Microbiologia Agrícola
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Item Actinobactérias como agentes de biocontrole e promoção de crescimento de soja(Universidade Federal de Viçosa, 2024-08-26) Fernandes, Fábulo Junior Nogueira; Queiroz, Marisa Vieira de; http://lattes.cnpq.br/2541389172357294Item Penicillium sp. 658F5R-AM endofítico de Hevea brasiliensis: anotação do genoma, controle de fitopatógenos, promoção de crescimento vegetal e produção de metabólitos secundários(Universidade Federal de Viçosa, 2024-08-24) Silva, Mirele Lopes da; Queiroz, Marisa Vieira de; http://lattes.cnpq.br/9323296572880336Item Análise de resposta imune de planta induzida por vesículas extracelulares de Ralstonia pseudosolanacearum(Universidade Federal de Viçosa, 2024-08-30) Oliveira, Phedra Gusmão da Silva de; Zerbini, Poliane Alfenas; http://lattes.cnpq.br/0559671336115754O Complexo de Espécies Ralstonia solanacearum (CERS) é composto por bactérias Gram-negativas fitopatogênicas, causadoras da murcha bacteriana, de grande importância no setor agrícola. Esse complexo é formado por três espécies (R. solanacearum, R. pseudosolanacearum e R. syzygii), classificadas em quatro filotipos distribuídos em diferentes regiões geográficas no mundo. A alta diversidade genética, combinada com ampla gama de hospedeiros e alta taxa de sobrevivência da bactéria na ausência de uma planta hospedeira torna a doença de difícil controle. Neste contexto, a utilização de bacteriófagos tem se mostrado uma estratégia promissora para o controle da murcha bacteriana causada pelas bactérias do CERS. Os vírus que infectam bactérias podem se multiplicar de várias maneiras, resultando em diferentes consequências para o hospedeiro, desde a lise celular até infecções crônicas. As infecções crônicas, por sua vez, podem induzir alterações fenotípicas significativas no hospedeiro, afetando características como patogenicidade, crescimento, formação de biofilme entre outras. Vírus classificados na família Inoviridae são vírus que infectam bactérias de forma crônica, e, como consequência desta estratégia de multiplicação, causam diversas modificações fenotípicas nas células infectadas, incluindo alteração da agressividade em bactérias patogênicas. Uma das alterações já descritas é afetar a produção e composição das vesículas extracelulares bacterianas (VEBs). VEBs são nanopartículas complexas de composição e estrutura variável de acordo com o momento fisiológico e interação com o ambiente em que a bactéria está inserida. Com diversas funções, as VEBs podem ser carreadoras de fatores de virulência bastante eficientes, e induzir a resposta imune em plantas ativando mecanismos de resposta de defesa e necrose. Entretanto a resposta imune da planta em resposta à presença de vesículas extracelulares produzidas por bactérias fitopatogências tem sido pouco explorada. O objetivo deste trabalho foi caracterizar VEBs produzidas por Ralstonia pseudosolanacearum, infectadas pelo Ralstonia solanacearum inovirus brazil 1 (RSIBR1), analisar a resposta imune de plantas e possibilidade de imunização contra a murcha bacteriana por VEBs no processo de infecção por R. pseudosolanacearum. O tamanho das vesículas de bactérias não infectadas foi homogêneo, em contraste com bactérias infectadas, onde o tamanho das vesículas produzidas foi bastante heterogêneo. A produção de VEBs também foi afetada em bactérias infectadas pelo inovírus, com dez vezes menos vesículas produzidas quando comparadas com bactérias não infectadas. As vesículas purificadas a partir de culturas de bactérias infectadas e não infectadas causaram reação de hipersensibilidade e necrose tecidual em folhas de tomate, sendo possível observar um perfil fenotípico de resposta mais intensa em plantas infiltradas com VEBs purificadas, a partir da bactéria infectada. A expressão relativa dos genes das proteínas de patogênese classe 1a (pr1A), e semelhante a osmotina (olP) do sistema imune de plantas, obteve um aumento significativo para VEBs purificadas a partir de bactérias infectadas em relação as VEBs de bactérias não infectadas, nos dois períodos de avaliação. A infiltração de plantas com vesículas causou proteção parcial em plantas de tomate contra a murcha bacteriana, com sintomas brandos e reduzida taxa de mortalidade. Esse foi o primeiro relato de VEBs de R. pseudosolanacearum causarem proteção e contra efeitos graves da murcha bacteriana, sendo necessário maior investigação do conteúdo presente nas vesículas. Palavras-chave: vesículas extracelulares; ralstonia spp.; sistema imune de planta.Item Exploring lynronne-1 andcombinational therapy as alternatives to antibiotics for controlling bovinemastitis(Universidade Federal de Viçosa, 2024-05-16) Moreira, Ana Júlia Silva; Mantovani, Hilário Cuquetto; http://lattes.cnpq.br/8282028148510029Item Bioconversão de monômeros de polietileno tereftalato em produtos biotecnológicos por microrganismos(Universidade Federal de Viçosa, 2024-10-01) Somiza, Caio Issamu; Tótola, Marcos Rogério; http://lattes.cnpq.br/0482084690178263Embora a reciclagem seja amplamente utilizada como solução para mitigar o acúmulo de resíduos plásticos, esse processo apresenta limitações consideráveis, como o alto consumo de energia, água e a utilização de solventes orgânicos tóxicos. Além disso, a reciclagem convencional não atende à crescente demanda por substituição dos polímeros sintéticos por biopolímeros, nem soluciona o problema dos resíduos plásticos já acumulados no ambiente. Nesse contexto, a bioconversão de plásticos surge como uma alternativa promissora, integrando a degradação de polímeros à produção de bioprodutos de alto valor agregado, de maneira mais sustentável tanto do ponto de vista ambiental quanto econômico. O presente estudo teve como objetivo isolar e caracterizar microrganismos capazes de degradar os monômeros de polietileno tereftalato (ácido tereftálico (TA) e etilenoglicol (EG)), e avaliar a produção de compostos com potencial de aplicação biotecnológica. Demonstrou-se que isolados bacterianos obtidos por culturas de enriquecimento foram capazes de produzir biopolímeros, exopolissacarídeos (EPS) e lipídeos a partir desses monômeros, com aplicações promissoras nas indústrias de bioplásticos, cosméticos e farmacêutica. Até este estudo, a produção de lipídeos e exopolissacarídeos não-celulósicos a partir de TA e EG não havia sido reportada, destacando o caráter inovador dos bioprocessos encontrados. Os resultados deste estudo podem fundamentar alternativas à reciclagem convencional, proporcionando novas formas de valorização de resíduos plásticos. Palavras-chave: Bioconversão; Polietileno Tereftalato (PET); Ácido Etilenoglicol; Biossurfactantes; Exopolissacarídeos; Polihidroxialcanoatos. Tereftálico.Item Diversidade microbiana e indicadores microbiológicos de solo afetada pelo derramamento de rejeito de mineração: proveniente do rompimento da barragem B1 em Brumadinho, Minas Gerais(Universidade Federal de Viçosa, 2024-06-17) Goulart, Paulo Wilson; Silva, Cynthia Canêdo da; http://lattes.cnpq.br/3605918489610415Em 2019, ocorreu em Brumadinho, MG, o rompimento da barragem de rejeitos de minério de ferro e desde então, muitos estudos têm sido realizados na área afetada para a reabilitação ambiental. Este trabalho teve como objetivo monitorar o processo de reabilitação ambiental de solo afetado pelo derramamento de rejeitos de mineração, utilizando os bioindicadores: Carbono da Biomassa Microbiana (CBM), Respiração Basal Microbiana, Coeficiente Metabólico, Atividade Enzimática e Diversidade Microbiana. Adicionalmente, foi feito uma prospecção de rizobactérias promotoras de crescimento vegetal, com potencial de uso no impulsionamento da restauração vegetal da área afetada. Para tanto, foram coletadas amostras de solo pertencentes a uma área afetada pelo rejeito, uma área de floresta não afetada (referência), e raízes de plantas da área afetada para isolamento de rizobactérias. Os resultados dos bioindicadores avaliados demonstraram diferenças estatísticas entre as áreas afetada e referência, em todas as coletas. O grupo referência teve melhor aproveitamento de carbono, maiores valores de CBM, atividade da urease, arilsulfatase e fosfatase alcalina, sugerindo uma relação desses indicadores com maior aporte de material orgânico. As análises da estrutura e diversidade microbiana identifiaram espécies indicadoras com alto grau de associação a cada uma das áreas estudadas. Adicionalmente, uma análise integrada de todos os bioindicadores revelou uma aproximação entre as áreas afetada e referência, indicando uma possível recuperação ao longo do tempo estudado, evidenciando que os bioindicadores microbiológicos aplicados a este estudo foram promissores para monitorar o processo de reabilitação da área afetada. O isolamento de rizobactérias proporcionou a obtenção de 29 isolados, dos quais 19 foram promissores em pelo menos dois testes in vitro para solubilização de nutrientes e produção de fitormônios. Ensaios complementares in vivo serão necessários para a formulação de bioinoculantes a ser utilizada na produção de mudas de interesse em processos de recomposição vegetal de solos degradados. Palavras-chave: Bioindicadores. Metataxônomia. Rizobactérias Promotoras de Crescimento de Planta (PGPR). Reabilitação.Item Caracterização biológica e molecular de dois bacteriófagos que infectam Ralstonia solanacearum e Ralstonia pseudosolanacearum(Universidade Federal de Viçosa, 2024-08-01) Januário, Beatriz Dias; Alfenas-Zerbini, Poliane ; http://lattes.cnpq.br/3543315409937736A murcha bacteriana, causada por bactérias do complexo de espécies Ralstonia solanacearum (RSSC). O RSSC é um grupo de bactérias gram-negativas, classificadas nas espécies Ralstonia solanacearum, Ralstonia pseudosolanacearum e Ralstonia syzygii. Estas bactérias têm uma ampla gama de hospedeiros, incluindo muitas culturas de relevância econômica como tomate, berinjela e eucalipto. O controle desta doença é particularmente desafiador devido à persistência das bactérias no solo e na água, à sua grande diversidade genética e à ausência de tratamentos químicos eficazes. Diante desse cenário, a utilização de bacteriófagos, é uma alternativa para o biocontrole de Ralstonia spp.. O presente trabalho teve como objetivo realizar a caracterização biológica e molecular de dois bacteriófagos isolados do solo brasileiro, que infectam bactérias das espécies Ralstonia solanacearum e Ralstonia pseudosolanacearum. Os fagos, denominados RS-Phage-AB1 e RS- Phage-CA1, foram sequenciados e analisados, revelando diversidade genética e de mecanismos de infecção. O fago RS-Phage-AB1, possui um genoma de 41.668 pb com 46 ORFs e conteúdo GC de 64,3%. Foi classificado na família Peduoviridae, sugerindo a criação de um novo gênero "Acarajevirus" e a espécie "Acarajevirus bahia". Identificado como fago temperado com genes como integrase e metiltransferase de DNA, refletindo estratégias distintas de sobrevivência e infecção. O fago RS-Phage-CA1, possui um genoma de 46.254 pb com 59 ORFs e conteúdo GC de 62,3%, não foi classificado em nenhuma família descrita, propondo-se uma nova família viral "Anamaviridae" com as subfamílias Kantovirinae e "Mascarenevirinae". Contém genes como resolvase e endonuclease, indicando mecanismos diferentes de inserção/excisão e resistência a superinfecções. Ambos os fagos mostraram infecção específica para R. solanacearum e R. pseudosolanacearum e possuem genes relacionados à lise bacteriana, como endolisina e holina. Estes resultados contribuem paro o entendimento da diversidade de fagos e seus potenciais aplicações no controle biológico de fitopatógenos. Palavras-chave: Ralstonia solanacearum; Ralstonia pseudosolanacearum; Murcha bacteriana; Classificação taxonômica; Bacteriófagos.Item 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 Solubilização de fosfatos de rocha por Penicillium islandicum(Universidade Federal de Viçosa, 2018-02-23) Bonduki, Victor Hugo Araújo; Costa, Maurício Dutra; http://lattes.cnpq.br/0594143652004072O consumo de fertilizantes minerais aumenta anualmente com vistas a melhorar a produtividade das lavouras. Os fertilizantes fosfatados estão entre os mais comercializados em razão da importância do fósforo (P) para o crescimento, o desenvolvimento e a produção vegetal em solos empobrecidos desse nutriente. Nos solos brasileiros, a disponibilidade de P é baixa e, na maioria das vezes, o elemento torna-se inacessível às raízes em face de sua retenção nos minerais de argila. Para contornar esse problema, o uso de fontes alternativas de P em substituição aos fertilizantes solúveis dispendiosos têm sido estudadas. Para suprir a demanda de mercado, os fosfatos naturais ou de rocha (FRs), fontes de P, são tratados por processos químicos e térmicos de elevado custo energético que causam poluição. Os FRs brasileiros são de baixa reatividade, fazendo com que o seu processamento seja mais oneroso. Esse fato desestimula o uso de reservas de rocha fosfáticas nacionais, levando à importação de FRs estrangeiros de maior reatividade. Uma alternativa viável para o uso de FRs brasileiros é a utilização de microrganismos com capacidade de solubilizar esse material por meio de processos biológicos de acidificação do meio e complexação de cátions. A solubilização microbiana tem também a vantagem de permitir a utilização de substratos sólidos para o crescimento microbiano, geralmente rejeitos ou resíduos da indústria agrícola. O objetivo do presente trabalho foi o de estudar a solubilização microbiana de FRs por P. islandicum FS41 em meios líquidos e em sistema de fermentação em substrato sólido com bagaço de cana-de-açúcar. A capacidade fúngica de solubilizar os FRs de Araxá, Catalão, Patos de Minas, Bayóvar e Argélia foi testada neste trabalho. O P. islandicum FS41 imobilizou o P liberado em meio Strasser, em fermentação em substrato sólido, quando na presença dos FRs de Araxá, Catalão e Patos de Minas. Os FRs Argélia e Bayóvar apresentaram valores baixos de P em solução, correspondendo a 18,9 e 9,8 mg L-1, respectivamente. A diminuição da disponibilidade de nitrogênio, atrelada à utilização de fontes amoniacais no meio Strasser, no sistema de fermentação em substrato sólido, promoveu aumentos do P em solução para os FRs Argélia, Bayóvar, Patos de Minas e Araxá. A ausência de fontes nitrogenadas ixinorgânicas e de extrato de levedura, no meio Strasser e no mesmo sistema de fermentação, favoreceu a liberação de P a partir do FR de Araxá, com valor de P em solução de 47,9 mg L-1 ou cerca de 11 % de solubilização. A solubilização dos FRs por P. islandicum FS41 foi mais eficiente em meio NBRIP do que no meio Strasser em sistema de cultivo em batelada em meio líquido, com valores médios de P em solução de 96,7, 79,7, 26,9, 23,2 e 22,3 mg L-1 para os FRs Argélia, Bayóvar, Patos de Minas, Catalão e Araxá, respectivamente. Alternativamente, o pré-cultivo de P. islandicum FS41 e a posterior transferência da biomassa micelial produzida para meio de solubilização com baixa disponibilidade de nutrientes minerais resultou em valores de P em solução de 130 mg L-1, o que correspondeu a 30 % de solubilização do P contido no FR de Araxá. Essa última estratégia promoveu aumentos de 2,71 a 5,8 vezes do P em solução em comparação aos valores obtidos nos experimentos anteriores. Diferentemente de outros fungos solubilizadores de fosfato, P. islandicum FS41 mostrou-se mais eficiente na produção de biomassa micelial, com forte tendência de imobilização do P liberado dos FRs. O presente trabalho aponta algumas alternativas de se contornar esse problema. No entanto, esforços adicionais deverão ser conduzidos para a otimização do processo de solubilização de FRs por esse fungo.Item Sistemas de recuperação de ribossomos em Actinobacillus pleuropneumoniae: papel em virulência e resposta a diferentes condições de estresse(Universidade Federal de Viçosa, 2018-07-27) Teixeira, Ana Carolina Nery; Bazzolli, Denise Mara Soares; http://lattes.cnpq.br/1967721199398909A pleuropneumonia suína é uma doença respiratória causada pelo patógeno bacteriano Actinobacillus pleuropneumoniae (APP) cujo sucesso na colonização e permanência nos pulmões do suíno está relacionado à sua capacidade de resistência a diferentes condições de estresse e a inúmeros fatores de virulência. Para o sucesso do patógeno, a síntese proteica eficiente é um gargalo, uma vez que este processo pode ser um fator limitante durante o crescimento e replicação bacterianos, e para isso há uma expressiva necessidade de ribossomos ativos dentro da célula. Em condições de estresse, os ribossomos podem ficar parados em uma fita de mRNA quando um códon de parada não é detectado, precisando, portanto, de um resgate ativo em um processo chamado trans-tradução. Um RNA pequeno denominado tmRNA, ubíquo em bactérias, codificado pelo gene ssrA, é responsável por mediar o mecanismo de trans-tradução. Muitas bactérias ainda apresentam dois sistemas adicionais mediados pelo fator de resgate alternativo A (alternative rescue factor A), ArfA, descrito em outras bactérias como Escherichia coli, Salmonella enterica e Yersinia pestis e o fator de recuperação alternativo B (alternative rescue factor B), ArfB presente em 34% dos genomas bacterianos já sequenciados. Este trabalho teve como objetivos investigar qual(is) sistema(s) de recuperação de ribossomos está(ão) presente(s) em A. pleuropneumoniae e qual o envolvimento deste(s) na virulência e na resposta a diferentes condições de estresse. Análises in silico e in vitro foram conduzidas com este propósito. Nossos resultados in silico mostraram que A. pleuropneumoniae possui apenas dois sistemas de recuperação de ribossomos, e o fato de não conseguirmos a obtenção de uma linhagem duplo mutante (∆ssrA_∆arfA) valida nosso resultado. Para verificar o envolvimento destes genes em virulência e resposta a condições de estresse, linhagens mutantes denominadas ∆ssrA e ∆arfA, bem como linhagens complementadas para as respectivas linhagens, ∆ssrAC e ∆arfAC, respectivamente, foram construídas a partir da linhagem APP MIDG2331 WT (sorotipo 8). Estas linhagens (WT, mutantes e complementadas) foram investigadas quanto ao crescimento in vitro, adesão, sensibilidade a antibióticos e a diferentes condições de estresse (oxidativo, osmótico, temperatura e etanólico). Além disso, a virulência destas linhagens foi analisada no modelo de infecção alternativo Galleria mellonella. Análises fenotípicas mostraram que o mutante ∆ssrA foi mais sensível antibióticos e a todas as condições de estresse se comparado à linhagem WT e ao mutante ∆arfA. Além disso, o mutante ∆ssrA apresentou menor capacidade de adesão e virulência atenuada em G. mellonella quando comparada com as linhagens WT e ∆arfA. A linhagem ∆ssrAC não mostrou uma restauração completa do fenótipo original. Entretanto, a linhagem ∆arfAC mostra uma restauração completa do fenótipo. Estes resultados mostram que o gene ssrA tem um papel importante na resistência ao estresse e na virulência em APP e a ausência do gene arfA não afetou o fitness da bactéria nas condições avaliadas. Diante desses resultados, podemos concluir que o sistema TmRNA/SmpB é o principal sistema de recuperação de ribossomos em A. pleuropneumoniae e que a falta do mesmo acarreta em atenuação do fenótipo de virulência e aumento da sensibilidade a condições de estresse.