplain. It is observed that the flooding markedly influenced the elements dynamics, mainly Fe and Mn, which were intensely mobilized during the first weeks of flooding. The contents of Fe in solution were higher in samples with higher amorphous Fe and organic matter. All P forms influenced the content of P in solution, mainly, the P-Fe forms. The contents of Ca2+, Mg2+, K+ and Na+ in solution were influenced directly by its respective exchangeable contents and by Fe and Mn kinetics. The analysis of anthropogenic soils indicate that the alterations by human actions, such as incorporation of organic residues, and the effects of fire in the superficial horizon, also influenced some of the chemical characteristics of the subsurface. It is still observed that is possible to distinguish the anthropogenic soils from adjacent ones, based on their color, presence of ceramic fragments and lithic material in the superficial horizon, phosphorus, calcium and Mn oxides contents and composition of humic substances. Nevertheless, it is difficult to accurately distinguish them, based on mineral composition, content of Fe oxides, Al for Fe substitution and phosphate maximum adsorption capacity. The micromorphology and microchemistry evidence that microfragments of biological apatite in form of bones and fish spines with varied morphologies, constitute the primary source of P and Ca in anthropogenic soils. Secondary and complex forms of P-Al and P-Fe result from intense pedoturbation, which incorporate P in depth. Ceramic fragments probably made of floodplain materials rich in 2:1 clays constitute the non-exchangeable K source. Finally, it is considered that the high fertility of anthropogenic soils results from a favourable conjunction of mineral and organic contributions, making these soils highly enriched in non-exchangeable forms.

A Terra Preta Antropogênica (TPA) tem essa denominação porque é encontrada em sítios arqueológicos, onde viveram grupos pré-históricos e é considerada um dos solos mais férteis do mundo. Nela é encontrada grande quantidade de material deixado por grupos indígenas como fragmentos cerâmicos, artefatos líticos, e especialmente carvão pirogênico. Estudos realizados com o carvão pirogênico verificaram que ele aumenta a capacidade de trocas catiônicas nesses solos. Por meio de microscopia de fluorencência, foi observada a presença de microrganismos habitando esse carvão, no entanto, não se sabe quais seriam. Devido à falta de informações sobre a diversidade bacteriana nessas estruturas, este trabalho estudou a diversidade bacteriana em amostras de carvão pirogênico de solos TPA coletadas nos sítios Lagoa Balbina (Amazônia Central- Amazonas) e Mina I (Amazônia Oriental - Pará), através de técnicas moleculares independentes de cultivo. O estudo visou também comparar essa diversidade com a encontrada no solo de onde carvão foi isolado. As estruturas de carvão foram separadas fisicamente dos solos e seu DNA genômico total extraído e usado como molde em reação de PCR utilizando oligonucleotídeos do gene 16S rRNA para o Domínio Bacteria. O produto da PCR foi clonado em vetor e os clones foram sequenciados e comparados com o banco de dados de 16S rRNA do RDPX. Com a construção das bibliotecas de clones do gene 16S rRNA a partir das amostras de carvão pirogênico observou-se que existe maior número de bactérias desconhecidas no carvão pirogênico do que no solo onde ele foi isolado. Acidobacteria foi o filo predominante nas bibliotecas de carvão pirogênico das duas localidades de estudo, assim como na biblioteca do solo do sítio Mina I. Já na biblioteca do solo do sítio Lagoa Balbina houve predominância do filo Firmicutes. Por meio do método de rarefação foi possível constatar uma menor riqueza de UTOs nas comunidades bacterianas presentes nas estruturas de carvão pirogênico quando comparado à riqueza de UTOs das comunidades bacterianas cujo habitat é o solo. Mas quando se compara a riqueza de UTOs entre as estruturas de carvão isoladas das duas localidades, observa-se que a riqueza é maior no sítio Mina I. Os valores obtidos com os índices de diversidade revelaram menor diversidade de UTOs nas bibliotecas obtidas para o carvão pirogênico das duas regiões estudadas se comparado dos valores para as bibliotecas obtidas do solo da mesma região. Os valores obtidos com os métodos não paramétricos revelaram maior riqueza de UTOs para as bibliotecas do carvão do sítio Mina I e solo TPA do sítio Balbina. A análise da PCA revelou que as bibliotecas do sítio Balbina mostraram-se altamente similares. Em adição, a análise com S-Libshuff, verificou que todas as bibliotecas comparadas são significativamente diferentes quanto à composição das comunidades bacterianas. O carvão pirogênico não é uma estrutura inerte, pois é capaz de ser habitado por diferentes bactérias e a sua estrutura da comunidade bacteriana é diferente daquela de onde ele foi segregado / Anthropogenic Dark Earth (ADE) has this denomination because it is found at archeological sites, where prehistoric groups lived, and it is considered one of the most fertile soils of the world. In this soil a great amount of material left by indigenous groups was found as ceramic fragments, lithic workmanships, and especially pyrogenic black carbon. Studies accomplished with the pyrogenic black carbon verified that it increases the capacity of cationic changes in soils. Through fluorescence microscopy, the presence of microorganisms was observed inhabiting that black carbon, however, this community is still unknown,due to the lack of information about the bacterial diversity in those structures.This work studied the bacterial diversity in samples of pyrogenic black carbon of ADE soils, collected at the sites Lagoa Balbina (Central Amazon) and Mina I (Oriental Amazon), through molecular techniques independent of cultivation. The study also sought to compare that diversity with the one of the soil where black carbon was isolated. The structures of black carbon were separate physically from the soils and total genomic DNA was extracted and used as template in a PCR reaction, using primers of the 16S rRNA gene for the Bacteria Domain. The PCR product was used for construction of clone libraries and the clones were sequenced and compared with the 16S rRNA of RDPX database. The 16S rRNA gene clone libraries from the samples of pyrogenic black carbon, it shown that is a larger number of unknown bacteria in the black carbon than in the soil where it was isolated. Acidobacteria was the predominant phylum in the pyrogenic black carbon libraries from the both studied places, as well as in the soil library from Mina I site. However in the library Lagoa Balbina site there was predominance of the phylum Firmicutes. Through the rarefaction method it was possible to verify a smaller richness of OTUs in the bacterial communities presents in the pyrogenic black carbon structures when compared to the OTUs richness of the bacterial soil communities.But, when the OTUs richness is compared among the isolated structures of pyrogenic black carbon of the two places, it is observed that the richness is higher in the Mina I site. The values from diversity indexes revealed smaller diversity of OTUs in the pyrogenic black carbon libraries when compared with the soil libraries for the two studied areas. The obtained values with the nonparametric methods revealed larger OTUs richness in the black carbon library of Mina I site and in the ADE soil library of the Balbina site. The PCA analysis showed that the libraries of the site Balbina site were highly similar. In addition, the analysis with S-Libshuff verified that all of the compared libraries were significantly different in bacterial communities composition. The pyrogenic black carbon is not an inert structure, once it is capable of being inhabited by different bacteria, and its bacterial community structure is different from that one where is was segregated

Este trabalho, integrado ao projeto Levantamento Arqueológico da Área de Confluência dos rios Negro e Solimões, coordenado pelo Dr. Eduardo Góes Neves, é resultado de uma pesquisa no sítio arqueológico Hatahara, município de Iranduba, AM. Nosso principal objetivo é reconstruir a estrutura, funcionamento e ocupação do sítio em questão, através do mapeamento da variabilidade química e física do solo, e sua associação à variabilidade cerâmica no sítio. Pretendemos conhecer as variações nas áreas ocupadas no sítio, além do tamanho e forma de seus antigos assentamentos. Durante o trabalho de investigação, procuramos esclarecer alguns questionamentos, entre eles: a) Qual camada de ocupação relaciona-se ao início do processo de formação das terras pretas? b) Através das análises químicas e físicas dos solos e sua associação com a cerâmica, podemos recontar a história de ocupação do sítio Hatahara? c) É possível entender a morfologia de assentamento de quatro ocupações distintas no sítio através da variabilidade cerâmica, química e física do solo? d) É possível encontrar áreas de atividades específicas através de análises das concentrações químicas? Utilizamos o método de fração de fósforo (P) e potássio (K) disponível para plantas através da Extração Mehlich III, bem como de cálcio (Ca) e magnésio (Mg), muito utilizado nos laboratórios de ciência da terra para determinar a fertilidade do solo através da quantificação desses nutrientes. O carbono (C) e o nitrogênio (N) foram medidos através de combustão a seco. Os dados obtidos com este método serão apresentados em forma de gráficos e tabelas. As análises químicas de solo foram realizadas por Heiko Grosch, da Universidade de Bayreuth - Alemanha, na EMBRAPA Amazônia Ocidental - Manaus. Os resultados apontaram para uma aldeia circular associada a ocupação Paredão e um padrão linear para a ocupação posterior identificada como Guarita. / This work is the result of a research in the Hatahara archaeological site in Iranduba, AM. Our main goal is to reconstruct the site\'s structure, functioning and occupation through the mapping of the soil\'s chemical and physical variability as well as the site\'s ceramics variability, in order to know the variations present and the size and shape of its early settlements. Our investigation aimed at discovering what layer is related to the beginning of the process of black soil\'s formation and whether it is possible to do the following: a) reestablish the Hatahara site\'s occupation history through the chemical and physical soil analyses and their associations with ceramics? b) understand the morphology of settlement of four distinct occupations through the ceramics, chemical and physical soil variability? c) find specific activity areas through chemical concentration analyses? The Mehlich III method was used to extract the soil nutrients (P, K, Ca, Mg, C, N) and the results, which were plotted in a map, showed a circular village associated with Paredao occupation, and a linear village associated with Guarita occupation.

Submitted by Geyciane Santos (geyciane_thamires@hotmail.com) on 2015-10-26T15:25:30Z No. of bitstreams: 1 Dissertação - João Vitor Silva de Loureiro.pdf: 2409815 bytes, checksum: 3450dbc2ad4f05bc1bd2ccbd06e220a6 (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2015-10-26T18:05:45Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação - João Vitor Silva de Loureiro.pdf: 2409815 bytes, checksum: 3450dbc2ad4f05bc1bd2ccbd06e220a6 (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2015-10-26T18:07:52Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação - João Vitor Silva de Loureiro.pdf: 2409815 bytes, checksum: 3450dbc2ad4f05bc1bd2ccbd06e220a6 (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2015-10-26T18:21:27Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação - João Vitor Silva de Loureiro.pdf: 2409815 bytes, checksum: 3450dbc2ad4f05bc1bd2ccbd06e220a6 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-10-26T18:21:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação - João Vitor Silva de Loureiro.pdf: 2409815 bytes, checksum: 3450dbc2ad4f05bc1bd2ccbd06e220a6 (MD5) Previous issue date: 2015-05-15 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The formation of Terra Preta (TPI) intrigued many researchers, besides it has too many hypotheses, the most likely involves human activities, whose origin is related to the deposition of material remained of pre-Columbian populations. It resulted in soils rich in humic acid (HA) that are regarded as natural binders most widely distributed in nature, which greatly contributes to soil fertility. This study applied statistical methods of multivariate analyzes such as hierarchical cluster analysis (HCA), Principal Component Analysis (PCA), infrared spectra Fourier Transform (FT-IR) and ultraviolet-visible spectra (UV-Vis) AH ICC for eight sites in the Amazon region, and applied to spectra of X-ray diffraction (XRD) of soil same eight sites of the ICC. Statistical methods were applied using the R software that makes use of normalization of the data obtained from each spectrum to generate the results of PCA and HCA. Using r software tools, it was possible observe which functional groups and stretches contributed positively OH, C=O and C=C, to generate graphics of PCA and HCA extracted from the FT-IR spectra. As for the results of UV-Vis spectra it was not possible to observe that groups could contribute to generation of HCA and PCA. For the XRD spectra it was observed that the PC1 that kaolinite and illite were the most positive contribution to the graphics, the PC2 that in most of the contribution was quartz. Thus, the simple application of HCA and PCA in the spectra allowed to compare the eight sites and classifies them according to similarity of the spectra. / A formação da Terra Preta de Índio (TPI) intriga muitos pesquisadores, por mais que exista muitas hipóteses, a mais plausível envolve atividades antrópicas, cuja origem está relacionada à deposição de restos de materiais de populações précolombianas. O que resultou em solos ricos em ácidos húmicos (AH), que são consideradas ligantes naturais mais amplamente distribuídos na natureza, o que contribui bastante para a fertilidade do solo. Neste estudo foi aplicado os métodos estatísticos de análises multivariadas como Análise de Agrupamentos Hierárquicos (HCA) e Análise de Componentes Principais (PCA) de espectros de infravermelho com Transformada de Fourier (FT-IR) e espectros de ultravioleta-visível (UV-Vis) para AH de oito sítios de TPI da região amazônica, e aplicado para espectros de difração de raios x (DRX) de solos dos mesmos oito sítios de TPI. Os métodos estatísticos foram aplicados com software R, que faz uso de normalização dos dados obtidos de cada espectro para geração dos resultados de HCA e PCA. Com ajuda das ferramentas do software R foi possível observar grupos funcionas ou estiramentos contribuíram positivamente, O-H, C=O e C=C, para gerar os gráficos de HCA e PCA extraídos dos espectros FTIR. Já para os resultados obtidos dos espectros UV-Vis não foi possível observar que grupamentos poderiam contribuir para geração do HCA e PCA. Quanto aos espectros dos de DRX foi possível observar que que na PC1 a caulinita e a ilita foram as que mais contribuíram positivamente para os gráficos, quanto que na PC2 a maior parte da contribuição foi do quartzo. Dessa forma, a simples aplicação de HCA e PCA nos espectros permitiu comparar os oitos sítios e classifica-los segundo similaridades dos espectros.