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Previous issue date: 2016-11-25 / Beauveria bassiana is an entomopathogenic fungus used in the biological control of insect pests in agriculture. The production costs of its conidia, on a large scale, in the standard substrate (rice) currently used, affects the production process. Finding alternatives as a way of minimizing process costs has led to the need to investigate the efficiency of alternative substrates that, in addition to important nutritional properties, have high availability and low cost. Entomopathogenic fungi produce enzymes that are involved in the process of pathogenicity and virulence. However, when stimulated by specific substrates they can produce enzymes of biotechnological interest. Thus, the objective of this work was to analyze the potential of different substrates (algaroba fiber, malt residues, acerola seeds and fibers, and sugarcane bagasse) for conidiogenesis and enzymatic production (solid state fermentation) from of B. bassiana. The experiments for the production and viability of the conidia were carried out in triplicate, in erlernmeyer (250 mL) containing 30 g of each substrate, 0.3 μL of the conidial suspension (1 x 106 conidia/mL), humidity of 70 ± 10 % and Temperature (T = 29 ± 1 ° C). After 10 days of incubation, the rice substrates (standard medium) (2.00 × 106 conidia/g substrate), malt A (1.22 × 106 conidia/g), malt B (1.75 × 106 conidia/g), and algaroba fiber (2.36 x 106 conidia/g) provided higher conidia production. The viability of the conidia produced in these same substrates did not differ statistically among them, with a germination percentage of 99.96; 90.04; 93.17 and 98.21 %, respectively. The pathogenicity of the B. bassiana conidia produced on the different substrates was evaluated in the coconut termite. The mortality rate of infected termites did not differ statistically, surpassing 80 % mortality, except for the control group. The enzymatic activity (cellulolytic and amylolytic) was determined by the DNS method (dinitrosalicylic acid). The substrates used in the solid state fermentation, malt A (1.178 ± 0.002 U/mL), malt B (2.392 ± 0.013 U/mL), algaroba fiber (0.596 ± 0.007 U/mL) and acerola seed (0.964 ± 0.09 U/mL) showed amylolytic activity. From this analysis, different temperatures (30°, 40º, 50º, 60º, 65º, and 70º C) were evaluated to identify the optimum temperature of the amylolytic enzymes produced in this process. It was observed that the greatest activities found were in extreme temperatures, in the range of 60º to 70º C, suggesting that these enzymes are thermophilic. Sugarcane bagasse presented higher cellulolytic activity (15.29 ± 0.07 U/mL) for CMcase and (2.58 ± 0.9 U/mL U/mL) for FPase due to the characteristic of its cellulosic matrix, which differs from the other substrates. Proteolytic activity was quantified using azocasein. The algaroba had the highest activity (0.514 ± 0.009 U / mL). The alternative substrates used for growth and sporulation of B. bassiana can provide a reduction of approximately 50 % in the cost of producing conidia of entomopathogenic fungi used in the biological control of several insect pests. In addition, they are presented as a viable alternative for the production of microbial enzymes with wide application in several biotechnological processes. / Beauveria bassiana é um fungo entomopatogênico usado no controle biológico de insetos-praga na agropecuária. Os custos de produção de seus conídios, em larga escala, no substrato padrão (arroz) utilizado atualmente onera o processo de produção. Encontrar alternativas como forma de minimizar os custos do processo, levou a necessidade de averiguar a eficiência de substratos alternativos que, além de propriedades nutricionais importantes, possuem grande disponibilidade e baixo custo. Os fungos entomopatogênicos produzem enzimas que estão envolvidas no processo de patogenicidade e virulência. Porém, ao serem estimulados por substratos específicos podem produzir enzimas de interesse biotecnológico. Dessa forma, o objetivo deste trabalho foi analisar o potencial de diferentes substratos (fibra da algaroba, resíduos de malte, sementes e fibras de acerola e bagaço da cana-de-açúcar) para conidiogênese e produção enzimática (fermentação em estado sólido) a partir de B. bassiana. Os experimentos para produção e viabilidade dos conídios foram realizados em triplicata, em erlernmeyer (250 mL) contendo 30 g de cada substrato, 0,3 μL da suspensão de conídios (1 x 106 conídios/mL), umidade de 70 ± 10% e temperatura (T = 29 ± 1° C). Após 10 dias de incubação, os substratos arroz (meio padrão) (2,00 x 106 conídios/g de substrato), malte A (1,22 x 106 conídios/g), malte B (1,75 x 106 conídios/g) e fibra de algaroba (2,36 x 106 conídios/g), proporcionaram maior produção de conídios. A viabilidade dos conídios produzidos nesses mesmos substratos não diferiu estatisticamente entre si, com porcentagem de germinação de 99,96; 90,04; 93,17 e 98,21 %, respectivamente. A patogenicidade dos conídios de B. bassiana produzidos nos diferentes substratos foi avaliada no cupim do coqueiro. A taxa de mortalidade dos cupins infectados não diferiu estatisticamente superando 80 % de mortalidade com exceção do grupo controle. A atividade enzimática (celulolítica, amilolítica) foi determinada pelo método DNS (ácido dinitrosalicílico). Os substratos utilizados na fermentação em estado sólido, malte A (1,178 ± 0,002 U/mL), malte B (2,392 ± 0,013 U/mL), fibra algaroba (0,596 ± 0,007 U/mL) e semente de acerola (0,964 ± 0,09 U/mL) apresentaram atividade amilolítica. A partir dessa análise, diferentes temperaturas foram avaliadas (30°, 40º, 50º, 60º, 65º e 70º C) para identificar a temperatura ótima das enzimas amilolíticas produzidas nesse processo. Observou-se que as maiores atividades encontradas foram em temperaturas extremas, na faixa de 60º a 70ºC, sugerindo que essas enzimas são termofílicas. O bagaço de cana de açúcar apresentou maior atividade celulolítica (15,29 ± 0,07 U/mL) para CMcase e (2,58 ± 0,9 U/mL) para FPase devido à característica de sua matriz celulósica, que difere dos demais substratos. A atividade proteolítica foi quantificada utilizando a azocaseína. A algaroba apresentou a maior atividade (0,514 ± 0,009 U/mL). Os substratos alternativos utilizados para crescimento e esporulação de B. bassiana podem fornecer uma redução de aproximadamente 50 % nos custos de produção de conídios de fungos entomopatogênicos utilizados no controle biológico de vários insetos-praga. Além disso, apresentam-se como alternativa viável para a produção de enzimas microbianas com aplicação ampla em diversos processos biotecnológicos.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:tede.biblioteca.ufpb.br:tede/8839 |
| Date | 25 November 2016 |
| Creators | Guimarães, Ana Gabriella Lucena de Paiva |
| Contributors | Sousa, Adna |
| Publisher | Universidade Federal da Paraíba, Programa de Pós-Graduação em Biotecnologia, UFPB, Brasil, Biotecnologia |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPB, instname:Universidade Federal da Paraíba, instacron:UFPB |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | 373623392066066074, 600, 600, 600, 1239993683399922716, -3439178843068202161 |
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