Caracterização de genes de quitanases do entomopatógeno e acaricida Metarhizium anisopliae

O fungo entomopatogênico e acaricida Metarhizium anisopliae é patógeno de uma vasta gama de insetos, sendo extensivamente utilizado em experimentos, bem como, no controle efetivo de alguns insetos-praga. Seu potencial uso para o controle de carrapatos como Boophilus microplus é também considerável. O processo de infecção de M. anisopliae é o melhor caracterizado entre os fungos entomopatogênicos, e combina pressão mecânica, por diferenciação do apressório, síntese e secreção de enzimas hidrolíticas altamente reguladas como proteases e, provavelmente, quitinases e lipases. As quitinases em fungos também são importantes em processos que requerem digestão celular, como germinação, crescimento e ramificação das hifas e autólise, visto que a quitina é o maior constituinte da parede celular desses organismos, sendo um sistema altamente regulado. Objetivamos neste trabalho, obter mais informações sobre o sistema quitinolitico do fungo M. anisopliae var. anisopliae linhagem E6 durante o processo de infecção do hospedeiro ou na morfogênese e crescimento. Com o objetivo de analisarmos o gene chi2 de M. anisopliae E6, clonamos e caracterizamos sua seqüência genômica, incluindo a região flanqueadora 5’. O gene chi2 é interrompido por dois pequenos íntrons típicos, de 210 pb e 75 pb, respectivamente. A ORF do gene chi2 apresenta 1.545 pb e codifica uma proteína predita de 419 aminoácidos (denominada CHI2), com massa molecular estimada de 44 kDa. Um peptídeo sinal característico com sítio de clivagem no aminoácido V19 está presente. A forma madura dessa proteína tem uma massa molecular estimada de 42 kDa e um pI teórico de 4,8. Análise por Southern de DNA genômico indica cópia única de chi2 no genoma de M. anisopliae. A seqüência de consenso SXGG, correspondendo ao sítio de ligação à quitina, foi identificada e a seqüência NGFDFDIE, que compõem o domínio catalítico de quitinases, está presente em CHI2. A construção de uma árvore filogenética determinou que a quitinase CHI2 pertence a um grupo diferente daquele da CHIT42 a qual provavelmente não está envolvida na patogenicidade. Uma análise in sílico da seqüência 5’ franqueadora do gene chi2 para determinação de possíveis elementos regulatórios foi efetuada. A regulação da transcrição dos genes chit1 e chi2 em M. ansisoplaie frente a diferentes fontes de carbono e em diferentes tempos de cultivo foi analisada. Os genes chit1 e chi2 apresentaram uma expressão tardia no fungo, a partir de 30 horas. O gene chi2 foi expresso majoritariamente em cultivos com quitina e sua expressão foi reprimida por glicose. O gene chit1 foi induzido em presença de fontes de carbono facilmente assimiláveis, como glicose e NAcGlc. Ambos os genes, chit1 e chi2, apresentaram alta expressão quando a fonte de carbono já estava exaurida e o fungo estava em autólise, sugerindo o requerimento dessas enzimas nessa fase. O cDNA do chit1 foi inserido em um vetor de expressão, em ambas orientações senso e antisenso, sob regulação do promotor do gene tef1α de M. anisopliae e o terminador do gene trpC de A. nidulans. Os transformantes com o gene chit1 na orientação senso mostraram superexpressão de atividade de quitinase e o transformante com o gene na orientação antisenso apresentou uma redução na atividade de quitinase. Também construímos quatro deleções na região flanqueadora 5’ do gene chit1 fusionadas com a proteína repórter SGFP, para localizar seqüências reguladoras no promotor e, destas construções, três foram transformadas em M. anisopliae.

Isolamento de bactérias resistentes a cromo hexavalente e purificação parcial da enzima redutora de cromo do Bacillus sp. ES29

A redução do Cr(VI) para Cr(III) diminui a toxidade deste metal no ambiente uma vez que, o Cr(III) é insolúvel às membranas biológicas. Assim a redução microbiana do Cr(VI) é uma alternativa para reduzir os impactos ambientais causados por este metal, utilizado em diversos processos industriais. O objetivo deste trabalho foi selecionar microrganismos a partir de solo contaminado com cromo, caracterizar sua capacidade de redução do Cr(VI) durante o crescimento celular e purificar parcialmente a enzima cromo redutase do Bacillus sp. ES29, através da precipitação com sulfato de amônio (45-75%), cromatografia de gel filtração (Sephadex G-25) e cromatografia de interação hidrofóbica (Octyl Sepharose). A atividade de redução do Cr(VI) pelos isolados foi quantificada com o reagente de s-difenilcarbazida. No isolamento, foram obtidas 20 bactérias resistentes a cromo(VI). Seis destas foram capazes de reduzir 100 mg L-1 Cr(VI) em 24 horas. Um dos isolados foi identificado, através de testes bioquímicos, como pertencete ao gênero Bacillus, sendo tolerante a 750 mg L-1 Cr(VI) e reduzindo mais de 40% do Cr(VI) durante o crescimento celular. Na purificação parcial da enzima foi obtido um fator de purificação de 11,2, aumentando a atividade específica da enzima acima de 11 vezes, porém se faz necessário mais passos de purificações para obtenção desta enzima pura. As bactérias selecionadas e a enzima parcialmente purificada, foram eficientes na redução do Cr(VI) e apresentam potencial para outros estudos, visando a aplicação em processos de biorremediação.

Análise da variabilidade genética de Paspalum Notatum Flugge (Poaceae, Panicoideae) com o uso de marcadores moleculares, morfológicos e citometria de fluxo

O gênero Paspalum L. compreende aproximadamente 400 espécies no mundo e cerca de 220 no Brasil. Paspalum é ecologicamente e economicamente importante e tem sido utilizado como pastagem. Paspalum notatum Flügge (grama-forquilha) é uma valorosa gramínea forrageira nos subtrópicos. Esta espécie consiste de vários biótipos sexuais (diplóides) e apomíticos (tetraplóides, ocasionalmente tri e pentaplóides). Neste trabalho, os Inter Simple Sequence repeat (ISSR) foram utilizados para acessar a diversidade genética da grama-forquilha (Paspalum notatum). Os tecidos vegetativos de 95 acessos de grama-forquilha foram obtidos de vários locais da América do Sul (Brasil, Argentina e Uruguai). Um total de 91 de fragmentos reproduzível ISSR foi observado. Oitenta e nove fragmentos (97,5% do total observado) foram polimórficos. A análise de agrupamento (UPGMA) foi realizada para o conjunto de dados ISSR. Os resultados ilustram as relações genéticas entre 95 acessos de Paspalum notatum. A comparação entre dados moleculares, morfológicos e nível de ploidia foi realizada. Em resumo, os marcadores moleculares ISSR mostraram-se eficientes para distinção dos genótipos analisados e observou-se uma variabilidade ampla para a espécie. Estes resultados adicionam novas informações sobre a diversidade genética em Paspalum notatum, conseqüentemente contribuindo para o conhecimento biológico desta espécie e fornecendo subsídios para futuros programas de melhoramento genético e para programas de conservação.

Microbiologia da fermentação alcoólica: a importância do monitoramento microbiológico em destilarias

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Análise metagenômica da microbiota de ambientes aquáticos do estado do Rio Grande do Norte - Brasil

The screening for genes in metagenomic libraries from soil creates opportunities to explore the enormous genetic and metabolic diversity of microorganisms. Rivers are ecosystems with high biological diversity, but few were examined using the metagenomic approach. With this objective, a metagenomic library was constructed from DNA soil samples collected at three different points along the Jundiaí-river (Rio Grande do Norte-Brazil). The points sampled are from open area, rough terrain and with the direct incidence of sunlight. This library was analyzed functionally and based in sequence. For functional analysis Luria-Bertani solid medium (LB) with NaCl concentration varied from 0.17M to 0.85M was used for functional analysis. Positives clones resistant to hypersaline medium were obtained. The recombinant DNAs were extracted and transformed into Escherichia coli strain DH10B and survival curves were obtained for quantification of abiotic stress resistance. The sequences of clones were obtained and submitted to the BLASTX tool. Some clones were found to hypothetical proteins of microorganisms from both Archaea and Bacteria division. One of the clones showed a complete ORF with high similarity to glucose-6-phosphate isomerase which participates in the synthesis of glycerol pathway and serves as a compatible solute to balance the osmotic pressure inside and outside of cells. Subsequently, in order to identify genes encoding osmolytes or enzymes related halotolerance, environmental DNA samples from the river soil, from the water column of the estuary and ocean were collected and pyrosequenced. Sequences of osmolytes and enzymes of different microorganisms were obtained from the UniProt and used as RefSeqs for homology identification (TBLASTN) in metagenomic databases. The sequences were submitted to HMMER for the functional domains identification. Some enzymes were identified: alpha-trehalose-phosphate synthase, L-ectoina synthase (EctC), transaminase L-2 ,4-diaminobutyric acid (EctB), L-2 ,4-diaminobutyric acetyltransferase (EctA), L-threonine 3 dehydrogenase (sorbitol pathway), glycerol-3-phosphate dehydrogenase, inositol 3-phosphate dehydrogenase, chaperones, L-proline, glycine betaine binding ABC transporter, myo-inositol-1-phosphate synthase protein of proline simportadora / PutP sodium-and trehalose-6-phosphate phosphatase These proteins are commonly related to saline environments, however the identification of them in river environment is justified by the high salt concentration in the soil during prolonged dry seasons this river. Regarding the richness of the microbiota the river substrate has an abundance of halobacteria similar to the sea and more than the estuary. These data confirm the existence of a specialized response against salt stress by microorganisms in the environment of the Jundiaí river

Avaliação de produtos naturais no controle de biofilmes formados em sistema dinâmico

The biofilms microbial forms of association are responsible for generating, accelerating and / or induce the process of corrosion. The damage generated in the petroleum industry for this type of corrosion is significatives, representing major investment for your control. The aim of this study was to evaluate such tests antibiograms the effects of extracts of Jatropha curcas and essential oil of Lippia gracilis Schauer on microrganisms isolated from water samples and, thereafter, select the most effective natural product for further evaluation of biofilms formed in dynamic system. Extracts of J. curcas were not efficient on the complete inhibition of microbial growth in tests type antibiogram, and essential oil of L. gracilis Schauer most effective and determined for the other tests. A standard concentration of essential oil of 20 μL was chosen and established for the evaluation of the biofilms and the rate of corrosion. The biocide effect was determined by microbial counts of five types of microorganisms: aerobic bacteria, precipitating iron, total anaerobic, sulphate reducers (BRS) and fungi. The rate of corrosion was measured by loss of mass. Molecular identification and scanning electron microscopy (SEM) were performed. The data showed reduction to zero of the most probable number (MPN) of bacteria precipitating iron and BRS from 115 and 113 minutes of contact, respectively. There was also inhibited in fungi, reducing to zero the rate of colony-forming units (CFU) from 74 minutes of exposure. However, for aerobic and anaerobic bacteria there was no significant difference in the time of exposure to the essential oil, remaining constant. The rate of corrosion was also influenced by the presence of oil. The essential oil of L. gracilis was shown to be potentially effective

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

Metagenômica: busca de novos genes envolvidos com a biodegradação de hidrocarbonetos

Industrial activities, oil spills and its derivatives, as well as the incomplete combustion of fossil fuels have caused a great accumulation of hydrocarbons in the environment. The number of microorganisms on the planet is estimated at 1030 and prokaryotes the most abundant. They colonized diverse environments for thousands of years, including those considered extreme and represent an untapped source of metabolic and genetic diversity with a large biotechnological potential. It is also known that certain microorganisms have the enzymatic capacity to degrade petroleum hydrocarbons and, in many ecosystems, there is an indigenous community capable of performing this function. The metagenomic has revolutionized the microbiology allowing access uncultured microbial communities, being a powerful tool for elucidation of their ecological functions and metabolic profiles, as well as for identification of new biomolecules. Thus, this study applied metagenomic approaches not only for functional selection of genes involved in biodegradation and emulsification processes of the petroleum-derived hydrocarbons, but also to describe the taxonomic and metabolic composition of two metagenomes from aquatic microbiome. We analyzed 123.116 (365 ± 118 bp) and 127.563 sequences (352 ± 120 bp) of marine and estuarine metagenomes, respectively. Eight clones were found, four involved in the petroleum biodegradation and four were able to emulsify kerosene indicating their abilities in biosurfactants synthesis. Therefore, the metagenomic analyses performed were efficient not only in the search of bioproducts of biotechnological interest and in the analysis of the functional and taxonomic profile of the metagenomes studied as well

Cytogenotoxicity biomarkers in fat snook Centropomus parallelus from Cananeia and Sao Vicente estuaries, SP, Brazil

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Atividade antibacteriana das plantas copaifera duckei dwyer e pseudobombax marginatum e sua interação com a superfície celular bacteriana

A resistência microbiana a antimicrobianos tem favorecido a busca por substâncias bioativas provenientes de plantas usadas na medicina popular, com o intuito de se obter novos fármacos com atividade antimicrobiana. Neste estudo, foi proposta a investigação da atividade antibacteriana do óleo-resina de Copaifera duckei e de diferentes extratos da casca de Pseudobombax marginatum, e seus possíveis mecanismos de ação. O potencial inibitório antibacteriano foi avaliado utilizando-se os métodos de difusão e diluição em ágar, e a bioautografia. O mecanismo de ação foi analisado por microscopia eletrônica, no qual se observou alterações na ultraestrutura bacteriana, e por eletroforese em SDS-PAGE, que determinou ação sobre as proteínas das superfícies celulares. A análise química foi realizada pelas técnicas de Espectrometria de massas acoplada ao Cromatógrafo a gás- EM/CG (C. duckei) e Cromatografia Líquida de Alta Eficiência- CLAE (P. marginatum). Entre as bactérias estudadas, B. cereus foi a mais suscetível às plantas em estudo, com concentrações inibitórias mínimas (CIMs) correspondentes a 0,3125 mg/mL para o óleo-resina de copaíba, e 0,5 mg/mL para extrato hidroalcoólico (1:1) e 0,512 mg/mL para a fração butanólica da casca P. marginatum, nos quais pôde-se observar alterações na parede celular do B. cereus, com remoção da camada S, espessamento da parede celular e formação de diversos septos nos centros de divisão celular. A análise química por EM/CG mostrou compostos terpênicos no óleo-resina de C. duckei, tendo como composto majoritário o β-bisaboleno, e a análise por CLAE mostrou a presença de compostos derivados da catequina na casca do P. marginatum. Desta forma, as plantas em estudo mostram um potencial antibacteriano considerável, podendo contribuir tanto na terapia antimicrobiana como na área de alimentos, tendo como um de seus prováveis sítios de ação a parede celular bacteriana

Avaliação do sistema conservante em formulação com extrato hidroalcóolico de schinus terebinthifolius raddi nacardiaceae

Schinus terebinthifolius Raddi is used in the treatment of skin and mucosal injuries, infections of respiratory, digestive and genitourinary systems. Currently one of the biggest problems faced for the industry of phytopharmaceuticals with regard to the quality of raw materials is the microbial contamination. The aim this study was to evaluate the antimicrobial action of the hidroalcoholic extract of aroeira, beyond testing the effectiveness of the preservative system in hidrogel to the base of this extract. The extracts were prepared by maceration in the ratio of 1:10 of solvent plant/with alcohol 40%. The methods for microbial count were pour plate and test for specific microorganisms, analyzing in third copy each one of the samples. The antimicrobial activity of aroeira extracts was performed using an agar diffusion method, using strains of S. aureus, P. aeruginosa, E. coli, B. subtilis, C. albicans, C. tropicalis, C. krusei, C. guilliermondii, T. rubrum, M. gypseum, A. flavus and A. niger. The formula with aroeira was evaluated by the challenge test. This method consisted of artificial contamination the sample with separate inóculos of A. niger, C. albicans, E. coli e S. aureus aeruginosa and determinations of survivors for the method of counting for pour plate , during times 0, 24h, 48h, 7 days, 14 days, 21 days and 28 days. How much to the results, one verified that the extract of aroeira in the 13,5 concentration mg/mL presented antimicrobial activity for cepas of E. coli, B. subtilis, P. aeruginosa e S. aureus, producing inhibition zone, on average with 13 mm of diameter. However it did not present no fungi activity. The formula with aroeira containig both methylparaben and propylparaben showed a good efficacy in challenge test front to strains of A. niger, C. albicans, E. coli, S. aureus. The A criteria of European Pharmacopoeia, adopted in this work, was verified that this product revealed the good preservative efficacy for the challenge test, time interval of the 28 days. However, it is interesting to extend this study, in order to carry through the sped up stability and the test of shelf, to establish the validity of this formularization

Digestibilidades parcial e total de dietas com feno de capim-marandu e concentrado balanceadas para diferentes níveis de produção

O experimento foi realizado com o objetivo de avaliar as digestibilidades parcial e total das frações digestíveis de dietas com feno de capim-marandu e concentrado utilizando-se a fibra em detergente ácido indigestível como indicador. Foram utilizados quatro tourinhos da raça Santa Gertrudes, canulados no rúmen e duodeno, distribuídos em delineamento quadrado latino 4 x 4. As dietas foram ajustadas para que os animais tivessem ganhos diários de peso corporal (GPC) de 0,5 e 1 kg/animal, associado a potenciais de fermentação microbiana de 9,5 e 11 g de PB microbiana/MJ em fermentável. Houve efeito das dietas ajustadas para potencial de GPC sobre as ingestões diárias de MS (7,05 e 8,07 kg/animal, respectivamente para 0,5 e 1,0 kg/animal de GPC), mas não daquelas balanceadas para potencial de fermentação microbiana (7,57 kg/animal). O tratamento para GPC diário de 1 kg/animal proporcionou maior digestibilidade total da matéria orgânica e de carboidratos totais (médias de 66,63 e 58,68%, respectivamente) quando comparado ao tratamento para GPC diário de 0,5 kg/animal, que apresentou, para as mesmas variáveis, médias de 61,57 e 53,94%. Os resultados não justificaram a utilização de dietas para maior potencial de fermentação microbiana. As dietas balanceadas para altos ganhos de peso, no entanto, mostraram-se melhores quanto à ingestão e ao aproveitamento dos nutrientes que as formuladas para baixos ganhos de peso.

O elo microbiano como alimento alternativo para o zooplâncton em reservatórios dominados por cianobactérias

Protozoa may be an important alternative food source for Calanoida copepods in these environments. Aiming to quantify the feeding preferences of N. cearensis by ciliates in the presence of cyanobacteria, in vitro experiments were conducted, using mixed cultures in different concentrations of total food for copepod. Two ciliates species (Paramecium sp. and Cyclidium sp.) and a cyanobacteria toxic strain (Microcystis aeruginosa) were offered as food. Previous experiments were done to identify the copepod s maximum ingestion rate through the use of a type II functional response model when each prey is offered separately. High maximum ingestion rate were found when those protists were offered as prey. N. cearensis showed significant preference for protozoal prey over the cyanobacterium tested both in low (corresponding 95.15% of the diet) and in high food concentration treatments (about 91.56% of the diet), preferring the bigger ciliate in lower concentrations (67.52% of the diet). The meaningful involvement of heterotrophic organisms in the zooplankton diet emphasis the microbial loop participation in the energy transition from copepods to higher trophic levels. This data contributes to understand the stability of existing trophic interactions in reservoirs subjected to eutrophication and assists trophic cascade studies in these environments

Resposta à inoculação de fungo solubilizador de fósforo em milho

Este trabalho procurou verificar o efeito da adição de duas fontes de fosfato prontamente disponíveis, superfosfato triplo e fosfato solubilizado obtido por via microbiológica e uma fonte não prontamente disponível, apatita de Araxá, na cultura do milho. em adição, foi verificado o efeito da inoculação do fungo Aspergillus niger, solubilizador de fosfato de rocha e da adição de matéria orgânica. Nos tratamentos em que se usou matéria orgânica, houve um aumento de população microbiana total do solo, mas nenhum efeito foi observado na produção e absorção de fósforo pela cultura do milho. Tanto o superfosfato triplo como a apatita de Araxá permitiram resultados mais favoráveis em termos de produção de massa seca e absorção de fósforo pelo milho em relação ao controle (sem fósforo) e à utilização de fosfato solubilizado. Também não se constatou efeito da inoculação de A. niger sobre a solubilização do fosfato de rocha, possivelmente devido à interferência dos microrganismos naturais do solo. O numero de microrganismos e a atividade da fosfatase ácida foram menores no solo fertilizado com superfosfato triplo que com apatita de Araxá.

Processamento mínimo em goiabas 'Paluma' e 'Pedro Sato': 2. Avaliação química, sensorial e microbiológica

Foram utilizados frutos de goiabeiras das cultivares Pedro Sato e Paluma, provenientes de pomar comercial, no estádio de maturação de vez, correspondente à coloração verde-mate e considerados ótimo para o consumo. Os frutos foram inicialmente imersos em solução de hipoclorito de sódio (150mg de cloro.L-1) por 5 minutos, para desinfecção superficial. Pessoas treinadas, utilizando proteção adequada e equipamentos desinfetados descascaram os frutos, cortaram-nos longitudinalmente ao meio e eliminaram a polpa com as sementes, em ambiente a 12°C. Após enxágüe com água clorada (20mg de cloro.L-1) foram embalados em contentores de tereftalato de polietileno (PET) com tampa. Estas unidades foram armazenadas a 3°C por 10 dias. Foram realizadas análises microbiológicas ao longo do período. Determinaram-se quimicamente os conteúdos de lignina, ácido ascórbico, acidez total titulável, sólidos solúveis totais e porcentagem de solubilização das pectinas, bem como as variáveis sensoriais de textura, sabor e preferência. A textura tornou-se mais frágil e os conteúdos de ácido ascórbico se reduziram, ao longo do período de armazenamento, nos produtos de ambas as cultivares. Durante este período houve aumento no conteúdo de lignina e manutenção dos conteúdos de sólidos solúveis totais (SST), acidez total titulável (ATT) e da relação SST/ATT. O produto da cultivar Pedro Sato apresentou menor perda de textura que o da 'Paluma', sendo considerado pelos provadores como o mais saboroso e, portanto, o mais preferido. Devido aos cuidados higiênicos tomados durante o processamento o produto apresentou baixa contagem microbiana (< 10³ UFC.g-1), em todas as avaliações efetuadas.