Microbiologia Agrícola
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Item Selection of xerotolerant rhizobacteria to promote eucalyptus growth and minicuttings rooting(Universidade Federal de Viçosa, 2024-03-20) Moreno, Ariane Maria Rizzoli; Costa, Maurício DutraSUMMARY GENERAL INTRODUCTION Chapter I .............................................................................................................. 17 IMPACT OF DROUGHT ON EUCALYPTUS FORESTS: HOW MICROORGANISMS CAN HELP IN THE DEVELOPMENT OF MORE TOLERANT SEEDLINGS: REVIEW 1. Climate Change: drought ................................................................................. 18 2. Eucalyptus forests .............................................................................................. 19 3. Impact of drought on eucalyptus forests...................................................... 20 4. Plant Growth-Promoting Rhizobacteria (PGPR) mechanisms that aid drought tolerance................................................................................................... 21 5. Inhibition of phytopathogens by bacteria: an essential action under water deficit conditions...................................................................................................... 30 6. Rooting of eucalyptus minicuttings by rhizobacteria, essential development for drought-tolerant seedlings............................................................................ 32 7. The use of microorganisms in the agricultural and forestry sectors to mitigate the effects of drought.............................................................................. 34 8. Conclusions and Perspectives ........................................................................36 REFERENCES ................................................................................................................37 Chapter II........................................................................................................................48 IN VITRO CHARACTERIZATION OF DIRECT AND INDIRECT MECHANISMS PERFORMED BY RHIZOBACTERIA TO PROMOTE DROUGHT TOLERANCE ABSTRACT ............................................................................................................... 49 1. INTRODUTION .................................................................................................. 51 2. MATERIALS AND METHODS ........................................................................52 2.1. Ability of rhizobacteria to tolerate low precipitation and high salinity environments............................................................................................................52 2.1.1. Identification of xerotolerant rhizobacteria......................................... 52 2.1.2. Identification of halotolerant rhizobacteria .......................................53 2.2. Direct mechanisms for drought tolerance ..............................................54 2.2.3. N fixation in NFb and JNFb media........................................................ 55 2.2.4. Phosphate solubilisation........................................................................... 55 2.2.5. Indole-3-acetic acid (IAA) production..................................................... 56 2.3. Indirect mechanisms for drought tolerance.............................................. 56 2.3.1. Ammonia (NH3) production assay........................................................... 56 2.3.2. Siderophore production ............................................................................... 57 2.3.3. Cellulase production ..................................................................................... 57 2.3.4. Chitinase production ...................................................................................... 58 2.3.5. Hydrogen cyanide production (HCN) ....................................................... 58 2.3.6. Antagonisms assays ........................................................................................ 59 2.3.6.1. Antagonism by direct confrontation ....................................................... 59 2.3.6.2. Antagonism by supernatant ....................................................................... 59 2.3.6.3. Antagonism by volatile organic compounds (VOCs)........................ 60 2.4 Statistical analyses ............................................................................................. 60 3. RESULTS ..................................................................................................................... 60 3.1 Ability of rhizobacteria to tolerate low precipitation and high salinity environments........60 3.1.1. Xerotolerant rhizobacteria............................................................................. 60 3.1.2. Halotolerant rhizobacteria ............................................................................ 62 3.2. Direct mechanisms for drought tolerance .................................................. 65 3.2.1. Exopolysaccharide (EPS) production......................................................... 65 3.2.2. Biofilm formation assay ................................................................................. 66 3.2.3. N fixation in NFb and JNFb media .............................................................. 68 3.2.4. Phosphate solubilisation ................................................................................ 70 3.2.5. Indole-3-acetic acid (IAA) production ....................................................... 73 3.3. Indirect mechanisms for drought tolerance ................................................ 74 3.3.1. Ammonia (NH3) production assay ............................................................. 74 3.3.2. Siderophore Production ............................................................................... 75 3.3.3. Cellulase production ...................................................................................... 77 3.3.4. Chitinase production ...................................................................................... 79 3.3.5. Hydrogen cyanide production (HCN) ...................................................... 80 3.3.6. Antagonisms assays ...................................................................................... 80 3.3.6.1. Antagonism by direct confrontation ...................................................... 80 3.3.6.2. Antagonism by supernatant ..................................................................... 82 3.3.6.3. Antagonism by volatile organic compounds (VOCs)........................ 84 4. DISCUSSION ............................................................................................................ 86 4.1 Ability of rhizobacteria to tolerate low precipitation and high salinity environments ..... 87 4.2 Direct mechanisms for drought tolerance .................................................... 88 4.3 Indirect mechanisms for drought tolerance ................................................ 90 5. CONCLUSION ......................................................................................................... 92 REFERENCES .............................................................................................................. 93 SUPPLEMENTARY MATERIAL ................................................................................ 97 Chapter III ....................................................................................................................... 99 PROMOTING THE GROWTH OF EUCALYPTUS CLONES IN A FOREST NURSERY UNDER WATER DEFICIT CONDITIONS THROUGH RHIZOBACTERIAL INOCULATION ABSTRACT ................................................................................................................ 100 1. INTRODUTION ................................................................................................. 102 2. MATERIALS AND METHODS ....................................................................... 103 2.1 Preparation of rhizobacteria inoculants .................................................... 103 2.2 Preparation of eucalyptus seedlings ......................................................... 104 2.3 Experiment assembly...................................................................................... 104 2.4 Morphological and nutritional evaluation ............................................... 105 2.5 Statistical analyses .......................................................................................... 107 3. RESULTS ................................................................................................................ 107 3.1 Morphological characteristics of eucalyptus clones under water reductions ................. 107 3.1.1 Leaf number, branching, collar diameter, and height of VM01 clone ........................ 107 3.1.2 Root, shoot and total dry mass of VM01 clone under water reductions ..................... 108 3.1.3 Leaf number, branching, collar diameter, and height of I144 clone ........................... 112 3.1.4 Root, shoot and total dry mass of I144 clone under water reductions......................... 112 3.2 Principal component analysis: effect of rhizobacteria inoculation on eucalyptus nutrition under water reductions............................................................................................................. 114 3.2.1 VM01 clone ............................................................................................. 114 3.2.2 I144 Clone ................................................................................................ 116 4. DISCUSSION .................................................................................................. 117 4.1 Morphological characteristics of eucalyptus clones under water reductions ................. 117 4.2 Effect of rhizobacteria inoculation on eucalyptus nutrition under water reductions ...... 118 5. CONCLUSION ....................................................................................................120 REFERENCES ......................................................................................................... 122 SUPPLEMENTARY MATERIAL ........................................................................ 125 Chapter IV ............................................................................................................... 140 POTENTIAL OF RHIZOBACTERIA IN IMPROVING ROOTING OF MINICUTTINGS OF CLONES VM01 (Eucalyptus urophylla x Eucalyptus camaldulensis) and I144 (Eucalyptus urophylla x Eucalyptus grandis) IN GREENHOUSE ROOTING ABSTRACT .............................................................................................................. 141 1. INTRODUTION ................................................................................................. 143 2. MATERIALS AND METHODS ...................................................................... 144 2.1 Compatibility between rizobacterial isolates ........................................ 144 2.2 Rhizobacterial inoculants ............................................................................ 145 Assembling the Rooting Experiment ............................................................... 145 2.4 Determination of rooting time in a greenhouse rooting ..................... 147 2.5 Determination of root variables ................................................................ 147 2.6 Statistical analysis ........................................................................................ 148 3. RESULTS ............................................................................................................ 148 3.1 Compatibility test between rhizobacterial isolates ........................... 148 3.2 VM01 Clone .................................................................................................... 149 3.2.1 Percentage and rooting efficiency of minicuttings........................... 149 3.2.2 Morphological characteristics of the root system ............................ 151 3.2.2.1 Length (cm), diameter (mm) and distribution of root length by diameter class ....... 151 3.2.2.2. Projected area (cm2), surface area (cm2) and root volume (cm3) .......................... 153 3.2.2.3 Average root dry mass ..................................................................... 154 3.2.3 Development of the aerial part during the 35 days in the greenhouse rooting ............ 155 3.3 I144 Clone ........................................................................................................155 3.3.1 Percentage and rooting efficiency of minicuttings ........................... 155 3.3.2 Morphological characteristics of the root system ........................... 157 3.3.2.1 Length (cm), diameter (mm) and distribution of root length by diameter class ....... 157 3.3.2.2. Projected area (cm2), surface area (cm2) and root volume (cm3) ............................ 159 3.3.2.3 Average root dry mass ............................................................................ 160 3.3.3 Development of the aerial part during the 35 days in the greenhouse rooting ............ 161 4. DISCUSSION ......................................................................................................... 161 4.1 Rooting efficiency of VM01 and I144 clones ............................................ 161 4.2 Morphological characteristics of the root system ................................. 163 4.3 Rhizobacteria in root development of clones VM01 and I144............164 5. CONCLUSION ................................................................................................... 165 REFERENCES ........................................................................................................ 167Item Hidrofobicidade celular e biossurfactantes como determinantes da capacidade desemulsificante de isolados bacterianos(Universidade Federal de Viçosa, 2011-03-31) Fernandes, Rita de Cássia Rocha; Borges, Arnaldo Chaer; http://lattes.cnpq.br/1404894439547309A capacidade de culturas microbianas de desestabilizarem emulsões do tipo óleo em água (O/W) ou água em óleo (W/O), promovendo a separação de fases, é frequentemente atribuída a características como hidrofobicidade da superfície celular e a capacidade de produção de compostos com atividade surfactante e ação desemulsificante. Neste trabalho, foi avaliada a hipótese de que a capacidade de quebra de emulsões O/W ou W/O de isolados bacterianos está relacionada à hidrofobicidade celular e à produção de biossurfactantes com ação desemulsificante. As bactérias com capacidade desemulsificante foram isoladas a partir de composto de resíduo sólido urbano contaminado com óleo diesel, após enriquecimento em meio mineral contendo parafina líquida como fonte de carbono (MMSM-parafina). O agrupamento gerado com base no perfil de ácidos graxos dos 23 isolados obtidos distinguiu a presença de doze linhagens bacterianas, das quais quatro foram eficientes para quebra de emulsão W/O, sendo a razão de quebra de emulsão maior que 70%. Essas bactérias foram identificadas como Acinetobacter sp. (LBBMA LU3 e LBBMA 7a) e Pseudomonas mendocina (LBBMA LU5b e LBBMA LU7b). Nenhuma delas produziu biossurfactantes ou foi capaz de quebrar emulsão do tipo O/W. Os dados demonstram que a produção de biossurfactantes não é requerida para promover a quebra de emulsões W/O; contudo, indicam que esses compostos podem ser requeridos para a quebra de emulsões do tipo O/W. A capacidade de quebra de emulsão W/O diminuiu com o tempo de crescimento das culturas e foi dependente da presença de células com até 22 horas de cultivo em meio MMSM-parafina, não havendo influência de componentes do sobrenadante. Ao contrário, a atividade desemulsificante de culturas mais velhas e, em especial, a capacidade de separar a fase oleosa contida nas emulsões, foram atribuídas à presença de compostos desemulsificantes sem atividade surfactante. A atividade desemulsificante de Acinetobacter sp. LBBMA LU3 aumentou linearmente com o aumento da temperatura, não sendo afetada por salinidade (até 150 g L-1) ou pelo pH (3-8). Em algumas linhagens, foi observada a existência de uma possível interação entre células sedimentáveis e não-sedimentáveis numa mesma cultura, a qual determina a sua atividade desemulsificante. Na literatura especializada, não se encontra registro desse tipo de interação entre células distintas de uma mesma cultura bacteriana, em relação à sua atividade de quebra de emulsão W/O. Também, o efeito negativo de células não-sedimentáveis de algumas linhagens bacterianas sobre a separação da fase oleosa em emulsão W/O representa conhecimento novo para a área. A integridade das células de Acinetobacter sp. LBBMA LU3 não é necessária para a atividade desemulsificante. A utilização de células de uma mesma linhagem bacteriana com diferentes valores de hidrofobicidade de superfície celular, obtidas durante a desnutrição em meio com carência de nitrogênio, revelou que inexiste uma relação única entre hidrofobicidade celular e capacidade de quebra de emulsão W/O. A hidrofobicidade celular correlaciona-se tanto positiva como negativamente com a capacidade de quebra de emulsão W/O e com a capacidade de separação de querosene contido na emulsão. Conclui-se, portanto, que outras características da superfície celular bacteriana, e não a sua hidrofobicidade, são determinantes para a sua atividade desemulsificante.Item Variabilidade e especificidade de bacteriófagos intestinais de bezerros saudáveis e diarreicos(Universidade Federal de Viçosa, 2019-02-27) Teixeira, Jonas da Silva; Zerbini, Poliane Alfenas; http://lattes.cnpq.br/9896919710544129Apesar dos avanços na disponibilidade de vacinas e na otimização da transferência de imunidade passiva pela colostragem, a diarreia neonatal ainda é, atualmente, a doença de muito impacto na criação bovina no mundo, sendo a doença com maior índice de morbidade e mortalidade em bezerros de até trinta dias de idade. As causas da doença não são facilmente reconhecidas e, portanto, não são eficientemente combatidas, caracterizando-se por uma enfermidade de causa multifatorial. Dentre estas causas incluem fatores nutricionais, fisiológicos, ambientais e de manejo, além de diversos microrganismos como protozoários, bactérias e vírus. O tratamento convencional se baseia no suporte (fluidoterapia intravenosa e oral) e no uso de antibióticos, devido à alta prevalência de diarreias causadas por Escherichia coli. Tais infecções geralmente não são tratadas satisfatoriamente devido à resistência bacteriana aos antibióticos ou à distribuição inadequada do mesmo no sítio de ação, sendo que seu uso em diarreias não bacterianas pode ainda piorar o quadro por supressão da microbiota comensal, o que favorece a multiplicação de outros micro-organismos como leveduras e protozoários. Estudos recentes mostraram que os bacteriófagos são os microrganismos mais abundantes e diversos, o que sugere que possam ter um impacto significativo na modelagem da microbiota intestinal. Entretanto, seu papel na modulação da dinâmica microbiana em bovinos neonatos ainda não foi estudado. Na busca de um melhor entendimento das complexas interações entre os diversos microrganismos presentes no ambiente intestinal, bem como a relação da dinâmica da diversidade microbiana e o estado saúde/doença, este trabalho teve como objetivo estudar a diversidade de bacteriófagos líticos e lisogênicos e sua interação com bactérias normalmente encontradas no ambiente intestinal em bezerros saudáveis e diarreicos. Os resultados mostraram que em animais diarreicos existe maior presença de bacteriófagos em multiplicação lítica, enquanto que em animais sadios, predominam vírus em ciclo lisogênico. Animais doentes apresentam microbiota bacteriana mais diversa, enquanto animais saudáveis apresentam uma microbiota mais homogênea. Cinco vírus líticos foram isolados, sendo quatro provenientes de amostras de animais doentes e um de animais sadios. Estes isolados foram caracterizados segundo a natureza de seus genomas, morfologias e gama de hospedeiros. Todos os vírus isolados apresentam gama de hospedeiros distintas, com vírus podendo infectar somente a hospedeira de isolamento, até vírus podendo infectar diferentes espécies bacterianas. A caracterização morfológica e molecular pôde agrupar os isolados na ordem Caudovirales.Item Caracterização Genômica de bactérias nitrificantes heterotróficas/desnitrificantes aeróbias visando a identificação de genes marcadores(Universidade Federal de Viçosa, 2023-03-15) Medina, Lutecia Rigueira; Silva, Cynthia Canedo da; http://lattes.cnpq.br/0706721112470693A extração do petróleo gera grande volume de água como subproduto, denominada água de produção (AP). O descarte da AP pode acarretar inúmeros efeitos negativos ao meio ambiente, devido principalmente à alta concentração de nitrogênio amoniacal, e, portanto, a AP deve ser tratada antes de ser descartada. A remoção biológica da amônia pode ocorrer heterotrófica/desnitritricação por diferentes aeróbia vias, (NH/DA) se entretanto,a destaca,pois, nitrificação um único microrganismo heterotrófico nitrifica e desnitrifica em condições aerobiose. Este, por sua vez, está se mostrando mais eficiente na remoção biológica de amônia de efluentes salinos, provenientes da exploração de petróleo na camada do pré-sal. Entretanto, pouco se sabe sobre este tipo de metabolismo e várias questões ainda precisam ser respondidas para melhor entendimento do processo. Desta forma, este estudo teve como objetivo a caracterização dos genomas de quatro linhagens bacterianas NH/DA: Pseudomonas stutzeri UFV5; Rhodococus ruber UFV2; Pseudomonas balearica UFV3 e Gordonia amicalis UFV4, que foram submetidos à genômica comparativa para a identificação de genes envolvidos em vias metabólicas de nitrificação heterotrófica e desnitrificação aeróbia, seguido da síntese de primers para genes selecionados e validação dos mesmos por PCR convencional. Os resultados obtidos mostraram que as linhagens estudadas são bem distintas, exceto no caso das linhagens que pertencem ao gênero de Pseudomonas. A linhagem Rhodococcus ruber UFV2 foi a que apresentou um maior genoma e maior conteúdo GC (guanina e citosina), enquanto Pseudomonas stutzeri UFV5 apresentou o menor genoma (4.559.141 pb) e menor conteúdo GC (64%) em relação as demais linhagens. As linhagens que pertencem ao gênero Pseudomonas foram que apresentaram maior número de genes envolvidos no metabolismo de nitrogênio (60 genes). Nessas linhagens NH/DA não foram encontrados genes ligados ao processo de nitrificação autotrófica. A via metabólica do processo de NH/DA não é uma via comum para diferentes grupos microbianos, porém podem compartilhar genes envolvidos no processo NH/DA que podem estar presentes nas demais linhagens. Os genes candidatos a participarem do processo NH/DA são: genes que codificam proteínas ribossomais que estão envolvidas no processo de tradução proteica, gene que codifica a proteína glutamina sintetase que converte amônia em glutamina, gene que codifica a proteína aminometiltransferase que catalisa a amônia para a porção aminometil da glicina, e gene que codifica uma proteína sem uma função definida. Os resultados obtidos bem como a validação do envolvimento desses genes na NH/DA possibilitarão além do conhecimento da via metabólica, a identificação de outros microrganismos que ainda não foram descritos pela literatura como NH/DA. O monitoramento desses microrganismos em amostras ambientais como reatores de tratamento de efluentes pode possibilitar a otimização do processo de remoção de amônia. Esta é uma linha de pesquisa que possui muitas etapas a serem desenvolvidas onde os resultados podem corroborar para inúmeros benefícios nos tratamentos biológicos em águas residuais para remoção de nitrogênio amoniacal. Palavras-chave: Água de produção. Exploração de petróleo. Biomarcadores. PCR.Item Diversidade e controle de biofilme formado pela microbiota do leite cru(Universidade Federal de Viçosa, 2021-09-16) Oliveira, Gabriel Silva; Vanetti, Maria Cristina Dantas; http://lattes.cnpq.br/6241331147262950O leite cru apresenta uma microbiota diversificada capaz de formar biofilmes em diferentes superfícies da indústria de laticínios. Devido a essa ampla diversidade, as comunidades dos biofilmes associadas às superfícies industriais são geralmente complexas e constituídas por diferentes espécies. A fim de se obter produtos seguros e de qualidade, a prevenção da formação e a remoção dos biofilmes, bem como a inibição de suas células são necessárias em razão dos muitos problemas causados nas indústrias, como bioincrustação, corrosão, resistência microbiana aumentada a agentes sanitizantes e contaminação dos alimentos. A caracterização da microbiota formadora de biofilme multiespécie pode contribuir para o desenvolvimento de estratégias de controle e, ou eliminação dos biofilmes no setor industrial onde estas estruturas são consideradas problemas. Assim, este trabalho teve como objetivo avaliar a influência das moléculas nisina e furanonas sobre a formação de biofilme multiespécie pela microbiota do leite cru refrigerado. Foi feito também o isolamento e identificação de bactérias desses biofilmes e avaliada a capacidade de formação de biofilme monoespécie de isolados selecionados. A resistência do biofilme multiespécie formado por quatro isolados ao sanitizante ácido peracético foi avaliada usando a metodologia de superfície de resposta (MSR). Após incubação por 10 dias a 4 ºC, o número de células sésseis no cupom de aço inoxidável mantido imerso em leite cru variou de 5,5 a 6,2 log UFC/cm2 de psicrotróficos. A adição de nisina ou furanonas ao leite não influenciou no número de células viáveis no biofilme, mas alterou a diversidade microbiana. Os principais gêneros encontrados nos biofilmes foram Acinetobacter, Serratia, Lactococcus, Pseudomonas e Bacillus, os quais são contaminantes de grande importância para a indústria de laticínios. A partir dos biofilmes multiespécies, foram obtidos 36 isolados e identificados pelo sequenciamento do gene 16S rRNA. Dentre os isolados, 69,5% (n=25) foram capazes de formar biofilme monoespécie, sendo classificados como formadores de biofilme fracos a fortes. Rahnella inusitata F083, Lactococcus garvieae C081 e Lactococcus laudensis F103 foram os que apresentaram o maior capacidade de produção de biofilme. A atividade proteolítica foi detectada em 63,8% (n=23) dos isolados e as moléculas sinalizadoras acil homoserina lactonas (AHLs) de cadeia curta a média (C4-C8) foram detectadas em cinco isolados identificados como R. inusitata. Para a formação de um biofilme multiespécie, quatro isolados que apresentaram capacidade moderada a forte de formação de biofilme, identificados como Pseudomonas fluorescens, R. inusitata, Staphylococcus aureus e Micrococcus aloeverae foram utilizados. Após 10 dias de incubação a 4 ºC, o biofilme multiespécie atingiu em torno de 108 UFC/cm2. A otimização das condições de inativação de células desse biofilme por MSR consistiu na avaliação de diferentes concentrações de ácido peracético (0,05-0,5%), tempos de tratamento (5-30 min) e temperaturas (25-60 ºC) como variáveis independentes. As três variáveis independentes apresentaram efeito positivo na inativação das células dos biofilmes e a inativação máxima de, aproximadamente, 6,0 ciclos log UFC/cm2, foi obtida quando os três fatores foram utilizados nos maiores valores. As evidências da complexidade dos biofilmes multiespécies formados em superfícies comumente utilizadas nas indústrias de laticínios reforçam a necessidade de compreender essa microbiota, as possíveis alterações em sua composição e resistência a tratamentos com sanitizantes, a fim de melhorar as estratégias de inativação desses biofilmes nas indústrias. Palavras-chave: Biofilme multiespécie. Diversidade microbiana. Nisina. Furanona. Resistência a sanitizantes.Item Caracterização de microrganismos e sucessão da comunidade microbiana em silagem de cana-de-açúcar(Universidade Federal de Viçosa, 2016-02-23) Oliveira, Wemerson de Castro; Mantovani, Hilário Cuquetto; http://lattes.cnpq.br/4906043209502220Em países de clima tropical, a silagem de cana-de-açúcar tem sido preconizada para uso na alimentação de ruminantes. No entanto, a cana-de-açúcar ensilada pode ter a qualidade diminuída devido à presença de microrganismos indesejáveis, como as leveduras. O interesse em compreender a dinâmica da sucessão microbiana durante a fermentação da cana-de-açúcar está relacionado com as perdas nutricionais associadas com a fermentação alcoólica causada pelas leveduras. Neste estudo, foram isoladas e caracterizadas 99 culturas de leveduras e 164 culturas de bactérias obtidas da cana in natura e da silagem de cana-de-açúcar obtidas em diferentes tempos de fermentação (1, 3, 7, 14, 21 e 28 dias). Além disso, a análise da composição da comunidade bacteriana e fúngica da silagem de cana-de açúcar foi realizada utilizando a técnica de PCR-DGGE. Foram identificadas dez espécies de leveduras pertencentes aos gêneros Candida, Pichia, Meyerozyma e Torulaspora. As espécies Pichia kudriavzevii e Candida glabrata foram abundantes em todos os períodos de fermentação, representando 45% e 29% do número total de leveduras isoladas, respectivamente. Também foram identificados isolados bacterianos pertencentes a 21 gêneros diferentes, incluindo bactérias do ácido láctico e bactérias aeróbias. O gênero Weissella foi o mais abundante nos primeiros dias de fermentação, representando 34,7% dos isolados da cana-de- açúcar, enquanto o gênero Lactobacillus predominou na fase mais tardia da fermentação, com 22,9% dos isolados. Sessenta e nove isolados inibiram o crescimento de Listeria monocytogenes in vitro e, dentre estes, 18 inibiram ao mesmo tempo L. monocytogenes, Escherichia coli e Bacillus subtilis. A análise da diversidade genética da comunidade bacteriana das amostras avaliadas indicou diferenças entre a cana in natura e a silagem após 28 dias de fermentação. O índice de riqueza de espécies do Domínio Bacteria reduziu 34,5% e 27,6% no grupo de leveduras após 28 dias de fermentação. Entretanto, os índices de diversidade foram semelhantes entre os períodos de fermentação avaliados. A análise de diversidade de Firmicutes e γ-Proteobacteria, indicou aumento de 40% na riqueza de membros do filo Firmicutes após 28 dias de fermentação e redução de 38,1% de representantes da Classe γ-Proteobacteria. A avaliação da composição da microbiota da silagem de cana-de-açúcar indicou o predomínio de algumas espécies de bactérias e leveduras durante a ensilage que poderão ser utilizadas como alvos para o desenvolvimento de aditivos visando melhorar a qualidade nutricional da silagem de cana-de-açúcar.Item Microbiota associada a abelhas sem ferrão: diversidade, composição e resposta a impactos ambientais(Universidade Federal de Viçosa, 2021-07-22) Cerqueira, Alan Emanuel Silva; Silva, Cynthia Canêdo da; http://lattes.cnpq.br/7635148171647668As abelhas eusociais corbiculadas (tribos Apini, Bombini e Meliponini) possuem uma. microbiota distintiva, especializada e dominante no intestino que, conforme descrito em Apis (Apini) e Bombus (Bombini) , contribuem para a saúde e nutrição destes animais. Estudos sugerem uma composição microbiana intestinal mais variável nas abelhas sem ferrão (Meliponini), mas ainda há uma carência de pesquisas com essas abelhas. Abelhas sem ferrão são o maior grupo de abelhas eussociais corbiculadas, consistindo em importantes polinizadores da vegetação nativa e de culturas agrícolas de ecossistemas tropicais. Além disso, são importantes em uma perspectiva socioeconômica como fonte de renda para os meliponicultores pela comercialização de pólen, cera e mel. Entretanto, as abelhas sem ferrão têm sofrido os efeitos das atividades antrópicas tais quais o desmatamento e acúmulo de químicos agrícolas e metais no ambiente. Agentes estressores interferem na composição microbiana e saúde das abelhas, mas tais efeitos ainda são pouco conhecidos nas abelhas sem ferrão. Esta tese visou preencher lacunas associadas ao estudo dos microrganismos associados às abelhas sem ferrão, do seu alimento e das consequências de impactos ambientais na composição e diversidade microbiana. Assim, este trabalho foi dividido em três capítulos, construídos com uma abordagem metataxonômica, com o objetivo de obter (1) uma visão geral sobre diversidade, composição e origem de microrganismos associados a Melipona e seu alimento; (2) investigar com maior esforço amostral a perda de simbiontes intestinais e o possível surgimento de novos simbiontes em Melipona; e (3) avaliar as diferenças na microbiota intestinal de Tetragonisca angustula vivendo em locais não impactados e impactados pelos rejeitos de mineração oriundos do rompimento da barragem de Fundão em Mariana, Minas Gerais, Brasil. Dentre os resultados do capítulo 1, detectamos uma maior diversidade microbiana e maior especificidade de microrganismos à espécie em estudo nas abelhas em comparação ao mel – que tende a ser mais influenciado por microrganismos ambientais. Fungos filamentosos predominam nas abelhas e são próximos a isolados ambientais, de plantas ou associados às colmeias, possivelmente obtidos durante o forrageio. As leveduras são mais prevalentes no mel e próximas a isolados de colmeias e isolados associados ao seu metabolismo. Bactérias filogeneticamente próximas a isolados de plantas e ambientais fructofílicas são abundantes no mel, ao passo que nas abelhas, predominam bactérias simbiontes intestinais e outras próximas a isolados de plantas/ambiente. Curiosamente, Gilliamella e Snodgrassella, duas importantes bactérias membros da microbiota core das abelhas eussociais corbiculadas, não foram encontradas em Melipona, observação que nos levou a concluir, no capítulo 2, com maior esforço amostral, a perda da associação entre esses simbiontes intestinais e este clado de abelhas sem ferrão. Por fim, no capítulo 3, observou-se alteração na abundância relativa de bactérias "core" (presentes em todas as amostras - possivelmente simbiontes) associadas ao intestino de T. angustula além de uma redução da riqueza de bactérias "estritamente ambientais” (menos comuns, possivelmente transitórios) em abelhas vivendo em áreas impactadas pelos rejeitos de mineração, possivelmente como consequência da exposição a esses ambientes. Os resultados aqui obtidos contribuíram para um melhor entendimento sobre os microrganismos associados às abelhas sem ferrão e abrem perspectivas para o desenvolvimento desta linha de pesquisa. Palavras-chave: Melipona. Tetragonisca angustula. Microbioma. Bactérias. Fungos. Intestino. Mel. Simbiose. Barragem de Fundão. Rejeitos de mineração.Item Controle da bactéria redutora de sulfato Desulfovibrio alaskensis por um biossurfactante lipopeptídeo produzido por Bacillus subtilis TR47II(Universidade Federal de Viçosa, 2017-07-06) Ayupe, Bruna Almeida Leão; Tótola, Marcos Rogério; http://lattes.cnpq.br/4002009811850701Este estudo é iniciado com uma revisão bibliográfica que aborda o problema gerado pela produção de sulfeto de hidrogênio (H₂S) por bactérias redutoras de sulfato (BRS) na indústria do petróleo. Nessa revisão são apresentados aspectos relacionados à causa desse problema, às consequências e principais formas de controle. Na parte experimental do nosso estudo, nós investigamos a ação antimicrobiana de extratos brutos contendo biossurfactantes obtidos de oito isolados de Bacillus sp. contra Desulfovibrio alaskensis NCIMB 13491, uma BRS isolada de reservatório de petróleo com produção de H2S na Baía de Purdu, Alasca. Os extratos brutos contendo biossurfactantes produzidos por B. subtilis TR12, B. subtilis TR22, B. subtilis TR35II e B. subtilis TR47II, todos isolados de solo da ilha oceânica da Trindade, apresentaram ação antimicrobiana contra D. alaskensis. B. subtilis TR47II, por apresentar maior efeito antimicrobiano, foi selecionado para investigação da molécula ativa presente no extrato bruto. A avaliação da ação antimicrobiana por bioautografia revelou que o extrato bruto continha uma fração ativa com fator de retenção (Rf) semelhante ao padrão comercial do lipopeptídeo iturina. Essa observação incentivou uma nova investigação do estudo, uma vez que, no nosso conhecimento, não há relatos sobre a ação de iturinas contra BRS. Nosso objetivo seguinte foi purificar a fração ativa do extrato bruto de B. subtilis TR47II por cromatografia em coluna de sílica gel e caracterizá-la quimicamente por espectrometria de massas por ionização/dessorção a laser assistida por matriz com análise do tempo de voo (MALDI-TOF/TOF-MS e MS/MS). A fração ativa mostrou picos em m/z correspondentes a prováveis lipopeptídeos da família das iturinas (m/z 1043 e 1057) e das fengicinas (m/z 1463). Além disso, os picos em m/z 1030, 1044, 1058 e 1072, na fração não-ativa do extrato de B. subtilis TR47II, foram identificados como homólogos de surfactinas com a sequência peptídica Glu-Leu-Leu-Val-Asp- Leu-Leu e variação na cadeia lateral em C13, C14, C15 e C16 β-hidroxi ácido graxo, respectivamente. Como conclusões, nosso trabalho relata, pela primeira vez, a ação antimicrobiana contra BRS de extratos brutos contendo biossurfactantes obtidos de bactérias isoladas da Ilha da Trindade. Esse ainda é o primeiro relato sugerindo um provável lipopeptídeo iturina com ação antimicrobiana contra BRS. Os resultados obtidos neste trabalho abrem a oportunidade de descoberta de novas moléculas ativas que possam ser aplicadas no setor industrial, particularmente na indústria do petróleo.Item Taxonomy and phylogeny of mycorrhizal fungi associated with Gomesa recurva (Orchidaceae) and characterization of endophytic bacteria of orchids(Universidade Federal de Viçosa, 2020-09-29) Cruz, Everaldo da Silva; Kasuya, Maria Catarina Megumi; http://lattes.cnpq.br/5276773620451113Orchids are dependent on an external source of carbon, due to the absence of reserve tissue in their seeds. Thus, in order to obtain carbon and other nutrients, they associate with mutualistic fungi in their root system, which are known as orchidoid mycorrhizal fungi. These fungi are characterized by forming pellets, a set of entwined hyphae inside the roots. In addition, they are able to colonize the embryo cells of the orchid seeds and can remain until the adult stage of the plant. Orchids can associate with other microorganisms such as endophytic bacteria, which can bring several benefits such as growth promotion, due to the production of phytohormones, biological nitrogen fixation, phosphate solubilization, production of siderophores, among others. The objective of this work was (1) to study the taxonomic diversity of mycorrhizal fungi associated with Gomesa recurva (2) to identify and characterize endophytic bacteria associated with Gomesa recurva R. Br. And Zygopetalum maxillare Lodd. By phylogenetic and morphological analyzes, all isolates of G. recurva belong to a new species of Ceratobasidium. Five bacterial isolates were obtained for each species of orchid. By sequencing the 16S rRNA region, it was found that they belonged to the genera Pseudomonas and Paraburkholderia, which, by in vitro tests, showed that they have the capacity to perform biological nitrogen fixation, to produce indole-3-acetic acid phytohormone (AIA) and solubilizing calcium phosphate. The isolates of fungi and bacteria obtained have the potential to be used for the production of orchid seedlings. Keywords: Phylogeny. Fungi. Bacteria. Phytohormones.Item Diversidade e potencial antagonista de bactérias sob o efeito do uso da terra em solos de pastagem e de floresta na bacia Amazônica(Universidade Federal de Viçosa, 2016-07-15) Silva, Thamar Holanda da; Silva, Cynthia Canêdo da; http://lattes.cnpq.br/6590324509088247Os microrganismos exercem uma ampla diversidade de funções no solo e atuam como indicadores capazes de refletir pequenas mudanças nas propriedades desse, antes mesmo que alterações nos teores de matéria orgânica possam ser detectados, tornando possível evidenciar alterações antrópicas no solo. Devido à contínua ação antrópica sobre os solos existe uma grande necessidade de se estudar como as comunidades microbianas tem respondido a estas alterações. Este trabalho teve como objetivos analisar a diversidade taxonômica e funcional da comunidade bacteriana em solos de pastagem e solos de floresta Amazônico através de técnicas independentes de cultivo, bem como o isolamento de bactérias e leveduras que tivessem potencial antagonista contra fitopatógenos. As análises filogenéticas mostraram que os filos mais abundantes em ambos os ambientes foram Acidobacteria, Proteobacteria, Actinobacteria, Firmicutes e Chloroflexi, porém uma maior diversidade foi encontrada nos solos de pastagem. Na análise funcional foi possível notar que o ambiente de pastagem obteve um maior número de genes relacionados à dormência/esporulação, resposta ao stress e metabolismo de aminoácidos. Genes associados com resistência a antibióticos foram menos abundantes em pastagem do que em floresta, concluindo que os solos de floresta são mais estáveis e menos susceptíveis a ação de fitopatógenos oportunistas quando comparados aos de pastagem. Um total de 54 microrganismos foram isolados das amostras de solo, destes, 45 bactérias e nove leveduras. Duas bactérias, identificadas como Bacillus spp. e Lysinibacillus xylanilyticus, e quatro leveduras apresentaram percentuais de inibição contra Botrytis cinerea, os percentuais de inibição variaram de 19,69% a 44,16 %. Quando testados contra Fusarium oxysporum apenas três isolados de leveduras foram os responsáveis pelos resultados positivos em relação ao controle, com percentuais de 33,11 % a 36,63%. Contra Colletotrichum acutatum cinco isolados de levedura foram capazes de reduzir o tamanho do fitopatógeno, com percentuais variando de 35,53% a 48,64%. Sendo assim os isolados mostraram-se favoráveis para o biocontrole dos patógenos testados.