Microbiologia Agrícola
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Item Avaliação da tecnologia de bacteriófagos em sistemas de fluxo dinâmico (loopings) para controle de biofilmes e bactérias redutoras de sulfato na indústria do petróleo(Universidade Federal de Viçosa, 2023-02-07) Sousa, Maíra Paula de; Paula, Sérgio Oliveira de; http://lattes.cnpq.br/7452116967390776A aplicação da tecnologia de bacteriófagos na indústria do petróleo tem sido considerada uma alternativa promissora para o controle de contaminações microbianas associadas à biocorrosão e à geração biogênica de sulfeto de hidrogênio (H2S). Essas contaminações estão presentes ao longo de toda a cadeia produtiva do petróleo, representando riscos ocupacionais e operacionais. Seu controle se dá principalmente pela aplicação de biocidas que, em geral, apresentam um baixo poder de penetração em biofilmes e, portanto, são pouco eficazes. Isso ocorre devido às substâncias extracelulares produzidas pelos microrganismos, que funcionam como uma barreira de proteção. Nesse contexto, os bacteriófagos podem conferir vantagens sobre os biocidas, uma vez que: podem se multiplicar no ambiente, possibilitando a redução da dosagem; possuem enzimas capazes de romper a matriz dos biofilmes, conferindo poder de penetração e maior eficácia; e, podem apresentar menores impactos ocupacionais, operacionais e ambientais. O presente trabalho teve como objetivos: (i ) avaliar em sistemas de fluxo dinâmico (Loopings) o efeito de coquetéis fágicos sobre biofilmes enriquecidos com bactérias redutoras de sulfato (BRS), representativos de tanques de plataformas de petróleo; e, (i i ) avaliar um coquetel fágico pré-selecionado quanto a potenciais impactos ambientais e operacionais. Os resultados obtidos demonstraram que os fagos avaliados possuem ação sobre esses biofilmes, com redução de cerca de 80% do H2S gerado e indicaram efeito na desaceleração do processo de corrosão e de formação de pits. Além disso, o coquetel fágico pré-selecionado, apresenta características vantajosas em comparação aos biocidas, tanto do ponto de vista ambiental (menor ecotoxicidade e maior biodegradabilidade), quanto operacional (menor corrosividade e menor impacto sobre o processo de nitrificação do sistema de tratamento biológico de água de produção). Palavras-chave: Biocorrosão. Corrosão Influenciada por Microrganismos. Acidulação Biogênica. Bactérias Redutoras de Sulfato. Sulfeto de Hidrogênio. H2S. Bacteriófagos.Item Analysis of prophages in Erwinia spp. genomes(Universidade Federal de Viçosa, 2020-02-19) Lima, Thamylles Thuany Mayrink; Alfenas-Zerbini, Poliane; http://lattes.cnpq.br/6311597268935779Bacteriophages can be found in many environments, including water, soil, gastrointestinal system and integrated in host genomes, such as prophages. Prophages can have a positive, neutral or negative effect on their host. They can affect the genetic variability of the bacterial genome, confer a selective advantage to the host, transport virulence factors, introduce new pathogenicity genes and confer new phenotypic properties to their hosts, contributing to their fitness. Bacteria of the genus Erwinia are pathogens that infect a large number of important agricultural crops. Studies on prophages in this group of bacteria are poorly explored. In this work, we examine phages in genomes of Erwinia spp. Phage sequences were identified in 100% of the analyzed genomes. More than one prophage was found in the same genome, characterizing polylisogeny. The analysis of intact phages suggests that they are uncharacterized species, as they showed low identity with virus genomes in public databases. Bacterial genes were found in the phages, assuming horizontal transfer of genes and genes that encode factors that may confer special characteristics to the host were also found. We detected phage spacer sequences at the CRISPR locus of the genomes of Erwinia spp. but we did not find spacers for the prophage residing in the analyzed genomes, suggesting that the prophage residing in the genome were not recognized by the CRISPR-Cas system. Our results show that bacteriophages are widely distributed in the genomes of Erwinia spp. and that may be contributing to your host's fitness. Keywords: PHASTER. Lysogeny. CRISPR-Cas. Bacteriophages. Phytopathogenic bacteria.Item Validação de um sistema de tanques piloto para avaliação do efeito de um coquetel de bacteriófagos sobre o biofilme e produção de H₂S por bactérias redutoras de sulfato(Universidade Federal de Viçosa, 2022-03-07) Vieira, Marcella Silva; Paula, Sérgio Oliveira de; http://lattes.cnpq.br/4403673742342540A corrosão é um processo físico-químico capaz de alterar as propriedades do material exposto a condições corrosivas. O setor de exploração de petróleo é um dos principais setores da economia que sofre com esse processo devido à deterioração de equipamentos, como tanques e oleodutos, que podem acarretar em vazamento de óleo. As bactérias redutoras de sulfato (BRS) constituem o principal grupo relacionado à corrosão microbiologicamente induzida (CMI), gerando prejuízos anuais à indústria do petróleo devido à formação de biofilme e a produção de sulfeto de hidrogênio (H₂S), um gás tóxico e corrosivo. Neste trabalho, um sistema de tanques piloto foi utilizado para simular o armazenamento de fluidos industrial, e inseridos cupons de aço carbono AISI 1020 para formação de biofilme. Nesse sistema, foi avaliado o efeito de um coquetel de bacteriófagos inespecíficos (10^7 UFP/mL), isolados de amostra de água residuais, sobre o biofilme e produção de H₂S de duas culturas mistas de BRS, denominadas AI e AP. Além do coquetel fágico, foi aplicado à cultura AP o biocida comercial sulfato de tetrakis(hidroximetil)fosfônico (THPS), de modo a reproduzir nos tanques o método de rotina empregado na indústria para inibir a biocorrosão. Em células planctônicas, a eficiência dos fagos foi avaliada pela quantificação de H₂S, leitura de DO600nm, contagem do número mais provável de células (NMP) e concentração de ATP total. Para as células do biofilme, foi avaliada a quantificação por NMP de células aderidas, concentração de ATP, perda da massa e taxa de corrosão ocorridas nos cupons, além do efeito sobre a estrutura do biofilme, o que foi verificado por Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) e pela da rugosidade da superfície obtida por perfilometria óptica. De maneira similar, com exceção à MEV, as mesmas análises foram conduzidas quando THPS estava sob estudo. Os resultados iniciais demonstraram redução de 77,8% na produção de H₂S pela cultura mista AI na presença do coquetel fágico, além de menor perda de massa e taxa de corrosão dos cupons avaliados. A população da cultura mista AP teve o crescimento interrompido pelo biocida, mas com surgimento de células resistentes após 12 dias. Com o coquetel fágico, a cultura mista AP apresentou redução de 26,1% na produção de H₂S, redução da matriz do biofilme formado e menor extensão dos vales desencadeados por pites de corrosão. Os dados obtidos sugerem o potencial biotecnológico do coquetel de bacteriófagos em um sistema piloto, além de propor alterações futuras como concentração, tempo de aplicação e composição do coquetel de modo a abranger os eventuais problemas de biocorrosão. Palavras-chave: Biofilme. Bactérias Redutoras de Sulfato. Bacteriófagos. Corrosão Microbiologicamente Induzida. Tanques pilotoItem Caracterização molecular de um vírus com genoma de DNA que infecta Ralstonia solanacearum e caracterização de proteínas H-NS e sua função na regulação do sistema CRISPR-CAS(Universidade Federal de Viçosa, 2017-02-24) Almeida, Juliana Cristina Fraleon de; Zerbini, Poliane Alfenas; http://lattes.cnpq.br/7086745067874322Os vírus que infectam bactérias são os organismos mais abundantes do planeta, e desempenham importantes funções para a manutenção do ecossistema. Nos últimos anos, o uso de vírus como ferramenta de controle biológico tem ganhado bastante atenção, devido, principalmente, à dificuldade de se isolar novas drogas antimicrobianas e à seleção de bactérias resistentes às drogas já existentes. Devido a esse potencial como agentes de controle biológico, as descobertas sobre esses vírus tem aumentado o que amplia as perspectivas do manejo ecológico de doenças em plantas. Neste contexto, o presente trabalho teve como objetivos i) caracterizar um bacteriófago isolado de Ralstonia solanacearum proveniente do estado do Ceará, Brasil ii) caracterizar proteínas H-NS de Ralstonia solanacearum e estudar seu o efeito regulatório no sistema CRISPR-Cas. A partir de um isolado não patogênico de Ralstonia solanacearum, foi isolado um vírus filamentoso que possui um ciclo de multiplicação do tipo pseudo-lisogênico. O genoma viral foi completamente sequenciado, possui 6945 nucleotídeos e conteúdo de GC de 61,25%. A organização genômica é típica de vírus da família Inoviridae, gênero Inovirus. Comparação da sequência obtida com sequências de outros Inovirus sugere que o isolado viral é uma nova espécie do grupo φRSM, tentativamente denominada Ralstonia solanacearum Inovirus Brazil 1 (RSIBR1). Partículas de RSIBR1 foram transmitidas para R. pseudosolanacearum, que quando infectadas pelo RSIBR1 também perdeu a capacidade de causar doença em plantas de tomate, sugerindo que a infecção viral interfere com a patogenicidade de Ralstonia spp. Em estudos anteriores, foi demonstrado que o sistema CRISPR-Cas de Ralstonia solanacearum é inativo. Para avaliar se essa inatividade pode ser explicada pela presença de proteínas do tipo H-NS,foi realizada uma busca por genes que codificam H-NS no genoma de Ralstonia solanacearum. Três cópias de H-NS (H-NS 1, 2 e 3) foram localizadas no megaplasmídeo. Não foram identificadas cópias de H-NS codificadas no cromossomo bacteriano. As H-NS de Ralstonia solanacearum possuem os domínios de oligomerização e de ligação a DNA bem conservados. A análise filogenética de proteínas H-NS de diferentes bactérias agruparam de acordo com as famílias Enterobacteriaceae,Pseudomonadaceae e Ralstoniaceae. Além disso, foi observado que as proteínas H-NS da família Ralstoniaceae são altamente conservadas com H-NS codificadas por podovírus, sugerindo que as H-NS de Ralstoniaceae podem ser de origem viral. Foi realizada uma análise in silico nos promotores das proteínas CAS para verificar a presença de sítios de ligação de H-NS. Foram identificadas regiões de alto conteúdo AT, com curvatura típica potencial para a ligação de H-NS. A análise da expressão das H-NS mostrou que somente as H-NS 1 e 3 são expressas em Ralstonia solanacearum. Para confirmar que as proteínas H-NS possuem efeito regulatório na expressão dos genes Cas, foram construídos cassetes para a obtenção de mutantes para H-NS1, H-NS 2 e H-NS3. A obtenção dos mutantes e a análise da expressão dos genes Cas nos mutantes irão permitir elucidar o papel regulatório de H-NS na expressão do sistema CRISPR-Cas em Ralstonia solanacearum.