Biodegradação de hidrocarbonetos aromáticos policíclicos: prospecção metagenômica e modelagem computacional 3-D de proteínas

Knowledge of the native prokaryotes in hazardous locations favors the application of biotechnology for bioremediation. Independent strategies for cultivation and metagenomics contribute to further microbiological knowledge, enabling studies with non-cultivable about the "native microbiological status and its potential role in bioremediation, for example, of polycyclic aromatic hydrocarbons (HPA's). Considering the biome mangrove interface fragile and critical bordering the ocean, this study characterizes the native microbiota mangrove potential biodegradability of HPA's using a biomarker for molecular detection and assessment of bacterial diversity by PCR in areas under the influence of oil companies in the Basin Petroleum Geology Potiguar (BPP). We chose PcaF, a metabolic enzyme, to be the molecular biomarker in a PCR-DGGE detection of prokaryotes that degrade HPA s. The PCR-DGGE fingerprints obtained from Paracuru-CE, Fortim-CE and Areia Branca-RN samples revealed the occurrence of fluctuations of microbial communities according to the sampling periods and in response to the impact of oil. In the analysis of microbial communities interference of the oil industry, in Areia Branca-RN and Paracuru-CE was observed that oil is a determinant of microbial diversity. Fortim-CE probably has no direct influence with the oil activity. In order to obtain data for better understanding the transport and biodegradation of HPA's, there were conducted in silico studies with modeling and simulation from obtaining 3-D models of proteins involved in the degradation of phenanthrene in the transport of HPA's and also getting the 3-D model of the enzyme PcaF used as molecular marker in this study. Were realized docking studies with substrates and products to a better understanding about the transport mechanism and catalysis of HPA s

Modelagem molecular na caracterização eletrônica de oligopeptídeos e na descrição quântica da interação fármaco-receptor

In this dissertation, the theoretical principles governing the molecular modeling were applied for electronic characterization of oligopeptide α3 and its variants (5Q, 7Q)-α3, as well as in the quantum description of the interaction of the aminoglycoside hygromycin B and the 30S subunit of bacterial ribosome. In the first study, the linear and neutral dipeptides which make up the mentioned oligopeptides were modeled and then optimized for a structure of lower potential energy and appropriate dihedral angles. In this case, three subsequent geometric optimization processes, based on classical Newtonian theory, the semi-empirical and density functional theory (DFT), explore the energy landscape of each dipeptide during the search of ideal minimum energy structures. Finally, great conformers were described about its electrostatic potential, ionization energy (amino acids), and frontier molecular orbitals and hopping term. From the hopping terms described in this study, it was possible in subsequent studies to characterize the charge transport propertie of these peptides models. It envisioned a new biosensor technology capable of diagnosing amyloid diseases, related to an accumulation of misshapen proteins, based on the conductivity displayed by proteins of the patient. In a second step of this dissertation, a study carried out by quantum molecular modeling of the interaction energy of an antibiotic ribosomal aminoglicosídico on your receiver. It is known that the hygromycin B (hygB) is an aminoglycoside antibiotic that affects ribosomal translocation by direct interaction with the small subunit of the bacterial ribosome (30S), specifically with nucleotides in helix 44 of the 16S ribosomal RNA (16S rRNA). Due to strong electrostatic character of this connection, it was proposed an energetic investigation of the binding mechanism of this complex using different values of dielectric constants (ε = 0, 4, 10, 20 and 40), which have been widely used to study the electrostatic properties of biomolecules. For this, increasing radii centered on the hygB centroid were measured from the 30S-hygB crystal structure (1HNZ.pdb), and only the individual interaction energy of each enclosed nucleotide was determined for quantum calculations using molecular fractionation with conjugate caps (MFCC) strategy. It was noticed that the dielectric constants underestimated the energies of individual interactions, allowing the convergence state is achieved quickly. But only for ε = 40, the total binding energy of drug-receptor interaction is stabilized at r = 18A, which provided an appropriate binding pocket because it encompassed the main residues that interact more strongly with the hygB - C1403, C1404, G1405, A1493, G1494, U1495, U1498 and C1496. Thus, the dielectric constant ≈ 40 is ideal for the treatment of systems with many electrical charges. By comparing the individual binding energies of 16S rRNA nucleotides with the experimental tests that determine the minimum inhibitory concentration (MIC) of hygB, it is believed that those residues with high binding values generated bacterial resistance to the drug when mutated. With the same reasoning, since those with low interaction energy do not influence effectively the affinity of the hygB in its binding site, there is no loss of effectiveness if they were replaced.

Modelagem estocástica do índice de radiação ultravioleta na costa leste do nordeste do Brasil

The increase in ultraviolet radiation (UV) at surface, the high incidence of non-melanoma skin cancer (NMSC) in coast of Northeast of Brazil (NEB) and reduction of total ozone were the motivation for the present study. The overall objective was to identify and understand the variability of UV or Index Ultraviolet Radiation (UV Index) in the capitals of the east coast of the NEB and adjust stochastic models to time series of UV index aiming make predictions (interpolations) and forecasts / projections (extrapolations) followed by trend analysis. The methodology consisted of applying multivariate analysis (principal component analysis and cluster analysis), Predictive Mean Matching method for filling gaps in the data, autoregressive distributed lag (ADL) and Mann-Kendal. The modeling via the ADL consisted of parameter estimation, diagnostics, residuals analysis and evaluation of the quality of the predictions and forecasts via mean squared error and Pearson correlation coefficient. The research results indicated that the annual variability of UV in the capital of Rio Grande do Norte (Natal) has a feature in the months of September and October that consisting of a stabilization / reduction of UV index because of the greater annual concentration total ozone. The increased amount of aerosol during this period contributes in lesser intensity for this event. The increased amount of aerosol during this period contributes in lesser intensity for this event. The application of cluster analysis on the east coast of the NEB showed that this event also occurs in the capitals of Paraiba (João Pessoa) and Pernambuco (Recife). Extreme events of UV in NEB were analyzed from the city of Natal and were associated with absence of cloud cover and levels below the annual average of total ozone and did not occurring in the entire region because of the uneven spatial distribution of these variables. The ADL (4, 1) model, adjusted with data of the UV index and total ozone to period 2001-2012 made a the projection / extrapolation for the next 30 years (2013-2043) indicating in end of that period an increase to the UV index of one unit (approximately), case total ozone maintain the downward trend observed in study period

Avaliação dos teores de metais pesados no solo e na planta de cana-de-açúcar sob adubação com lodo de esgoto e vinhaça

The objective of this work was to evaluate Cd, Cr, Ni and Pb total contents in soil and sugar cane after four annual applications of sewage sludge and vinasse to supply all N and all K required by the crop. A field experiment was carried out on clayey Typic Haplustox. It was used a randomized block design with seven treatments and three replications. The treatments consisted in: (i) rate of sewage sludge to supply 100% of the N required by the crop; (ii) rate of sewage sludge to supply 200% of the N required; (iii) rate of vinasse to supply 100% of the K required; (iv) rate of vinasse to supply 200% of the K required; ( v) combination of the treatments ( i) and ( iii); ( vi) combination of the treatments ( ii) e ( iv); (vii) control ( mineral fertilization). The contents of Cd, Cr, Ni and Pb in sewage sludge reached maximum values of 1.58, 41.66, 35.17 and 45.25 mg kg(-1), respectively. These metals were not detected in vinasse. The residues were applied annually for four years. At the end of this period, sewage sludge and vinasse accumulated rates, that get up to 51 t ha(-1) and 762 m(3) ha(-1), respectively, did not cause alteration in Cd, Cr, Ni and Pb total contents in soil, up to 50 cm of depth, and in plant. Sewage sludge and vinasse application to supply N and K for sugar cane did not offer soil pollution risk by heavy metals.

Interferência entre espécies de planta daninha e duas cultivares de feijoeiro em duas épocas de semeadura

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

Produção do melão rendilhado em função da concentração de potássio na solução nutritiva e do número de frutos por planta

O experimento foi conduzido em hidroponia (NFT), de junho a novembro de 2001, na UNESP, em Jaboticabal. A cultivar Bônus nº 2 foi cultivada sob blocos casualizados, em esquema de parcelas subdivididas, com seis repetições. Foram avaliados o número de frutos por planta (2; 3; 4 e fixação livre) e a concentração de potássio na solução nutritiva (66; 115,5; 165 e 247,5 mg L-1 de K). Nas colheitas ocorridas entre 105 e 133 dias após o transplantio (DAT), foram obtidos 2,0; 2,5; 2,7 e 2,3 frutos por planta, enquanto que aos 85 DAT, o número de frutos fixados tinha sido, respectivamente, 2; 3; 4 e 6,2 frutos por planta. O incremento da concentração de potássio na solução nutritiva aumentou, inicialmente, o número de frutos fixados, e contribuiu, posteriormente, para a redução do abortamento dos frutos. Também, promoveu aumento no peso médio do segundo fruto. A produção e o peso médio dos frutos não foram influenciados pelo emprego de soluções nutritivas com concentração de potássio acima de 66 mg L-1. Entretanto, o número de frutos por planta afetou a produção e o peso médio dos frutos, promovendo respectivamente, aumento e redução à medida que maior foi o número de frutos por planta.

Concentração de potássio na solução nutritiva e a qualidade e número de frutos de melão por planta em hidroponia

O experimento foi conduzido em hidroponia (NFT) no período de junho a novembro de 2001, na FCAV-UNESP em Jaboticabal-SP, situada a 21º15 22 Sul, 48º18 58 Oeste, e altitude de 575 metros. O híbrido Bônus n0 2 foi cultivado em blocos casualizados, em esquema de parcelas subdivididas, com seis repetições. Os elementos avaliados foram número de frutos por planta (2, 3, 4 e fixação livre) e concentração de potássio na solução nutritiva (66; 115,5; 165 e 247,5mg L-1). O experimento teve como objetivo avaliar a concentração de potássio na solução nutritiva e número de frutos por planta sobre a qualidade dos frutos do meloeiro. Concentrações maiores do que 66mg L-1 de potássio na solução nutritiva não promoveram incrementos nas características de qualidade dos frutos do meloeiro como: teor de sólidos solúveis médio de todos os frutos da planta, do segundo fruto, da acidez total titulável média de todos os frutos da planta, do primeiro fruto, do segundo fruto, do índice de maturação, da espessura da polpa e do índice de formato dos frutos. Frutos oriundos de plantas de melão com dois frutos apresentaram maior teor de sólidos solúveis e acidez total titulável, independente da concentração de potássio na solução nutritiva. O maior número de frutos por planta reduziu a espessura do mesocarpo dos frutos.

Mineralização potencial e líquida de nitrogênio em solos

Os métodos de incubação de solo fornecem subsídios técnicos para a avaliação da mineralização e disponibilidade de N. Nesse sentido, os objetivos deste trabalho foram avaliar a mineralização potencial e líquida do N orgânico em solos e relacioná-la à disponibilidade de N para plantas. Amostras de 22 solos coletadas na camada arável (0 a 20 cm) foram submetidas à incubação em condições aeróbias a 35 °C, por 30 semanas, e anaeróbias a 40 °C, por sete dias, e utilizadas em experimento, em casa de vegetação, em que o milho foi a planta-teste. Durante a incubação por 30 semanas, houve aumento do N mineralizado na segunda semana, seguido de diminuição e estabilização a partir da quarta semana. Este comportamento resultou em ajuste do N mineralizado (Nm) ao modelo exponencial de decrescimento e do N mineralizado acumulado (Nmac) ao modelo exponencial de crescimento, a partir do qual foi possível calcular o N potencialmente mineralizável (N0). As quantidades de N0 refletiram a mineralização e a disponibilidade de N em longo prazo. Contudo, o Nmac apresentou maior grau de correlação com o N disponível medido pelas plantas (concentração de N e N acumulado na parte aérea) do que o N0, e valores altos de correlação foram obtidos já após duas semanas de incubação, o que indica que a modelagem matemática pode ser dispensada e o período de incubação pode ser encurtado. O N total do solo foi melhor índice da mineralização potencial e líquida de N orgânico do que a matéria orgânica do solo, principalmente em longo prazo. O método de incubação anaeróbia de curta duração pode ser utilizado para cálculo da estimativa do N0, e a subtração do N-NH4+ inicial não contribuiu para melhorar a estimativa da mineralização e da disponibilidade de N por meio deste método, o que o torna ainda mais simples e viável.

Influência da concentração de inóculo e da idade da planta na intensidade de doença causada por Fusarium graminearum em Egeria densa e E. najas

Um isolado de Fusarium graminearum estudado na UNESP/Campus de Jaboticabal, onde foi comprovada sua eficácia no controle de Egeria densa e E. najas, macrófitas aquáticas submersas. Para estudar o efeito de diferentes concentrações do inóculo na severidade de doença, foram conduzidos experimentos em incubadoras para BOD, com concentrações variando em um décimo, de 0,1 até 1,4 g/l de arroz moído colonizado com F. graminearum. Para verificar os possíveis efeitos da idade da planta sobre a severidade de doença, plantas com, no mínimo 35 cm, de comprimento foram excisadas em segmentos correspondentes às idades de crescimento. Os tratamentos com concentrações de inóculo a partir de 0,5 g/l apresentaram sintomas. Todos os tratamentos inoculados com o fungo, nas concentrações a partir de 0,5 g/l, apresentaram drástica redução na produção de biomassa fresca. Todos os segmentos utilizados como plantas-teste (0 a 32 cm de comprimento) apresentaram suscetibilidade ao fungo. Os ponteiros de plantas de ambas as espécies apresentaram maior severidade de sintomas no sexto e oitavo dias após a inoculação, contudo, os segmentos correspondentes às idades 2 e 3 apresentaram maior redução de biomassa fresca quando inoculadas, apesar de não apresentarem sintomas tão severos quanto a idade 1. Com relação ao ganho de biomassa fresca, as testemunhas apresentaram sempre maior crescimento do que os respectivos tratamentos inoculados, contudo os segmentos correspondentes à idade 4 apresentaram menor ganho de biomassa fresca do que as demais idades.

Cravo-de-defunto como planta atrativa para tripes em cultivo protegido de melão orgânico

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Modelagem e estimação de parâmetros genéticos e fenotípicos para pesos do nascimento à seleção (378 dias) de machos Nelore

Genetic parameters for weights (17, 942 records), obtained in intervals of 60 days, from the birth to selection (378 days of age), of 2,582 males of the Nellore breed was estimated in univariate analyses by the Maximum Restricted Likelihood method. The models of analysis models included the fixed effects of contemporary groups, month of birth, mother age and age when the weights were collected as covariate. Three models differing in random effects were tested: the model 1 (M1) was adjusted for the direct and maternal addictive genetic effects and maternal permanent environment; in model 2 (M2) the maternal genetic effect was excluded; and the model 3 (M3) was only adjusted for the direct addictive genetic effect. The test of likelihood (LRT) detected significant differences, for all the ages, of M2 and M1 in relation to the simple model (M3), evidencing the importance of the maternal effects. Except for the birth weight (0.40), low values (0.05 to 0.12) of h(2) were found for M1 and M2 until 8 months of age and, after this period, reasonable increase could be observed, reaching 0.28 until 13 months of age. The estimates of the total variance fraction, due to the effect of maternal permanent environment, were high and practically became unaffected between the models 1 and 2. Maternal effects, not necessarily decomposed (in genetic addictive and permanent environment), affected the Nellore males growth. Models that contemplate maternal effects, besides the genetic addictive direct effects, are more realistic to describe the trajectory of the variances in the initial phases of growth of Nelore male calves.

Índice de cobertura vegetal e sua modelagem para cultivares de soja no sul de Minas Gerais

A cobertura vegetal do solo é decisiva para redução dos efeitos erosivos do impacto direto das gotas de chuva na superfície do solo. Desta forma, objetivou-se com este estudo determinar o índice de cobertura vegetal (CV) e desenvolver modelos para sua estimativa para a cultura da soja, usando os atributos climáticos no período de chuvas intensas no Sul de Minas Gerais. As determinações da CV foram feitas semanalmente, na área experimental do Departamento de Ciência do Solo, Universidade Federal de Lavras (UFLA), no período de novembro de 1999 a maio de 2000, em 28 cultivares de soja com potencial para cultivo nesta região. Para avaliação da cobertura vegetal foi utilizada a metodologia descrita por Stocking (1988). Na modelagem procurou-se relacionar a CV com os valores acumulados dos seguintes atributos climáticos: temperatura média (Tmed), precipitação (PREC) e umidade relativa do ar (UR). Os valores de cobertura vegetal apresentaram uma amplitude de variação de 56 a 83%, sendo BR 162, LO 12 L e M. Soy 108 as cultivares mais eficientes e FT Abyara e Tucano as menos eficientes. O hábito diferencial de crescimento das cultivares ajuda a explicar esse comportamento. O modelo ajustado adequado para estimativa da CV foi: CV = 116589,976 + 0,422 . Tmed + 0,132 . PREC - 0,095 . UR + 0,000024 . Tmed², R² = 0,99 (P < 0,01). A determinação da CV nas diferentes fases de desenvolvimento da cultura é de grande importância, uma vez que seu estabelecimento coincide com o período de maior potencial erosivo das chuvas na região estudada.

Qualidade de frutos de cinco híbridos de melão rendilhado em função do número de frutos por planta

Este trabalho teve por objetivo avaliar a qualidade de cinco híbridos de melão rendilhado, com dois e três frutos por planta, utilizando fibra da casca de coco e fertirrigação. Para tanto, foi instalado um experimento em casa de vegetação na UNESP-FCAV, Câmpus de Jaboticabal, com delineamento experimental em blocos ao acaso, em esquema fatorial 5 x 2, com quatro repetições. Os fatores avaliados foram cinco híbridos de melão rendilhado (Maxim, Bônus nº 2, Shinju 200, Fantasy e Louis) e número de frutos por planta (2 ou 3 frutos). Os frutos foram colhidos quando atingiram o máximo do desenvolvimento. Foram avaliados: sólidos solúveis, acidez titulável, pH, vitamina C e massa média dos frutos. Para todas as características avaliadas, não houve interação entre híbridos e o número de frutos por planta. Com base nos resultados obtidos, conclui-se que o híbrido Bônus nº 2 apresentou o maior número de características qualitativas desejáveis quando cultivada sob ambiente protegido, utilizando fibra da casca de coco e fertirrigação. O número de frutos por planta não afetou as características qualitativas avaliadas, exceto o teor de sólidos solúveis e massa média dos frutos, sendo maior quando deixados dois frutos por planta.

Efeito da concentração de nitrogênio na solução nutritiva e do número de frutos por planta sobre a produção do meloeiro

O trabalho foi conduzido em casa de vegetação, na UNESP em Jaboticabal (SP), de junho a novembro de 2001, com o objetivo de avaliar a produção do melão (Cucumis melo var. reticulatus), híbrido Bônus nº2, cultivado em sistema hidropônico NFT, em função da concentração de nitrogênio na solução nutritiva (80, 140, 200 e 300 mg L-1) e número de frutos por planta (2, 3, 4 e livre). O delineamento experimental utilizado foi o de blocos ao acaso, em parcelas subdivididas, com seis repetições. Aos 80 dias após o transplantio, foram observados 2, 3, 4 e 5,1 frutos por planta e, posteriormente na colheita, 2, 2,9, 3,0 e 3,4 frutos por planta, respectivamente para os tratamentos com 2, 3, 4 e fixação livre, sendo esta redução atribuída ao abortamento de frutos. Houve redução no peso médio do 1º, 2º e 3º fruto colhido, com o aumento da concentração de nitrogênio. Plantas com o menor número de frutos, apresentaram maior peso médio dos mesmos, porém com menor produção por planta. A maior produção (2.474 g/planta) foi obtida com 80 mg L-1 de nitrogênio na solução nutritiva.

Cultivo de melão rendilhado com dois e três frutos por planta

O objetivo deste trabalho foi avaliar cultivares de melão rendilhado produzidas em plantas sob raleio dos frutos. Foram estudadas as cultivares Maxim, Louis, Fantasy, Shinju 200, e Bônus nº2, com as plantas conduzidas com dois e três frutos. O delineamento experimental foi em blocos ao acaso, em esquema fatorial 5x2, com quatro repetições e com as plantas dispostas no espaçamento de 1,0 m entre linhas e 0,5 m entre plantas. O experimento foi realizado em casa de vegetação, utilizando-se fertirrigação e vasos plásticos de 13 L, preenchidos com fibra da casca de coco Golden Mix® Misto 98. As mudas foram produzidas em bandejas de poliestireno expandido de 128 células e quando estavam com a primeira folha definitiva completamente desenvolvida foram transplantadas aos vasos. Foram avaliados o rendilhamento da casca, os diâmetros longitudinal e transversal do fruto, o índice de formato do fruto, os diâmetros longitudinal e transversal do lóculo, o índice de formato do lóculo, a espessura do mesocarpo, a massa média dos frutos e a produção por planta. Não houve interação entre os fatores estudados. Nas condições deste experimento, a condução de dois frutos por planta resultou em maior rendilhamento da casca, maior diâmetro transversal do fruto, maior diâmetro longitudinal do lóculo e maior massa média dos frutos. Porém, as maiores produções por planta foram observadas quando conduzidas com três frutos. Os híbridos Fantasy e Shinju 200 apresentaram as melhores características de frutos e maiores produções.