Microrganismos endofíticos: potencial de uso como agentes de biocontrole da ferrugem do cafeeiro.

O reino vegetal é colonizado por uma diversidade de microrganismos endofíticos, principalmente bactérias e fungos, os quais estabelecem relações não patogênicas com seus hospedeiros. Quando benéficas tais associações podem estimular o crescimento das plantas, aumentar a resistência a doenças e as condições adversas do ambiente, como estresse hídrico. Relatos dessas características inerentes aos endófitas despertaram o interesse da comunidade científica, que passou a estudar meios de inserir isolados previamente selecionados no sistema de produção agrícola. Assim, nas últimas décadas intensificaram-se os trabalhos buscando microrganismos endofíticos com capacidade de promover o crescimento de culturas agronômicas e de atuar como agentes de biocontrole de fitopatógenos, estudando os possíveis mecanismos envolvidos nessas interações com as plantas, e formas de preservação e de aplicação dos isolados no campo. No presente trabalho 217 bactérias e 17 fungos endofíticos de cafeeiro foram testados em discos de folhas e os de melhor desempenho, em mudas de cafeeiro "Mundo Novo", para o controle de Hemileia vastatrix. As bactérias endofíticas 3F e 119G destacaram-se proporcionando redução da severidade da ferrugem em torno de 85%. Estudando os possíveis mecanismos de controle envolvidos, encontrou-se aumento da atividade de peroxidase em mudas de cafeeiro tratadas com as endófitas em questão. As mesmas bactérias inibiram também a germinação de urediniosporos em testes in vitro. Alguns isolados, porém, aumentaram a suscetibilidade do hospedeiro ao ataque do patógeno.

Oil hydrocarbon-bacteria interactions in coastal environments

The ability of microorganisms to use oil hydrocarbons as a source of carbon and energy is crucial for environmental oil detoxification. However, there is still a lack of knowledge on fundamental aspects of this process on specific habitats and under different climate scenarios. In the first phase of this work, the culturable fraction of the oil hydrocarbon (OH) degrading bacteria from the sea surface microlayer (SML) of the estuarine system Ria de Aveiro was characterized. In the second phase, the impact of oil contamination on the active bacterial community was studied under climate change scenarios. Pseudomonas emerged as the prevailing genera among OH degrading bacteria in the SML. Moreover, culture-independent methods revealed that the relative abundance and diversity of Gammaproteobacteria, in which Pseudomonas is included, varies along an estuarine gradient of contamination. In order to access the impact of oil contamination on microbial communities under climate change scenarios, an experimental life support system for microcosm experiments (ELLS) was developed and validated for simulation of climate change effects on microbial communities. With the ELSS it is possible to simulate, in controlled conditions, fundamental parameters of the dynamics of coastal and estuarine systems while maintaining community structure in terms of the abundance of the most relevant members of the indigenous bacterial community. A microcosm experiment in which the independent and combined impact of ultraviolet radiation, ocean acidification and oil contamination on microbial communities was conducted. The impact on bacterial communities was accessed with a 16S RNA (cDNA) based barcode pyrosequencing approach. There was a drastic decrease of Desulfobacterales relative abundance after oil contamination under the reduced pH value estimated for 2100, when compared to present values. Since members of this order are known OH degraders, such a significant decrease may have consequences on OH detoxification of contaminated environments under the pH levels of the ocean expected for the future. Metagenome predictions based on the 16S RNA database indicated that several degradation pathways of OH could be affected under oil contamination and reduced water pH. Taken together, the results from this work bring new information on the dynamics of OH degrading bacteria in coastal and estuarine environments under present and future climate scenarios.

Produção de "single cell oil" por Yarrowia lipolytica : seleção de meios de cultura

Com o crescimento económico e populacional, as necessidades energéticas globais aumentam diariamente. Juntamente com a percepção de que os combustíveis fósseis são finitos e com uma progressiva consciência ambiental, os biocombustíveis são vistos como a alternativa a seguir. A produção de biodiesel a partir da transesterificação de óleos vegetais aumenta a deflorestação e o custo de bens alimentares. Como alternativa, surgem os óleos de origem microbiana – single cell oil (SCO) - acumulados principalmente como triacilgliceróis, a mesma forma dos óleos vegetais, podendo ser utilizados para biodiesel ou como lípidos de alto valor acrescentado. Contudo, a utilização de microrganismos para síntese de lípidos está limitada pelos custos associados ao processo de produção. Este bioprocesso torna-se economicamente mais favorável quando resíduos obtidos a baixo custo são utilizados como fonte de carbono. Assim, o objectivo deste trabalho foi estudar a possibilidade de utilização de subprodutos de diversas indústrias (glicerol bruto e banha de porco) e glicerol puro na produção de SCO, utilizando a levedura Yarrowia lipolytica. Foram realizados ensaios em batch em matraz de 500 mL, matraz de 1000 mL e biorreator de 2 L, de modo a estudar qual o melhor substrato e concentração para produção de SCO. Verificou-se que a banha é o substrato mais eficaz para a acumulação de gordura pela estirpe Y. lipolytica W29, seguida do glicerol bruto, enquanto o glicerol puro mostrou ser a fonte de carbono menos adequada. Encontrou-se um intervalo de concentração de glicerol bruto para produção de SCO, enquanto que a concentração de banha no meio não afeta a acumulação de gordura pelas células. Os ácidos gordos preferencialmente acumulados pelas células em meio com banha e glicerol bruto foram o ácido oleico e o linoleico, respetivamente. Nos meios com glicerol puro e bruto observou-se a produção de ácido cítrico, o que não se verificou em meio com banha.

Screening of process conditions for the production of biogas from diluted organic waste streams using microreactors

Dissertação de Mestrado, Engenharia Biológica, Faculdade de Ciências e Tecnologia, Universidade do Algarve, 2015

Propriedades biotecnológicas de microrganismos isolados de processos fermentativos

Dissertação de mestrado, Tecnologia dos Alimentos, Instituto Superior de Engenharia, Universidade do Algarve, 2014

Cultivo in vitro de raízes de tomateiro, menta e videira para produção de inóculo de fungo micorrízico arbuscular

Os Fungos Micorrízicos Arbusculares (FMAs) desempenham um papel importante na sustentabilidade dos ecossistemas, devido a importância da simbiose que formam com a maioria das plantas. A associação destes fungos com as raízes possibilita uma melhor nutrição das plantas, além de promover o crescimento e a resistência a fatores causadores de estresse. Desta forma, auxiliam no aumento da produtividade das mesmas, e na redução do uso de insumos químicos, como fertilizantes e agrotóxicos, na agricultura. Em função ao caráter de simbiontes obrigatórios, é de grande interesse o desenvolvimento de processos que permitam o isolamento, caracterização, manutenção de isolados e produção de inóculo desses fungos. Assim, com o objetivo de produzir um método de cultivo axênico, e que também possa auxiliar o estudo destes em áreas como a biologia molecular, testou-se protocolos de micropropagação para a produção in vitro de Glomus etunicatum W. N. Becker & Gerd., utilizando-se como hospedeiro raízes de tomateiro, videira e menta. Além destas culturas, que foram propagadas vegetativamente para a manutenção das culturas estoques e enraizadas in vitro com a aplicação exógena do regulador de crescimento ácido indolbutírico (AIB), trabalhou-se também com a cultura da menta, mas devido a problemas que ocorreram durante a etapa de enraizamento, não foi possível efetivar a associação do inóculo Na inoculação de esporos em raízes da videira cultivadas in vitro, não se obteve êxito. Com o cultivo in vitro de raízes de tomateiro foi possível conduzir os trabalhos até a etapa de colonização do FMA. No enraizamento in vitro das três culturas trabalhadas foi avaliado o número e o comprimento médio das raízes cultivadas nos meios de enraizamento nas doses de 0, 1,0 e 2,0 mg.L-1 de AIB. Para o tomateiro e a menta, o número e o comprimento médio de raízes por explante foram significativamente maiores com a dose de 1,0 mg.L-1 de AIB. Entretanto, para a cultura da videira, embora o uso de AIB, em ambas as doses de 1,0 e 2,0 mg.L-1 induziram um maior número de raízes, o comprimento médio de raízes foi maior quando AIB não foi adicionado no meio de enraizamento.

Avaliação da biodegradabilidade de petróleo utilizando microrganismos isolados do estuário do Rio Potengi (RN)

The oil activity in the Rio Grande do Norte State (RN) is a permanent threat to coastal ecosystems, particularly mangroves, with the possibility of oil spills. In this context, the objective of this study was to evaluate the potential resistance of the mangrove environment of a possible spill. Were selected and isolated microorganisms degrading oil by the technique of enrichment cultures and formation of a bacterial consortium. The kinetic study of the consortium was held in rotary incubator shaken at 150 rpm and 30° C. Samples were taken at intervals of 4 hours for analysis of cell concentration and surface tension. The biodegradation was monitored using two methods of respirometry: manometric (OxiTop-C ®) and conductivimetry, where the biodegradation of oil was estimated indirectly by oxygen consumption and CO2 production, respectively. Furthermore, it was used a full 2² factorial design with triplicate at central point to the runs that used the conductivimetric methodology.. The technique of enrichment cultures allowed to obtain thirteen bacterial strains. Kinetic study of the consortium, we can showed the absence of the lag phase, reaching a maximum cell concentration of 2.55 g / L at 16 h of cultivation and a reduction on surface tension. When we adopted the methodology of OxiTop-C was detected a band indicating biodegradability (1% oil v/v), however when we used the conductivimetry methodology did not observe any band that would indicate effective biodegradation. By monitoring a process of biodegradation is necessary to observe the methodology will be adopted to evaluate the biodegradation process, since for the same conditions adopted different methodologies can produce different results. The oil-degrading isolates from soils of the mangrove estuary Potengi / RN are largely to be used in bioremediation strategies of these places, in the case of a possible oil spill, or it can be used in the treatment of waste oil generated in saline environments, since they are optimized the conditions of the tests so that the efficiency of biodegradation reach the minimum level suggested by the standarts

Desempenho de Lecanicillium lecanii em meios de cultura contendo vitaminas e concentrações de extrato de levedura

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Resposta de eixos embrionários de cupuaçu (Theobroma grandiflorum Schum.) à concentração de sais, doses de sacarose e renovação do meio de cultivo

Foram estudados os efeitos da concentração de sais, doses de sacarose e freqüência de renovação do meio de cultura para o desenvolvimento de eixos embrionários de cupuaçu (Theobroma grandiflorum Schum.). Testaram-se 2 concentrações de sais MS (100 e 50%), 2 níveis de sacarose (1,5 e 3%) e 3 freqüências de renovação dos meios (sem renovação, renovação aos 30 e aos 60 dias), com os meios acrescidos de ANA (0,5 mg/L) e BAP (0,3 mg/L.), semi-solidificados com ágar 0,7% e pH 5,7. Observou-se que a utilização do meio MS na concentração de sais completa, com a adição de 3% de sacarose e renovações do meio em intervalos de 30 dias, apresentou melhor desenvolvimento dos eixos embrionários.

Atividade microbiana do solo em pomar de laranja em resposta ao cultivo de adubos verdes

Adubos verdes (AVs) são condicionadores do solo utilizados para a melhoria da estrutura e fertilidade do solo. Este estudo avaliou o efeito de Crotalaria spectabilis Roth (crotalária), Cajanus cajan (L) Millsp (guandu) e Brachiaria decumbens Stapf (braquiária) nas propriedades microbiológicas e bioquímicas do solo sob laranjal. As leguminosas foram plantadas nas entrelinhas do laranjal e, após 3 meses, cortadas e lançadas nas entrelinhas. A braquiária, já estabelecida, foi roçada e lançada nas entrelinhas. Após 5 meses, as amostras de solo foram coletadas na entrelinha e na linha, na profundidade de 0-20 cm. O delineamento experimental foi em parcela subdividida. Efeito significativo (p< 0,05%) da aplicação dos AV sobre as contagens de bactérias, as atividades da desidrogenase e nitrificante foram obtidas e aumentaram, em média, de 20, 39 e 190%, respectivamente. O número de fungos diminuiu de 57%. A atividade da urease e a solubilizadora, e os conteúdos de matéria orgânica e umidade não foram influenciados pela aplicação dos AVs. Dentre as plantas, respostas significativas foram obtidas decorrentes do estímulo da atividade da desidrogenase em 57% pelo guandu, da urease em 58% pela braquiária, solubilizadora em 346% pela crotalária e nitrificante em 236% pelo guandu ou braquiária em relação aos demais AVs. Estes resultados sugerem que a aplicação de AVs durante anos consecutivos pode estimular a ação dos microrganismos e melhorar a qualidade do solo.

Caracterização de Diaporthe citri em diferentes meios de cultura, condições de temperatura e luminosidade

Estudou-se o crescimento micelial de dez isolados de Diaporthe citri, utilizando-se seis meios de cultura (aveia-ágar, maltose-peptona-ágar, batata-dextrose-ágar, folha de laranja-dextrose-ágar, folha de limão-dextrose-ágar, milho-ágar) à temperatura de 22 ± 2 °C e fotoperíodo de 12 h claro/12 h escuro. O cultivo em meio de batata-dextrose-ágar (BDA) foi conduzido em cinco temperaturas diferentes (10, 15, 20, 25 e 30 °C). Três diferentes regimes de luminosidade (12 h claro/12 h escuro, claro contínuo, escuro contínuo) foram utilizados para verificar o crescimento do fungo. Foram observadas variações na produção de picnídios e de massa micelial nos diferentes meios de cultura, temperaturas e regimes de luminosidade testados, sendo que, para a maioria dos isolados, o meio de cultura de aveia-ágar, a faixa de 20 a 25 °C e o regime de claro contínuo induziram maior crescimento micelial. A produção de picnídios foi maior para o regime de luz contínua. O teste de patogenicidade foi feito por inoculação de discos de micélio de 5 mm de diâmetro em ferimentos em ramos e caule de limão 'Feminelo' (Citrus limon) enxertado em citrumelo 'Swingle'(Poncirus trifoliolata x Citrus paradisi) e plantas de limão 'Cravo' (C. limonia) enxertados com laranja 'Valência' (C. sinensis). Após sete dias, houve o aparecimento de exsudação de goma nas plantas inoculadas com os isolados, mas não na testemunha. Todos os isolados mostraram-se patogênicos, sendo os isolados PC2 e PC5, os que causaram comprimento de lesão maior nas plantas.

Influência de diferentes meios de cultura sobre o crescimento de Pfaffia glomerata (Spreng.) Pedersen (Amaranthaceae) para conservação in vitro

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Estudo do Cultivo de dois clones de Escherichia coli recombinantes (eIF, LACK) para a Expressão de Antígenos da Leishmania chagasi

With advent of the technology of the recombinant DNA, the recombinant protein expression becomes an important tool in the studies of the structure, function and identification of new proteins, mainly with therapeutical purposes. The Escherichia coli has been procarioto predominant in the studies of genetic engineering due to wealth of information regarding its metabolism. Despite the expressivo advance of the studies of molecular biology and the immunology of the infections, it does not exist, currently, no prophylactic drug capable to prevent calazar. Of this form, it exists a great necessity of specific antigen identification for the vaccine development and kits for disgnostic against the visceral Leishmaniose. In this context, this work objectified to study the recombinant antigen expression of the Leishmania chagasi during the culture of Escherichia coli in shaker. A first set of assays was carried through with the objective of if knowing the kinetic behavior of the growth of two clones recombinant proteins (eIF, LACK) in two different compositions of culture medium (2xTY, TB) supplemented by antibiotics, without IPTG addition. In the second stage of the assays, the procedure of induction for IPTG was carried through, in order to verify the influence of the composition of the ways tested in the expression them recombinant proteins. On the basis of the gotten results, can be observed that the high complexity of culture medium favored the kinetic one of growth of clones recombinant (eIF, LACK), however, to if to deal with the assays submitted to the procedure of induction for IPTG, the raised complexity of culture medium did not favor the expression of recombinant proteins. On the other hand, they had been gotten resulted positive for all clones recombinant (eIF, LACK) tested, confirmed through the eletroforético profile

Microrganismos do solo produtores de fosfatases em diferentes sistemas agrícolas

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Avaliação de dois clones de Escherichia coli recombinante quanto ao crescimento e expressão de antígenos de Leishmania chagasi (kmp11 e P36)

Visceral leishmaniosis caused by Leishmania chagasi, also known as calazar, presented, in the period from 1990 to 2005, tax of incidence in Brazil varying between 1 and 3 cases for 100 000 inhabitants. The Northeast region that up to the year of 2000 contributed with almost 90% of the registered cases is reducing his participation in the current decade, reaching 56% in 2005. Conventional leishmaniasis treatment is costly and it shows high toxicity, demanding more research for alternative treatments, with special interest in development of vaccines and diagnosis kits which include production of recombinant antigens by host cells. Escherichia coli has been the microorganism most studied and used as a host for recombinant protein production. Therefore, the aim of this work was to study the influence of induction on cellular growth and to verify the type of Leishmania chagasi antigens expression (intra or extracellular) during two recombinant E. coli clones (kmp11 and P36) cultivation in rotary incubator (shaker) using three different media (2xTY, TB, FASS+EL). For that, tests were carried out using conditions established in the literature for E. coli (37°C and 200 rpm) and media supplemented with antibiotics to guarantee that only competent cells grows. First, tests were carried out without induction in order to verify the two microorganisms kinetic behavior (growth and substrate consumption) in different media. Next, the induction was carried out through the addition of IPTG (1mM as final concentration), at the first hour of cultivation. It was observed that protein expression were intracellular for all clones and media tested, however the highest level of expression was clearly observed by the electrophoresis band density (intensity) for 2xTY medium and kmp11 protein. Although it contains the lowest substrate concentration, consequently, a reduced cellular concentration when compared to other media, it appeared that this medium and clone combination is the most indicated for recombinant protein production. Therefore, the objective of this work was achieved, since the interested proteins were produced. Consequently, this result motivates new studies for production optimization using different cultivation strategies