Microbiologia Agrícola
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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 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 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.Item Petroleum effects on soil microbial communities(Universidade Federal de Viçosa, 2015-07-29) Morais, Daniel Kumazawa; Tótola, Marcos Rogério; http://lattes.cnpq.br/4634690663537631Crude oil is still the dominant energy source in Brazil where oil consumption keeps rising since 2013, reaching nowadays 2.2% of the world‟s energy consumption. A recent discovery of crude oil reservoirs at the Espirito Santo, Campos and Santos basins, can represent an excellent opportunity to meet the country‟s economic and energetic demands. However, offshore exploration offers risks to the microbiota and the whole sea life. Microbes are responsible for nutrient cycling can degrade recalcitrant organic compounds and several species have been reported as sensitive to petroleum hydrocarbons. This work aimed to evaluate microbial community shifts in soils under crude oil contamination and assess the effects of Biodiesel co-product (BCP) as a protecting agent of soil microbiota under crude oil addition. We used soils from the Trindade Island and from the Highfield research station at Rothamsted Research, UK. We assembled microcosms of 20 grams and contaminated the soils using weathered crude oil. Soils were incubated at 26° C with moisture correction to ca. 60% water holding capacity. We used CO2 evolution measurements to evaluate soil activity, during the incubation, and soil genomic DNA extraction, at the end of incubation period, to evaluate microbial community changes from treatments and controls. DNA was submitted to amplicon sequencing of 16S rDNA for Bacteria and Archaea and the ITS1 region for Fungi using Illumina MiSeq platform. We compared alpha and beta-diversity and taxonomic shifts. This thesis is divided in two chapters. The first describes the effects of crude oil on Trindade Island‟s soil microbial communities. In the second chapter we tested the protective effects of BCP on Trindade Island, Rothamsted‟s Bare Fallow and Grassland soils, against the amendment with crude oil. Crude oil had a major negative effect on microbial diversity for Trindade Island, but didn‟t change the diversity of Rothamsted agricultural soils. Taxonomy comparisons showed rise of the Actinobacteria phylum, shifts in several Proteobacteria classes and reduction of the Archaea class Nitrososphaerales. This is the first effort in acquiring knowledge concerning the effect of crude oil contamination in soils of a Brazilian oceanic island. This information is important to guide any future bioremediation strategy that can be required.Item Diversidade microbiana na rizosfera de plantas em competição(Universidade Federal de Viçosa, 2016-02-22) Monteiro, Larissa Cassemiro Pacheco; Costa, Maurício Dutra; http://lattes.cnpq.br/2607865949936213As plantas exercem influência sobre as populações microbianas associadas às raízes e, por meio da exsudação radicular, promovem mudanças na comunidade microbiana do solo. Quando duas plantas encontram-se em competição, a estrutura da comunidade microbiana rizosférica difere daquela observada nas monoculturas. Os diversos grupos de microrganismos presentes na rizosfera desempenham papéis importantes que podem influenciar positiva ou negativamente o desenvolvimento das plantas e as interações por elas estabelecidas. Assim, o objetivo deste trabalho foi avaliar os grupos taxonômicos microbianos presentes no solo rizosférico de plantas em competição e em monocultivo e relacioná-los com as atividades de promoção de crescimento já relatadas. Os experimentos foram realizados em casa de vegetação do Departamento de Microbiologia, da Universidade Federal de Viçosa. Duas espécies de culturas, Zea mays L. e Glycine max (L.) Merr., e três espécies de plantas daninhas, Ageratum conyzoides L., Ipomoea ramosissima (Poir.) Choisy, e Bidens pilosa L., foram avaliadas. O DNA de células presentes no solo rizosférico foi extraído e, em seguida, foi realizada a amplificação por PCR do gene rRNA 16S e da região ITS de fungos, seguida do sequenciamento conduzido na plataforma Illumina MiSeq. Para as amostras de solo rizosférico de Zea mays em monocultura e em competição com plantas daninhas foram obtidas 200.408 sequências de bactérias, 3.062 sequências de arqueias e 528.560 sequências de fungos. Já para as amostras de solo rizosférico de Glycine max, foram obtidos 210.376, 3.107 e 371.526 sequências de bactérias, arqueias e fungos, respectivamente. Em todos os tratamentos avaliados o maior número de Unidades Taxonômicas Operacionais (UTOs) foi registrado para bactérias, seguido de fungos e por último de arqueias. Muitas das UTOs encontradas são compartilhadas por todos os tratamentos. No entanto foi possível classificar taxonomicamente aquelas que são exclusivas em cada tratamento. Os resultados mostram que os filos de Bacteria mais abundantes foram Proteobacteria, Actinobacteria, Acidobacteria, Verrucomicrobia e Cloroflexi. Crenarchaeota foi o filo mais abundante de Archaea e Ascomycota o filo mais abundante de Fungi. O filo Glomeromycota, que compreende todos os fungos micorrízicos arbusculares, também foi observado. Esses fungos apresentam importantes papéis ecológicos, incluindo a promoção de crescimentos de plantas. Bactérias envolvidas na ciclagem do nitrogênio também foram identificadas, como as oxidantes de amônia pertencentes ao Filo Nitrospirae e as arquéias pertencentes ao grupo Thaumarchaeota (Filo Crenarchaeota), e as bactérias fixadoras de nitrogênio pertencentes às ordens Rhodobacterales e Rhizobiales, e à família Frankiaceae. A competição entre culturas e plantas daninhas altera os perfis da comunidade microbiana associada à rizosfera dessas plantas, ficando evidente a capacidade que as plantas possuem em influenciar a comunidade microbiana a ela associada, recrutando microrganismos específicos a depender da condição de competição. A comunidade microbiana rizosférica, por sua vez, pode interferir na modulação dessas interações, afetando a habilidade competitiva das plantas.Item Bacteriocinas de bactérias do ácido láctico isoladas de salame tipo italiano(Universidade Federal de Viçosa, 2005-10-27) Paula, Rosinéa Aparecida de; Moraes, Célia Alencar deBactérias do ácido láctico, isoladas de salame tipo italiano, com atividade antagonista a Listeria monocytogenes e Staphylococcus aureus foram caracterizadas. A natureza protéica dos agentes antagonistas nas seis linhagens foi demonstrada por serem conservadas em sobrenadantes neutralizados, pela não sensibilidade à catalase e pela sensibilidade a proteases. Cinco perfis de resistência a Proteinase K, Papaína, Tripsina e Protease de Bacillus polimyxa foram observados entre os seis isolados lácticos. Em todos os isolados, a atividade antagonista manteve-se presente em sobrenadantes neutralizados após tratamento térmico de 98 o C por 40 minutos. Em todos os isolados, a atividade inibitória manteve-se independentemente do pH do meio, entre pH 2 e pH 10. O isolado que apresentou melhor inibição contra L. monocytogenes e S. aureus, inclusive em meio líquido, foi identificado pela análise da seqüência de um gene codificador do rRNA 16S e pelo perfil de fermentação de açúcares como Lactococcus lactis subsp. lactis, e aqui denominado L. lactis subsp. lactis PD 6.9. O modo de ação da bacteriocina produzida por L. lactis subsp. lactis PD 6.9 sobre L. monocytogenes foi definido como bactericida. A produção de bacteriocina e o efeito inibitório sobre L. monocytogenes em condições que simulam o salame foram demonstrados. L. lactis subsp. lactis PD 6.9 atingiu 10 9 UFC/mL e a bacteriocina foi detectada após 8 horas. Em estudo de co-cultivo com L. monocytogenes, o crescimento de L. lactis subsp. lactis PD 6.9 não foi afetado pela presença de L. monocytogenes e apresentou o mesmo comportamento que quando cultivado como monocultura. Porém, o crescimento de L. monocytogenes foi reprimido e o número inicial de 10 6 células foi mantido até aproximadamente 12 horas de cultivo e nenhum crescimento foi detectado após 32 horas em um limite de detecção de 10 UFC/mL. A atividade da bacteriocina produzida por L. lactis subsp. lactis PD 6.9, em meio D-MRS, surge no final da fase logarítmica de crescimento e é máxima na fase estacionária. A atividade foi mais alta em condições ácidas do que em básicas, com atividade máxima em pH 2 e não foi alterada por tratamento térmico a 121 o C por 20 minutos, pelo processo de liofilização ou pelo efeito de congelamento e descongelamento. O armazenamento da bacteriocina nas temperaturas de -20 o C e -80 o C por até 6 meses também não alterou a atividade de inibição. A purificação foi realizada utilizando precipitação com sulfato de amônio, cromatografia de troca iônica, cromatografia de interação hidrofóbica e HPLC- fase reversa. Grande perda de atividade da bacteriocina foi observada especialmente após cromatografia de troca iônica e somente 0,025% da atividade inicial foi recuperada após HPLC-fase reversa. Os resultados obtidos com a purificação indicam que a bacteriocina é pequena, catiônica, hidrofóbica e com capacidade de formar agregados.Item Resistência a antimicrobianos e biocidas em bactérias isoladas de pacientes e ambiente hospitalares(Universidade Federal de Viçosa, 2003-08-25) Chequer, Simone Silva Iamin; Moraes, Célia Alencar deBactérias Gram positivas e Gram negativas foram isoladas de pele de pacientes, de espécimes clínicos e do ambiente de um Centro de Terapia Intensiva hospitalar com o objetivo de estudar sua resistência a agentes biocidas e outros antimicrobianos. Dos trinta e oito isolados do ambiente, treze foram identificados como Staphylococcus sp.; sete como S. aureus; dez como Acinetobacter sp.; um como Acinetobacter baumannii; e sete como Pseudomonas aeruginosa. Na pele de pacientes, dos dezessete isolados, encontraram-se sete de P. aeruginosa; cinco de Staphylococcus sp.; quatro de Escherichia coli; e um de S. aureus. Entre os dez isolados dos espécimes clínicos, três foram identificados como P. aeruginosa; três como Staphylococcus sp.; dois como A. baumannii; um como Acinetobacter sp.; e um como Stenotrophomonas altophila. A resistência a cinco ou a mais antimicrobianos foi freqüente na maioria dos isolados de P. aeruginosa e S. aureus. Os isolados de P. aeruginosa, provenientes da pele de pacientes, apresentaram-se mais multirresistentes quando comparados à linhagem-tipo, e houve prevalência de sulfametoxazol/trimetoprim resistência e a à tetraciclina, perfloxacina. Houve cloranfenicol, prevalência de sensibilidade a imipenem, ciprofloxacina, norfloxacina, ceftazidima e a amicacina. Os três isolados de A. baumannii apresentaram sensibilidade a imipenem e resistência a norfloxacina, cloranfenicol, sulfametoxazol/trimetoprim, amicacina, gentamicina, perfloxacina, tetraciclina, cefotaxima, ceftazidima, ceftriaxona e ciprofloxacina. Destes, dois isolados foram sensíveis à fosfomicina. Todos os oito isolados identificados como S. aureus apresentaram sensibilidade a fosfomicina; seis a amicacina; e cinco a tetraciclina, ciprofloxacina e vancomicina. Todos foram resistentes à penicilina; sete a norfloxacina, eritromicina, gentamicina, oxacilina e cefoxitina; seis a clindamicina e ticarcilina/ácido clavulânico; e cinco, a cefalotina. As concentrações inibitórias mínimas (MIC) do digluconato de clorhexidina indicam maior suscetibilidade da espécie S. aureus, quando comparada com P. aeruginosa e A. baumannii. Houve diferença de resistência entre os isolados de diferentes origens, principalmente entre os identificados como P. aeruginosa. Isolados de A. baumannii apresentaram MICs, para polivinilpirrolidona-iodo (PVP-I), pelo menos duas vezes maiores que a linhagem de referência. MICs de PVP-I em P. aeruginosa e S. aureus não foram muito superiores aos encontrados nas respectivas linhagens-tipo. Não houve correlação entre a resistência aos antimicrobianos e aos biocidas.Item Atividade e dinâmica populacional de um consórcio bacteriano durante biodegradação de óleo diesel no solo(Universidade Federal de Viçosa, 2009-09-30) Leal, Patrícia Lopes; Borges, Arnaldo Chaer; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4783573Z8; Nascimento, Antonio Galvão do; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4797432E8; Tótola, Marcos Rogério; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4727020U4; http://lattes.cnpq.br/9819699799135050; Moraes, Célia Alencar de; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4781007D6; Amaral, Míriam Cristina Santos; http://lattes.cnpq.br/1901180413775034A biorremediação de ambientes contaminados com hidrocarbonetos de petróleo é um processo biotecnológico que em geral envolve a utilização de microrganismos capazes de metabolizar os hidrocarbonetos e transformá-los em substâncias inertes (CO2 e água). A biorremediação tende a ocorrer naturalmente e pode ser acelerada pela otimização de fatores ambientais (bioestimulação) e ou pela introdução de microrganismos capazes de degradar os contaminantes (bioenriquecimento). Alguns fatores afetam a eficiência de biodegradação dos contaminantes como a capacidade metabólica dos microrganismos em degradar o contaminante, as condições ambientais e a biodisponibilidade do contaminante. No bioenriquecimento, a utilização de diferentes espécies ou estirpes microbianas (consórcio) permite a ocorrência de dinâmicas populacionais que levam a uma sucessão de ataques aos compostos poluentes, proporcionando eficiente degradação dos mesmos quantitativa e qualitativamente, quando comparados a culturas puras de microrganismos. Este trabalho teve como objetivo avaliar atividade metabólica dos isolados bacterianos Acinetobacter baumannii LBBMA 04, Pseudomonas aeruginosa LBBMA 58, Ochrobactrum anthropi LBBMA 88b, Acinetobacter baumannii LBBMA ES11, Bacillus subtilis LBBMA 155 em culturas puras e consórcio na biodegradação de hidrocarbonetos alcanos, em meio de cultivo acrescido de óleo diesel; avaliar o padrão de flutuação das populações microbianas e o padrão de consumo dos hidrocarbonetos totais de petróleo (HTP), em solo contaminado com óleo diesel em reposta aos fatores temperatura, umidade e disponibilidade de nutrientes e avaliar o efeito de sucessivas contaminações do solo com óleo diesel na dinâmica populacional de membros de um consórcio bacteriano e na seqüência de degradação de hidrocarbonetos totais de petróleo (HTP). O consórcio bacteriano foi mais eficiente na degradação dos hidrocarbonetos nonano, decano e undecano presentes em meio de cultivo, quando comparado às culturas puras. A degradação desses compostos pelo consórcio foi superior a 99% após 30 dias de incubação. Os fatores ambientais influenciaram a degradação de HTP no solo contaminado com óleo diesel, a melhor condição encontrada foi 35°C, 125:10:1 e 60% para temperatura, relação C:N:P e teor de umidade, respectivamente. Sucessivas contaminações do solo com óleo diesel promoveram alterações na estrutura populacional do consórcio bacteriano e na seqüência de gradação de hidrocarbonetos totais de petróleo, no entanto o consórcio bacteriano se apresentou como candidato em potencial para uso em operações de biorremediação de solos contaminados com óleo diesel. Ao final de 60 dias, o consórcio bacteriano degradou aproximadamente 55% de HTP do solo, após sucessivas contaminações com óleo diesel.