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Dissertação Autorizada_Ana_Camila.pdf: 3305710 bytes, checksum: 21e3e0da4c2c81626cdb13b679acca0b (MD5) / FAPESB / A Caatinga é a única região natural exclusivamente brasileira, sendo, no entanto, a área
menos conhecida dentre os demais biomas. Pouco se sabe sobre a diversidade microbiana da
Caatinga e menos ainda sobre o potencial biotecnológico desta região, no que diz respeito, por
exemplo, à bioprospecção enzimática. Um dos principais grupos de enzimas de interesse
biotecnológico são as hidrolases, que catalisam a hidrólise de ligações covalentes da matéria
orgânica e por isso podem ser aplicadas na conversão da biomassa vegetal, para a produção de
biocombustíveis. Apesar das hidrolases representarem as principais enzimas com aplicações
biotecnológicas para esse fim, outros grupos de enzimas envolvidas no metabolismo de
carboidratos (CAZymes) também detém um papel importante neste processo. O presente
trabalho se propõe a utilizar a abordagem metagenômica para analisar amostras de água do rio
Paraguaçu e amostras de solo de uma localidade da Chapada Diamantina, quanto à presença
de enzimas potencialmente aplicáveis na bioconversão de biomassa vegetal. O DNA
metagenômico extraído das amostras foi sequenciado pelo método shotgun e foram realizadas
duas estratégias de anotação: a anotação pela tecnologia de subsistemas e a anotação baseada
em regiões conservadas das sequências de CAZymes. Observou-se que o solo e a água
apresentaram diferenças nos seus perfis taxonômicos e na distribuição dos subsistemas e das
famílias de CAZymes que predominaram em cada ambiente. O subsistema de carboidratos foi
o mais abundante no solo e o segundo com maior contribuição na água. Os subsistemas
clustering-based e de aminoácidos e derivados também estiveram dentre os mais
representativos nos dois ambientes. Em relação às classes de CAZymes, as glicosil hidrolases
foram dominantes no solo (~44%) enquanto que as glicosil transferases foram mais frequentes
na água (~50%). Em relação aos principais táxons associados às CAZymes, a classe
Planctomycetia apresentou contribuição de 29% nas amostras de solo e Alphaproteobacteria
contribuiu com 27% nas amostras de água. O mesmo não aconteceu ao analisar a estrutura da
comunidade microbiana total, na qual Actinobacteria foi a classe dominante no solo e
Betaproteobacteria na água. Os resultados encontrados indicam o potencial biotecnológico da
Caatinga. Determinados grupos de enzimas identificados no solo e na água podem
desempenhar atividades na degradação de substratos de interesse industrial, como o amido, o
xilano, a lignina e outros compostos lignocelulósicos, tornando este bioma uma interessante
fonte para bioprospecção. / The Caatinga biome is the only natural area exclusively Brazilian, however, it is the area with
the lowest number of scientific studies among other Brazilian biomes. The available
knowledge about microbial diversity of Caatinga is very limited and even less is known about
the biotechnological potential of this region, with regards, for example, to the enzyme
bioprospecting. One of the major enzyme groups of interest for biotechnological purposes are
hydrolases, which catalyze the hydrolysis of covalent bonds existent in organic matter and,
therefore, can be applied in the conversion of plant biomass to be used in biofuels production.
Despite the fact that hydrolases are the main enzyme group with biotechnological application
for this purpose, other groups of enzymes involved in carbohydrate metabolism (CAZymes)
also have an important role in this process. The present study aims to use the metagenomic
approach in order to analyze freshwater samples from Paraguaçu river and soil samples from
one location of Chapada Diamantina, seeking to detect the presence of potentially applicable
enzymes in bioconversion of plant biomass. The metagenomic DNA extracted from samples
was sequenced through the shotgun sequencing method and two annotation strategies were
performed: the annotation through subsystems technology and the annotation based on
conserved domains of CAZyme sequences. It was observed that the soil and freshwater
presented differences on their taxonomic profiles and in relation to the subsystems and
CAZymes families prevailing in each environment. The Carbohydrates subsystem was the
most abundant in soil and had great contribution in freshwater samples. Other subsystems
such as Amino acids and Derivatives also had greater contribution in both sites. Regarding
CAZymes classes, glycoside hydrolases were dominant in soil (~44%) and
glycosiltransferases in freshwater (~50%). In relation to the main taxons associated with
CAZymes, the Planctomycetia class had 29% contribution in soil samples and
Alphaproteobacteria contributed with 27% in freshwater samples. Nevertheless, the same
scenario was not observed when the structure of microbial community was analysed as a
whole, in which Actinobacteria was the ruling class in soil and Betaproteobacteria in
freshwater. This results indicate the biotechnological potential of Caatinga, since certain
groups of enzymes found both in soil and freshwater samples may have activities in degrading
substrates of industrial interest such as starch, xylan, lignin and other lignocellulosic
compounds.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:192.168.11:11:ri/23431 |
| Date | 24 April 2015 |
| Creators | Andrade, Ana Camila Mendes |
| Contributors | Rodrigues, Thiago Bruce, Roque, Milton Ricardo de Abreu, Castro, Alinne Pereira de |
| Publisher | Instituto de Ciências da Saúde, Biotecnologia, UFBA, brasil |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFBA, instname:Universidade Federal da Bahia, instacron:UFBA |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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