Microbiologia Agrícola
URI permanente para esta coleçãohttps://locus.ufv.br/handle/123456789/190
Navegar
504 resultados
Resultados da Pesquisa
Item Production of oxalic acid by filamentous fungi from crude glycerin as a biological strategy for the solubilization of phosphate rock(Universidade Federal de Viçosa, 2025-01-16) Rojas Higuera, Naydu Shirley; Costa, Mauricio Dutra; http://lattes.cnpq.br/5383781289467832Item Avaliação de bactérias selecionadas por ecologia reversa no crescimento inicial do milho sob déficit hídrico(Universidade Federal de Viçosa, 2025-09-12) Silva, Mirelly Jady Fernandes e; Santana, Mateus FerreiraPara garantir uma produtividade agropecuária eficiente e sustentável, diferentes estratégias vêm sendo estudadas. Sabe-se que a alimentação é um dos principais fatores que influenciam o desempenho animal; por outro lado, o período de seca é um desafio para a qualidade das culturas agrícolas. Uma estratégia para mitigar este problema é aproveitar a biodiversidade natural por meio da prospecção de microrganismos. Bactérias que habitam a rizosfera são capazes de auxiliar as plantas no enfrentamento da seca. No entanto, a seleção de microrganismos promotores de crescimento ainda é um processo pouco viável em larga escala. Nesse contexto, este estudo teve como objetivo utilizar ferramentas de bioinformática baseadas em ecologia reversa para otimizar a seleção de microrganismos para promoção de crescimento de milho em déficit hídrico. No primeiro momento, 53 gêneros bacterianos com genomas depositados em bancos de dados públicos foram avaliados in silico quanto ao seu potencial em promover o crescimento do milho. Dos genomas avaliados, 12 gêneros apresentaram resultados para interações ecológicas positivas com a planta. Diante desses resultados, isolados representantes desses gêneros pertencentes à bacterioteca do Laboratório de Genética Molecular e de Microrganismos e do Grupo de Ecologia eco-evolutiva Microbiana foram sequenciados. Após o sequenciamento, uma nova rodagem de análises de ecologia reversa foi realizada, o que permitiu selecionar os isolados C90B, PE4A, SOY1 e SOY8 como os mais promissores. Os genomas de SOY1 e SOY8 revelaram BGCs relacionados à tolerância vegetal ao estresse abiótico, como o soluto compatível ectoína. Em PE4A, foram identificados todos os genes típicos de fixação biológica de nitrogênio. Já C90B exibiu uma diversidade de genes relacionados à neutralização do estresse oxidativo. No ensaio de germinação com redução de disponibilidade hídrica, PE4A e C90B elevaram a taxa de velocidade em -0,3 MPa. Já em -0,6 MPa, C90B e SOY8 se destacaram. No ensaio em casa de vegetação, 45 DAS, a inoculação promoveu o crescimento radicular sob déficit hídrico em 60% e 40% da CV. Ademais, SOY8 aumentou a massa seca de raiz em todas as condições, e sob 60% e 40% da CV, C90B e PE4A superaram o controle negativo. A ecologia reversa é uma abordagem recente, portanto pouco explorada na agricultura. Este trabalho demonstra seu potencial ao integrá-la a outras ferramentas genômicas, permitindo a seleção de bioinsumos de forma mais eficiente e rápida. Palavras-chave: déficit hídrico; rizosfera; prospecção microbiana; ecologia reversa.Item Avaliação dos efeitos de um coquetel fágico inespecífico sobre o biofilme e crescimento de Stutzerimonas stutzeri(Universidade Federal de Viçosa, 2025-08-15) Lopes, Thalya Furtado; Paula, Sergio Oliveira de; http://lattes.cnpq.br/9321397995502859A corrosão microbiologicamente induzida (CMI) representa um desafio econômico e ambiental relevante, especialmente nas indústrias de petróleo e gás, onde a formação de biofilmes por microrganismos acelera a deterioração de superfícies metálicas. Entre as espécies bacterianas associadas a esse fenômeno destaca-se Stutzerimonas stutzeri, bactéria de origem marinha com capacidade de formar biofilmes e degradar hidrocarbonetos, comprometendo a integridade de estruturas metálicas e a qualidade do petróleo. Estratégias inovadoras de controle, como o uso de bacteriófagos, têm se mostrado alternativas promissoras aos biocidas químicos, devido à sua especificidade, à produção de enzimas que degradam a matriz extracelular e ao potencial de aplicação em coquetéis combinados. Neste trabalho, foram avaliados os efeitos de fagos isolados e de um coquetel fágico inespecífico sobre o crescimento e a formação de biofilme de S. stutzeri. Ensaios foram conduzidos em microplacas MBEC (Minimum Biofilm Eradication Concentration) e em tanques piloto contendo cupons de aço carbono, com avaliação do crescimento bacteriano, biomassa total, morfologia do biofilme por Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), rugosidade superficial por perfilometria óptica e observação de células aderidas por microscopia de fluorescência. Os resultados mostraram que, embora o coquetel fágico não tenha causado uma redução significativa no crescimento de células planctônicas, foi capaz de prevenir a formação de biofilme, especialmente em uma Multiplicidade de Infecção (MOI) de 10. A análise de perfilometria óptica indicou menor rugosidade nos cupons tratados, sugerindo menor presença de biofilme. A microscopia de fluorescência também revelou células mais espaçadas nos cupons tratados com o coquetel no MOI 10. Esses resultados sugerem o potencial biotecnológico do coquetel fágico para o controle do biofilme de S. stutzeri e para a mitigação da CMI em ambientes industriais, como a exploração de petróleo. Palavras-chave: corrosão microbiologicamente induzida; bacteriófagos; fagoterapia; superfícies metálicasItem Potential for direct and indirect plant growth promotion and heterologous expression of biocontrol enzymes from slow-growing bacteria(Universidade Federal de Viçosa, 2025-08-25) Jesuino, Blenda de Freitas Rodrigues; Santana, Mateus Ferreira; http://lattes.cnpq.br/0990397585128941Economic factors, physical space limitations, and agricultural production losses due to phytopathogens pose significant challenges for sustainable agriculture. The main current responses to these challenges are the use of chemical fertilizers and pesticides. In addition to or instead of these challenges, more sustainable solutions have been developed, above all through the use of biofertilizers and biopesticides. With the growing demand for plant growth-promoting bacterias (PGPBs) and biocontrol bacterias, new microbial groups have been prospected. The promising indications of slow-growing bacteria for these purposes led to their further exploration in this work. However, given that their long life cycle can make scaling up difficult, the approach of heterologous expression of biocontrol enzymes encoded by slow- growing bacteria was also used. The diversity of the slow-growing isolates was evidenced through phylogenetic analysis, which revealed that the 11 sequenced isolates are distributed in seven distinct genera. A wide variety of genes related to plant growth-promoting traits (PGPT) were detected in all the isolates, with the most abundant genetic traits being related to heavy metal detoxification, osmotic stress neutralization, vitamin production, chemotactic motility, secretion systems, and siderophore production. The in vitro detection of PGPT, carried out to validate the genes predicted in silico, confirmed the ability of slow-growing bacteria to promote plant growth. The genes encoding biocontrol enzymes were also prospected in silico and validated in vitro. Biosynthetic gene clusters (BGC) prospecting detected 13 distinct BGC classes and a frequency of 57 clusters, as well as seven classified as "other". In the paired culture trials between the slow-growing bacterial isolates and phytopathogenic fungi, many bacterial isolates showed antagonism to Fusarium equiseti CCF422, Fusarium oxysporum CCF184, Rhizoctonia solani 2930, and Sclerotinia sclerotiorum 15B, with average inhibition above 20%. A total of 168 defense genes related to 30 defense systems were detected throughout the genomes of the 11 slow-growing isolates. In addition, a total of 39 resistance genes were also detected, distributed across the genomes of seven isolates and three isolates with virulence genes. In addition to the prolonged growth time, the presence of virulence genes also means that the biocontrol potential of the isolates has to be assessed indirectly, which can be done through the heterologous expression of proteins. Heterologous expression of the enzymes chitinase, exo-beta- 1,3-glucanase, and N-acetylmuramyl-L-alanine amidase was carried out. The recombinant enzymes proved to be active in the transformed Escherichia coli BL21, both in the degradation of the substrate and in the culture paired with phytopathogenic fungi. However, protein extraction revealed that the recombinant enzymes remained in the insoluble fraction, from which they were purified and then refolded. However, only glucanase showed enzymatic activity, making it necessary to modify the refolding buffer to recover the three-dimensional structure of chitinase and amidase. These preliminary results provide good prospects for the future application of a biopesticide composed of recombinant biocontrol enzymes. Keywords: plant growth-promoting bacterias (PGPBs); enzyme phytopathogenic fungus; dual culture; Recombinant protein prospecting;Item Isolamento e seleção de bactérias diazotróficas iridescentes promotoras do crescimento vegetal(Universidade Federal de Viçosa, 2025-08-07) Guimarães, Henrique Pereira; Costa, Mauricio Dutra; http://lattes.cnpq.br/2602863954519211Item Discovering the cave mycobiota of the brazilian Cerrado(Universidade Federal de Viçosa, 2025-07-31) Leão, Ana Flávia; Pereira, Olinto Liparini; http://lattes.cnpq.br/7774772835609938Caves are unique environments and have become hotspots for mycology. In recent years, studies on cave fungi have highlighted these environments as a new frontier for expanding knowledge of the mycological world. In this sense, the objective of this work was to study cultivable filamentous fungi present in different caves and cavities of the Serra do Espinhaço Meridional (SEM) of Minas Gerais. In Chapter 1, two new species of the genus Amphichorda are described. Amphichorda sp. nov. 1 was isolated from samples of animal dung, sediments and samples of particles suspended in the air in the marble caves Gruta da Viola and Gruta Teto de Seixos, located in Serra do Cipó – part of SEM. Amphichorda sp. nov. 2 was isolated from samples of animal dung collected in two caves on the outskirts of the municipality of Cuiabá – Mato Grosso. These species are the first coprophilous species of the genus Amphichorda described in caves in Brazil. Chapter 2 presents the diversity of filamentous fungi found in the Curral de Pedras cave – Conceição do Mato Dentro, MG. From samples of soil, leaf litter, rock, animal dung and airborne particles, 421 filamentous fungi were isolated, identified by sequencing the ITS region in 78 genera, within 59 families, 31 orders, 12 classes, 7 subphyla and 4 phyla. Chapter 3 discusses the diversity of filamentous fungi found in ferruginous cavities located in Serra da Ferrugem – Conceição do Mato Dentro, MG. A total of 361 filamentous fungi were isolated from samples of airborne particles, sediments, leaf litter, roots and rocks. The fungi were identified by sequencing the ITS region in 70 genera, 46 families, 26 orders, 10 classes, 6 subphyla and 4 phyla. Chapter 4 describes the taxonomic novelties, including a new genus Speluncomyces, and seven new species: Speluncomyces lunatus, Cylindromonium brasiliense, Sesquicillium flavum, Paraneoaraneomyces sp. nov, Tolypocladium sp. nov., Sarocladium sp. nov. and Rachicladosporium sp. nov. These discoveries demonstrate the mycological richness of Brazilian caves that has yet to be explored and reinforce the need for further studies. Keywords: Fungi; Serra do Espinhaço; BiospeleologyItem Transposição heteróloga de Impala em Colletotrichum lindemuthianum e Colletotrichum truncatum, agentes causais da antracnose no feijão-comum e na soja(Universidade Federal de Viçosa, 2025-04-16) Freitas, Bruna Caetano de; Queiroz, Marisa Vieira de; http://lattes.cnpq.br/8096303066290402O gênero Colletotrichum é amplamente reconhecido por sua relevância econômica e científica, por abranger muitas espécies de fitopatógenos e porque o seu estilo de vida hemibiotrófico é objeto de estudo para o entendimento da interação planta- patógeno. Colletotrichum lindemuthianum e Colletotrichum truncatum são os agentes causais da antracnose no feijão-comum e na soja, respectivamente, causando grandes perdas de rendimento nessas culturas em condições ideais. Muitas abordagens genéticas já foram aplicadas para entender os mecanismos de patogênese dessas espécies, mas ainda não há trabalhos que explorem a aplicação de elementos transponíveis como ferramenta molecular para estudos de genética funcional nesses fungos. Portanto, este estudo teve como objetivo testar a transposição heteróloga de Impala, um transposon isolado de Fusarium oxysporum, da Classe II, da superfamília Tc1/Mariner, em ambas as espécies, visando ao desenvolvimento de um sistema de mutagênese insercional aleatória. Para isso, mutantes defectivos para a enzima nitrato redutase foram utilizados como linhagens receptoras do plasmídeo pNIL160, que contém o gene niaD de Aspergillus nidulans interrompido por Impala na sua região promotora. Foram isoladas três linhagens de C. lindemuthianum contendo pNIL160 e duas linhagens de C. truncatum. Os eventos de transposição foram observados em ensaios de reversão da mutação niaD::Impala pelo surgimento de colônias NiaD+ capazes de metabolizar o nitrato. Foram obtidos 11 revertentes derivados da linhagem T26 de C. lindemuthianum e 43 e 1124 revertentes derivados das linhagens T2 e T3 de C. truncatum, respectivamente. A análise molecular dos eventos de excisão e reinserção, feita por meio de PCR e Southern Blot, mostrou que os eventos de transposição dos revertentes analisados foram independentes em ambas as espécies. A linhagem T26 de C. lindemuthianum apresentou uma taxa de transposição de 0,74/106 conídios, enquanto as linhagens T2 e T3, derivadas de C. truncatum, apresentaram uma taxa de transposição de 2,9/106 conídios e 74,9/106 conídios, respectivamente. Impala reinseriu em um novo local no genoma de 71% dos revertentes analisados derivados da linhagem T26 de C. lindemuthianum. Já em C. truncatum, houve reinserção do elemento em 43% dos revertentes analisados derivados da linhagem T3. Esses resultados mostram que Impala é ativo nos genomas de ambas as espécies e tanto a taxa de transposição quanto a frequência de reinserção observadas indicam que esse elemento tem potencial para ser usado para mutagênese insercional nesses fungos. Uma biblioteca de 300 candidatos a mutantes insercionais de C. truncatum foi criada. Para validar o potencial de Impala na marcação de genes envolvidos na patogenicidade, é fundamental que os revertentes obtidos sejam triados quanto a alterações na virulência. Além disso, em C. lindemuthianum, otimizações que visem o aumento da taxa de transposição de Impala poderão ampliar a sua aplicabilidade como ferramenta molecular de mutagênese. Palavras-chave: transposon; mutagênese insercional aleatória; patogenicidade.Item Inóculo FMA on farm: desvendando o potencial funcional e diversidade microbiana associados ao cultivo de Caesalpinia peltophoroides Benth(Universidade Federal de Viçosa, 2025-07-18) Vieira, Nicolly Alves; Silva, Cynthia Canedo da; http://lattes.cnpq.br/2819319306033891A aplicação de bioinoculantes é uma estratégia promissora para a produção de mudas florestais a serem implementadas em programas de reabilitação de áreas degradadas. Dentre os bioinoculantes, destaca-se o inóculo de fungos micorrízicos arbusculares (FMA), obtido pelo método on farm, dado seu baixo custo de produção, sua viabilidade técnica e seu potencial de adaptação local. Este trabalho teve como objetivos desvendar os efeitos do inóculo de FMA on farm no crescimento de Caesalpinia peltophoroides, nas propriedades físico-químicas do solo rizosférico e nutricionais vegetais, elucidar o impacto do inóculo na modulação da comunidade microbiana rizosférica e investigar o seu potencial funcional. Com esse intuito, a pesquisa se moldou em uma abordagem multifacetada e complementar, partindo da avaliação de parâmetros biométricos e edáficos do sistema planta-solo, análise de diversidade microbiana por sequenciamento de amplicon (RNAr 16S e ITS), bem como a análise do potencial funcional por metagenômica shotgun aliada à reconstrução de genomas microbianos. Os resultados obtidos demonstraram benefícios significativos no crescimento de C. peltophoroides, com incrementos de até 299% na massa seca de raízes (de 2,15 g no controle para 8,30 g no tratamento inoculado), 137% na massa seca aérea (de 2,68 g para 6,34 g), e aumentos de 55% na altura total das plantas (de 44,7 cm para 69,0 cm). A colonização micorrízica atingiu 60% nas plantas inoculadas apenas com FMA on farm e 32% quando combinada com fertilização. Melhorias significativas foram observadas nas propriedades do solo, incluindo aumento da matéria orgânica, capacidade de troca catiônica e água disponível. A metataxonomia destacou nos tratamentos inoculados a presença de microrganismos como Pirellula, Nitrosomonadaceae, Coniochaeta e Septoglomus, associados à ciclagem de nutrientes, degradação de matéria orgânica e lignocelulose e à formação de micorriza arbuscular. Gêneros biomarcadores para o inóculo de FMA on farm em C. peltophoroides foram encontrados, gerando subsídios para monitoramento de sua eficácia e persistência. A metagenômica evidenciou uma especialização funcional da comunidade rizosférica, com menor número de genomas montados a partir de metagenomas desempenhando uma mesma função de forma eficiente. Com esses resultados, foi possível contribuir para a validação do FMA on farm, oferecendo insights para o entendimento de como esse inoculante atua na promoção de crescimento de plantas e gerando dados acerca de sua diversidade microbiana associada. Assim, este trabalho corrobora com o potencial do FMA on farm enquanto bioinoculante sustentável e eficiente. Os dados fornecem uma base científica para a aplicação deste bioinoculante em C. peltophoroides, bem como implementá-lo em programas de reabilitação de áreas impactadas, abrindo caminhos também para o desenvolvimento de metodologias de rastreamento com base em biomarcadores microbianos. Palavras-chave: fungos micorrízicos arbusculares; promoção de crescimento vegetal; metataxonomia; metagenômica.Item Development of a phage cocktail against Klebsiella pneumoniae with potential use in animal production(Universidade Federal de Viçosa, 2025-08-04) Soares, Jose Junior Ferreira; Paula, Sergio Oliveira de; http://lattes.cnpq.br/0659981807274729In this study, a cocktail composed of four bacteriophages with therapeutic potential was developed and evaluated for the control of Klebsiella pneumoniae, an opportunistic bacterium of great clinical and veterinary importance, frequently associated with multidrug resistance and outbreaks in intensive livestock production systems, especially in swine farming. The research focused on isolating phages active against the Klebsiella genus, with emphasis on K. pneumoniae strains isolated from pigs. Seven distinct phages were obtained from environmental samples, five of which showed lytic activity against different K. pneumoniae strains. Four phages with the most promising results in inhibiting bacterial growth and preventing biofilm formation were selected for biological characterization, including host range, plaque morphology, adsorption time, burst size, and thermal stability. The combination of these four phages resulted in a cocktail capable of suppressing K. pneumoniae growth in bacterial growth curves and preventing biofilm formation — both essential aspects for combating persistent infections in livestock environments. The efficacy of the cocktail was confirmed using an in vivo Galleria mellonella larvae model, showing survival rates above 90% under both prophylactic and coinfection conditions. Moreover, the treatment proved to be safe, with no signs of toxicity observed in the control larvae. The results highlight the potential of bacteriophages as viable and safe therapeutic alternatives in the face of the growing threat of antimicrobial resistance in animal production. This study provides a solid foundation for the development of phage-based products applicable in the field and paves the way for future validations in higher animal models, contributing to the advancement of more sustainable and effective strategies for controlling infections in pigs. Keywords: bacteriophages; Klebsiella pneumoniae; phage cocktail; pig farming; antimicrobial resistance.Item Isolation, molecular identification and assessment of the biotechnological potential of yeasts from managed and forestry soils(Universidade Federal de Viçosa, 2025-09-04) Freitas, Fernanda Pinheiro Moreira; Silveira, Wendel Batista da; http://lattes.cnpq.br/9092220986614518The growing demand for bio-based products has boosted bioprospecting microorganisms capable of converting agro-industrial byproducts into high-value compounds. In this context, soil yeasts stand out for their metabolic versatility and biotechnological potential in the production of lipids and exopolysaccharides (EPS). In this study, we isolated and characterized yeasts from managed and forest soil samples, performing morphological grouping and PCR-fingerprinting to ensure genetic differentiation of the strains. In the first chapter, we selected both Candida maltosa UFV-1 and UFV-2 strains, which stood out for their ability to grow and accumulate lipids in culture media containing xylose as carbon source and acetic acid, the main inhibitor found in hemicellulosic hydrolysates. The yeasts also grew in culture media containing other inhibitors present in these hydrolysates such as furfural (4 g/L), hydroxymethylfurfural (4 g/L), and formic acid (0,5 g/L), indicating their potential for biorefinery processes with lignocellulosic biomasses. We applied a central composite rotational design (CCRD) with response surface methodology (RSM) to optimize growth and lipid production in non-detoxified malt bagasse hemicellulosic hydrolysate, evaluating initial pH (6.0–7.0) and different ratios of peptone:yeast extract (1:0–0:1 g/L). The predicted maximum conditions for C. maltosa UFV-1 were (P:YE = 1:0 g/L; pH = 6.0), whilst for C. maltosa UFV-2 were (P:YE = 0.58:0.42 g/L; pH = 6.5). Significant models for the lipid content and titers of were obtained for C. maltosa UFV-1, and lipid content for C. maltosa UFV-2. However, both strains did not achieve the predicted values in the non-detoxified hydrolysate. Detoxification significantly improved physiological parameters such as biomass, lipid content, lipid titer, lipid productivity, and lipid yield. The detoxification step allowed to increase the lipid content [UFV-1: 18.2% (w/w) and UFV-2: 12.2% (w/w)]. Importantly, we observed the production of ethanol (16.2-20.5 g/L) and glycerol (0.49-1.67 g/L) by both strains. Moreover, the fatty acid profile revealed that the most abundant acids were 16:0, 16:1, and 18:1, with an increase in saturated fatty acids 16:0, 18:0, and 10:0 in the detoxified media. These results demonstrate the potential of C. maltosa strains for biotechnological processes, demonstrating their robustness in growing and producing lipids under stress conditions, making them suitable for sustainable industrial processes. In the second chapter, we explored the potential of forest soil yeasts for EPS production, focusing on Cutaneotrichosporon sp. UFV-1, a strain selected for its pronounced mucoid phenotype on solid media containing sucrose, glucose, xylose and maltose (5% w/v) and growth in liquid media containing different carbon sources, especially lactose, glucose and galactose. Cutaneotrichosporon sp. UFV-1 showed the highest EPS production when grown with sucrose and lactose (concentrations close to 3.5 g/L). The EPS produced was characterized as a heteropolysaccharide, consisting of a mixture of mannose and fucose, with variations depending on the carbon source, including monomers of glucose, fructose, and galactose. This is the first experimental report demonstrating EPS production by a yeast of the genus Cutaneotrichosporon. These findings demonstrate the potential of yeasts to produce custom-made biopolymers, focusing on circular bioeconomy and sustainable processes. Keywords: circular bioeconomy; biopolymers; hemicellulosic hydrolysate; oleaginous yeasts; exopolysaccharides.