02 - Mestrado - Biotecnologia
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Item Desenvolvimento de formulações de coinoculantes para a cultura da soja contendo Azospirillum brasilense e Bradyrhizobium spp(Universidade Estadual de Londrina, 2020-03-29) Garcia, Marcos Vinicios Conceição; Hungria, Mariangela; Araujo, Ricardo Silva; Nogueira, Marco AntonioResumo: A geração de novas tecnologias na agricultura e sua pronta adoção pelos agricultores fez com que o Brasil se tornasse um dos líderes mundiais na produção de alimentos. Dentre as tecnologias que contribuem fortemente para essa liderança, o uso de inoculantes que contêm bactérias que promovem a fixação biológica do nitrogênio (FBN) com leguminosas, em adição a bactérias promotoras de crescimento de plantas (BPCP) torna-se cada vez mais importante. Com mais de 36 milhões de hectares de soja cultivados no Brasil e a grande necessidade de N demandada por essa cultura, o uso de inoculantes microbianos em substituição aos fertilizantes nitrogenados é crítico para a viabilidade econômica da cultura. Contudo, o mercado ainda carece de inoculantes mistos, contendo microrganismos atuando em diferentes processos microbianos, indicando a possibilidade de inovação no desenvolvimento de coinoculantes que contenham as tecnologias de FBN e BPCP. O objetivo deste estudo foi o de desenvolvimento de uma formulação de coinoculante para a cultura da soja contendo Azospirillum brasilense e Bradyrhizobium spp., comercialmente viável e contendo células com concentração e qualidade fisiológica adequadas. Para isso, o crescimento dos microrganismos com diferentes fontes de carbono, nitrogênio e protetores celulares foi verificado. Dentre as fontes de carbono avaliadas, os ácidos orgânicos foram melhor metabolizados por A. brasilense, enquanto Bradyrhizobium spp. obteve melhores resultados com manitol e glicerol. As melhores formulações foram submetidas a análises de manutenção celular verificando-se que, para A. brasilense, o glicerol proporcionou melhor manutenção, enquanto que, para Bradyrhizobium spp., isso ocorreu com a mistura de amido de milho e carboximetil celulose. O controle do pH do meio com solução tampão fosfato foi crítico para a manutenção das células de ambas bactérias. Em cinco ensaios conduzidos a campo, a melhor formulação desenvolvida no estudo resultou em nodulação e rendimento de grãos comparáveis ao inoculante comercial contendo Azospirillum e Bradyrhizobium separadamente, indicando a viabilidade da tecnologia. Abstract: The generation of new technologies in agriculture and their prompt adoption by farmers has made Brazil one of the world leaders in food production. Among the technologies that strongly contribute to this leadership, the use of inoculants that contain bacteria that promote biological nitrogen fixation (FBN) with legumes, in addition to plant growth-promoting bacteria (BPCP) is becoming increasingly important. With more than 36 million hectares of soybean cultivated in Brazil and the great need for N demanded by this crop, the use of microbial inoculants to replace nitrogen fertilizers is critical to the economic viability of the crop. However, the market still lacks mixed inoculants, containing microorganisms acting in different microbial processes, indicating the possibility of innovation in the development of coinoculants that contain FBN and BPCP technologies. The objective of this study was to develop a coinoculant formulation for the soybean crop containing Azospirillum brasilense and Bradyrhizobium spp., commercially viable and containing cells with adequate concentration and physiological quality. For this, the growth of microorganisms with different sources of carbon, nitrogen and cell protectors was verified. Among the carbon sources evaluated, organic acids were better metabolized by A. brasilense, while Bradyrhizobium spp. obtained better results with mannitol and glycerol. The best formulations were subjected to cell maintenance analyzes, verifying that, for A. brasilense, glycerol provided better maintenance, whereas for Bradyrhizobium spp. this occurred with the mixture of corn starch and carboxymethyl cellulose. The control of the pH of the medium with phosphate buffer solution was critical for the maintenance of the cells of both bacteria. In five field trials, the best formulation developed in the study resulted in nodulation and grain yield comparable to the commercial inoculant containing Azospirillum and Bradyrhizobium separately, indicating the viability of the technology.Item Produção e funcionalização de nanoceluloses com arginina como suporte para nanopartículas de prata(Universidade Estadual de Londrina, 2020-06-29) Andrade, Gabriel Jonathan Sousa; Tischer, Cesar Augusto; Carvalho, Gizilene Maria de; Camilios Neto, DoumitResumo: O polímero mais disponível na natureza conhecido como celulose é produzido essencialmente por árvores, plantas e algumas algas, e está presente nas paredes celulares desempenhando função de suporte estrutural, conferindo-lhes resistência, apresentando apenas ligações glicosídicas do tipo β-(1→4). Há também microrganismos capazes de sintetizá-la originando um produto quimicamente idêntico à celulose vegetal (CV), como é o caso da bactéria gram-negativa Komagataeibacter xylinus, livre de hemiceluloses e lignina. A celulose, independente da origem, permite a modificação química conferindo-lhe novas propriedades. A hidrólise ácida parcial da cadeia de celulose nas regiões amorfas do polímero leva a formação de nanoestruturas fibrilares com características de cristal líquido, a nanocelulose (whisker). Neste trabalho o aminoácido arginina foi inserido por ligação covalente na estrutura das nanoceluloses vegetais e bacterianas, e posteriormente operou como agente redutor do sal de prata AgNO3 produzindo nanopartículas de prata (npAg) inseridas nos whiskers de origem vegetal e bacteriana. Os produtos, a cada passo da estratégia de síntese, de produção de nanocelulose, derivatização com espaçador de ácido succínico, conjugação com arginina e redução da prata foram caracterizados por técnicas espectroscópicas (UV-Vis, FT-IR, DRX), térmicas (DSC) e de análise morfológica (MEV). Os whiskers produzidos de celulose vegetal (NCW-CV) e bacteriana (NCW-CB) foram capazes de formar suspensões estáveis que quando secas se organizam como filmes finos. Os filmes regenerados de NCW-CV e NCW-CB modificados com nanopartículas de prata foram comparados com solução de antibiótico a fim de avaliar sua atividade antimicrobiana através de antibiograma. As análises se mostraram coerentes com as modificações químicas ocorridas e o produto apresentou boa ação bactericida quando comparado ao antibiótico no teste de antibiograma, com uma razão de halo de inibição/diâmetro do disco de filme regenerado igual a 1,647(fillme de NCW contendo antibiótico; 2,695 (filme de NCW vegetal funcionalizado com arginina e npAg), 2,183 (filme de NCW bacteriana funcionalizado com arginina e npAg). Abstract: The most available polymer in nature known as cellulose is produced essentially by trees, plants and some algae, and is present in the cell walls performing a structural support function, giving them resistance, presenting only β- (1 → 4) glycosidic bonds . There are also microorganisms capable of synthesizing it, originating a product chemically identical to vegetable cellulose (CV), as is the case of the gram-negative bacteria Komagataeibacter xylinus, free of hemicelluloses and lignin. Cellulose, regardless of origin, allows chemical modification, giving it new properties. The partial acid hydrolysis of the cellulose chain in the amorphous regions of the polymer leads to the formation of fibrillar nanostructures with liquid crystal characteristics, the nanocellulose (whisker). In this work, the amino acid arginine was inserted by covalent bond into the structure of plant and bacterial nanocelluloses, and subsequently operated as a reducing agent for the silver salt AgNO3, producing silver nanoparticles (npAg) inserted in whiskers of plant and bacterial origin. The products, at each step of the synthesis strategy, of nanocellulose production, derivatization with succinic acid spacer, conjugation with arginine and silver reduction were characterized by thermal spectroscopic techniques (UV-Vis, FT-Ir, DRX) (DSC ) and morphological analysis (SEM). Whiskers produced from vegetable cellulose (NCW-CV) and bacterial cellulose (NCW-CB) were able to form stable suspensions which, when dry, organize themselves into thin films. The regenerated NCW-CV and NCW-CB films modified with silver nanoparticles were compared with an antibiotic solution in order to evaluate their antimicrobial activity through antibiogram. The analyzes were consistent with the chemical changes that occurred and the product showed good bactericidal action when compared to the antibiotic in the antibiogram test, with an inhibition halo ratio / diameter of the regenerated film disc equal to 1.647 (NCW filler containing antibiotic; 2,695 (vegetable NCW film functionalized with arginine and npAg), 2,183 (bacterial NCW film functionalized with arginine and npAg).Item Polissacarídeos funcionalizados com arginina como plataforma para associação com nanopartículas de prata(Universidade Estadual de Londrina, 2021-02-22) Moraes, Cassiano Borges de; Tischer, Cesar Algusto; Perez, Carla Cristina; Nakazato, GersonResumo: No campo dos glicoconjugados diversos biomateriais são desenvolvidos e utilizados comercialmente na área da saúde como ferramenta para os mais diversos tratamentos que envolvem processos de regeneração celular. A celulose bacteriana tem alta biocompatibilidade e sua utilização como suporte para a promoção de sua capacidade cicatrizante pode ser alcançado com a adição de materiais à sua superfície como proteínas de interesse e aminoácidos para associação com nanopartículas metálicas. Para a conjugação com estes compostos aminados, utiliza-se um espaçador com grupo ácido carboxílico como o ácido succínico para tornar a membrana reativa. Funcionalizar a celulose bacteriana com grupos ácidos provenientes de outros polissacarídeos pode ser uma alternativa interessante para diminuir os impactos ambientais inerentes ao processo de succinilação. Uma alternativa é a adição de gomas ácidas, como as gomas arábica e karaya (origem vegetal) e a goma xantana (origem bacteriana) durante a fermentação, a fim de promover o aumento da reatividade da celulose bacteriana mantendo as propriedades dos biopolímeros. Uma vez associados a celulose, estes polissacarídeos naturais formulam um biomaterial de partida para síntese de amidas. O objetivo deste trabalho foi avaliar e viabilizar a inserção de gomas à superfície da celulose bacteriana durante o processo fermentativo e funcionalizar o aminoácido arginina em gomas ácidas por meio de uma reação de síntese de amida e, havendo indícios da formação da ligação, associar nanopartículas de prata à superfície do produto. A incorporação de gomas durante o processo fermentativo aumentou a acidez dos compostos, que foram quantificados por meio de derivadas de suas respectivas curvas de titulação bem como pelos índices de cristalinidade provenientes do DRX, que apresentaram baixos valores quando comparados as membranas de celulose nativa. Dentre as gomas utilizadas a que apresentou maior influência nas reações de funcionalização e inserção na rede nanofibrilar da celulose bacteriana foi a goma karaya demonstrado pelas técnicas de caracterização (FTIR, DRX e DSC) e justificado pelo mecanismo de reação. O produto da funcionalização de goma karaya com arginina foi associado às nanopartículas de prata de maneira efetiva como demonstrado pela caracterização por meio da espectroscopia UV-Vis e pela atividade antimicrobiana frente a Pseudomonas aeruginosa, sugerindo este polissacarídeo como uma alternativa no ramo da química de carboidratos para síntese de amidas e associação com nanopartículas metálicas. Abstract: In the glycoconjugates area, several biomaterials are developed and used commercially in the health field as a tool in the most diverse treatments that involve cell regeneration processes. Bacterial cellulose has high biocompatibility and its functionalization with grown promoter peptides or proteins as well with aminoacids that associated with metallic nanoparticles can modulate its healing capacity. For conjugation with these amino compounds, a spacer with a carboxylic acid group such as succinic acid is used to make the membrane reactive. Functionalize bacterial cellulose with acid groups from other polysaccharides can be an interesting alternative to avoid the formation of environmental wastes inherent to the succinilation process. An alternative is the addition of acid gums, such as arabic and karaya gum (vegetable origin) and xanthan gum (bacterial origin) during fermentation process, that lead to bacterial cellulose based membrane reactivity while maintaining the properties of biopolymers. Once associated with cellulose, these natural polysaccharides form a starting biomaterial for the synthesis of amides. The objective of this work was to make possible the insertion of gums on the surface of bacterial cellulose during the fermentation process and to functionalize the amino acid arginine in acid gums by means of an amide synthesis reaction and to associate silver nanoparticles to the product. The incorporation of gums during the fermentation process increased the acidity of the membrane, which were quantified by titration. The tritation curves as well the crystallinity indexes from the XRD diffractograms, which showed low values when compared to native cellulose membranes induces to conclude that the acidic gums was traped on the nanocellulose film. Among the gums used, the one that had the greatest influence on the functionalization and insertion reactions in the nanofibrillar network of bacterial cellulose was the karaya gum demonstrated by the characterization techniques (FTIR, XRD and DSC) and justified by the reaction mechanism. The product of karaya gum was conjugated with arginine, that acted as reductive agent to obtain silver nanoparticles in an effective way, as demonstrated by the characterization through UV-vis spectroscopy and by the antimicrobial activity against Pseudomonas aeruginosa,, showing up this polysaccharide as an alternative in the field of carbohydrate chemistry for the synthesis of amides and association with nanoparticles metallic.Item Desenvolvimento de revestimento biodegradável para peletização de sementes de tomate(Universidade Estadual de Londrina, 2021-02-24) Resta, Vitoria Gouveia; Oliveira, Suzana Mali de; Rodrigues, Elisete Pains; Ivano, Léa Rita Pestana Ferreira Mello; Oliveira, André Luiz Martinez deResumo: O cultivo de hortaliças requer melhorias considerando a qualidade das sementes e a redução do impacto ambiental das práticas agrícolas atuais. Nesse cenário, a técnica de revestimento de sementes com materiais biodegradáveis representa uma alternativa ecologicamente correta para o melhoramento de sementes. O objetivo deste trabalho foi desenvolver e caracterizar revestimento biodegradável de baixo custo à base de amido de mandioca, gelatina e casca de aveia para a peletização de sementes de tomate. Trata-se de uma formulação de revestimento inovadora e que representa uma opção de reaproveitamento da casca de aveia que é um resíduo agroindustrial. Para a peletização das sementes foram empregadas a matriz polimérica resultante da mistura de amido e gelatina em diferentes proporções, com função adesiva, e a casca de aveia com função de enchimento. As sementes peletizadas foram caracterizadas em termos de rendimento de produção, densidade, distribuição de massa, pH, umidade, solubilidade, capacidade de absorção e adsorção de água, microestrutura e propriedades térmicas. As sementes de tomate peletizadas resultaram em sementes com novo formato, menores densidades e maiores massas do que as sementes não peletizadas. O pH das sementes peletizadas variou de 6,09 a 6,55, e o conteúdo de umidade variou de 7,68 a 9,08%. Maiores proporções de amido resultaram em péletes mais quebradiços de difícil manuseio, com menor rendimento de produção, enquanto maiores conteúdos de gelatina resultaram em péletes menores e mais rígidos. Formulações com maiores proporções de amido geraram péletes mais solúveis e quando produzidos somente com gelatina apresentaram menores valores de capacidade de absorção de água. Em contraste, as análises de adsorção de água indicaram maior higroscopicidade da gelatina comparada ao amido. As diferentes proporções de amido e gelatina nas formulações não influenciaram no comportamento calorimétrico e microestrutura dos péletes. A formulação com 50% de amido e 50% de gelatina apresentou maior rendimento de produção, facilidade de manuseio, menor solubilidade e maior capacidade de absorção de água, comparada às demais, sendo considerada a melhor formulação. Desta forma, as sementes produzidas com essa formulação foram cultivadas e apresentaram germinação de 75%, indicando que essa formulação é promissora para peletização de sementes de tomate. Abstract: The vegetable cultivation requires improvements considering seed quality and reduction of the environmental impact of current agricultural practices. Therefore, the seed coating technique with biodegradable materials represents an environmentally friendly alternative for seed improvements. The objective of this study was to develop and characterize a low-cost biodegradable polymeric matrix based on cassava starch, gelatin and oat hulls for pelleting tomato seeds. The coating formulation is unprecedented and represents an option for reuse of oat hull, an agro-industrial waste. The polymeric matrix for pelleting the seeds was produced from a mixture of starch and gelatin in different proportions, as binder material, and oat hulls as filler material. The pelleted seeds were characterized in terms of their production yield, density, mass distribution, pH, moisture content, solubility, water absorption and water adsorption capacity, microstructure, and thermal properties. Pelleted tomato seeds resulted in seeds with different shape, lower densities and higher masses than unpelleted seeds. The pH of the pelleted seeds ranged from 6.09 to 6.55, and the moisture contents ranged from 7.68 to 9.08%. The highest proportions of starch resulted in more brittle and soluble pellets, which were difficult to handle and showed worst production yield, while the higher gelatin contents resulted in harder and smaller pellets, and when made only with gelatin showed water absorption capacity decreased. In contrast, the results of water adsorption capacity denote that gelatin possesses grater hygroscopicity than starch. The difference in the proportions of starch and gelatin did not influence the microstructure and calorimetric behavior. The formulation with 50% starch and 50% gelatin resulted in superior properties compared to the other formulations, such as higher production yields, easier handling, lower solubility and higher water absorption capacity, compared to the others, being considered the best formulation. Thereby, the seeds produced with this formulation were grown and showed 75% germination, indicating that this formulation is promising for use in pelleting tomato seeds.Item Biodiversidade de bactérias isoladas de nódulos de feijoeiro (Phaseolus vulgaris L.) cultivados em solos do Mato Grosso do Sul, Brasil(Universidade Estadual de Londrina, 2021-03-01) Moura, Fernanda Terezinha; Hungria, Mariangela; Ribeiro, Renan Augusto; Helene, Luisa Caroline FerrazResumo: Bactérias diazotróficas coletivamente chamadas de rizóbios podem se associar com leguminosas, como o feijoeiro (Phaseolus vulgaris L.) e formar estruturas especializadas nas raízes, denominadas de nódulos, onde ocorre a conversão do nitrogênio atmosférico em amônia, em um processo conhecido como fixação biológica do nitrogênio (FBN). Contudo, a associação do feijoeiro com essas bactérias frequentemente apresenta baixa eficiência simbiótica. Apesar da importância da leguminosa, ainda é escasso o conhecimento sobre as espécies de rizóbios simbiontes do feijoeiro no Brasil, bem como de sua eficiência em fixar nitrogênio. O objetivo deste trabalho foi avaliar a diversidade e atividade nodulífera de rizóbios simbiontes de feijoeiro provenientes de 14 municípios do Mato Grosso do Sul, Brasil, compreendendo os três biomas do estado, Mata Atlântica, Cerrados e Pantanal. Foram realizadas a caracterização morfofisiológica, análise de perfil genômico por BOX-PCR, sequenciamento e análise filogenética dos genes 16S RNAr e do gene housekeeping glnII. Na análise de BOX-PCR em 82 estirpes, foi verificada alta diversidade genética, com um nível de similaridade final de apenas 18,68%; considerando o nível de similaridade de 70%, foram observados 12 grupos e 36 estirpes ocupando posições isoladas. Na análise do gene 16S RNAr de 54 estirpes representantes dos grupos encontrados por BOX-PCR, foram identificados 10 gêneros, sendo 37 “rizóbios clássicos” e Agrobacterium, sendo 09 no clado R. etli, 11 no clado R. tropici, 15 no gênero Agrobacterium spp., uma estirpe de Bradyrhizobium e uma de Mesorhizobium. As outras 17 estirpes não foram identificadas como rizóbios. Como o gene 16S RNAr é altamente conservado e, com frequência, incapaz de distinguir espécies intimamente relacionadas, prosseguiu-se com a análise do gene glnII, que foi bem sucedida em 34 estirpes e confirmou o posicionamento filogenético. De 37 estirpes de “rizóbios clássicos” e Agrobacterium avaliadas quanto à capacidade de fixação de nitrogênio, apenas 13 formaram nódulos, 06 do clado R. etli, 06 do clado R. tropici e uma de Agrobacterium; exceto por uma estirpe do clado R. etli, os nódulos foram eficientes em fixar nitrogênio. Os resultados obtidos indicam alta diversidade genética de bactérias capazes de nodular o feijoeiro no Estado do Mato Grosso do Sul, e que a promiscuidade da leguminosa, permitindo associações não eficientes, pode justificar as taxas baixas de contribuição do processo biológico na leguminosa, relatadas com frequência. Os resultados também confirmam o intrigante paradigma da função evolutiva da simbiose com o feijoeiro, altamente promíscua, capaz de associar com uma variedade de espécies de bactérias incapazes de reinfectar a leguminosa, ou que perdem facilmente a capacidade de nodular e fixar nitrogênio. Abstract: Diazotrophic bacteria collectively called rhizobia can associate with legumes such as common bean (Phaseolus vulgaris L.) and form specialized structures in the roots, called nodules, where the conversion of atmospheric nitrogen to ammonia occurs, in a process known as biological nitrogen fixation (BNF). However, the association of common bean with these bacteria often shows low symbiotic efficiency. Despite the importance of this legume, knowledge about the species of rhizobia symbionts of common bean in Brazil, as well as their efficiency in fixing nitrogen, is still scarce. The objective of this study was to evaluate the diversity and nodulation hability of rhizobia symbionts of common bean from 14 municipalities in Mato Grosso do Sul, Brazil, comprising the three biomes of the State, Atlantic Forest, Cerrados and Pantanal. For that, the morphophysiological characterization, genomic profile analysis by BOX-PCR, sequencing and phylogenetic analysis of the 16S RNAr genes and of the housekeeping glnII gene were performed. In the BOX-PCR analysis of 82 strains, high genetic diversity was verified, with a final similarity level of only 18.68%; considering the similarity level of 70%, 12 groups and 36 strains occupying isolated positions were observed. In the 16S RNAr gene analysis of 54 strains representative of the BOX-PCR groups, 10 genera were identified, being 37 of “classic rhizobia” and Agrobacterium, with 09 in the R. etli clade, 11 in the R. tropici clade, 15 in the Agrobacterium spp. genus, one Bradyrhizobium and one Mesorhizobium strain. The other 17 strains were not identified as rhizobia. As the 16S RNAr gene is highly conserved and often unable to distinguish closely related species, we proceeded with the analysis of the glnII gene, which was successful in 34 strains and confirmed their phylogenetic position. Of the 37 strains classified as “classic rhizobia” and Agrobacterium that were evaluated for nitrogen fixation capacity, only 13 formed nodules, 06 of the R. etli clade, 06 of the R. tropici clade and one of Agrobacterium; except for one strain of the R. etli clade, the nodules were efficient in fixing nitrogen. The results obtained indicate high genetic diversity of bacteria capable of nodulating common bean in the State of Mato Grosso do Sul, and that the promiscuity of the legume, allowing inefficient associations, may justify the low rates of contribution of the biological process in the legume frequently reported. The results also confirm the intriguing paradigm of the evolutionary function of the symbiosis with common bean, highly promiscuous, capable of associating with a variety of bacterial species that are incapable of reinfecting the legume, or that easily lose the ability to nodulate and fix nitrogen.Item Potencial de produção de ácido cítrico por linhagens de Aspergillus welwitschiae a partir de resíduos agroindustriais(Universidade Estadual de Londrina, 2021-08-02) Landgraf, Dâmaris Cristine; Sartori, Daniele; Rocha, Cristiani Baldo da; Rezende, Maria InêsResumo: A quantidade de resíduos agroindustriais reflete em um grande impacto ambiental e esse fato requer a elaboração de estratégias de reaproveitamento. Resíduos podem ser utilizados como matéria prima para obtenção de novos produtos, entre eles, o ácido cítrico (AC), que possui um amplo espectro de aplicação. No setor industrial, a maioria do AC é obtida por processos fermentativos utilizando Aspergillus niger. Aspergillus welwitschiae também se destaca quanto ao potencial de produção de AC, e linhagens mutantes vêm sendo obtidas e avaliadas quanto ao potencial produtor deste ácido. O presente estudo, avaliou o potencial de produção de AC por linhagens de A. welwitschiae selvagem e mutantes, a partir de resíduos agroindustriais. Inicialmente foram avaliadas as linhagens de A. welwitschiae UELAs 15.262 (selvagem) e UELAs 15.262/35 (mutante), utilizando como substrato resíduos de cana-de-açúcar com solução nutritiva. Sob tais condições houve maior produção de AC (0,47 g/L) por A. welwitschiae UELAs 15.262/35, no quinto dia de fermentação. O mesmo processo fermentativo foi conduzido sem solução nutritiva, sendo obtida a maior produção de AC (0,64 g/L) no terceiro dia de fermentação por A. welwitschiae UELAs 15.262. Os demais processos fermentativos foram obtidos com mistura de resíduos de cana-de-açúcar com laranja e cana-de-açúcar com malte. A maior produção de AC (0,5 g/L) obtida no terceiro dia de fermentação, a partir dos resíduos de cana-de-açúcar com malte ocorreu por ambas linhagens de A. welwitschiae, enquanto que a partir de resíduos de cana-de-açúcar com laranja, ocorreu a produção de AC (0,29 g/L) somente por A. welwitschiae UELAs 15.262/35. O resíduo de cana-de- açúcar foi o melhor substrato para produção de AC. No entanto, a linhagem mutante UELAs 15.262/35 sob tais condições, não proporcionou maior produção de AC. Sendo assim, outras três linhagens mutantes de A. welwitschiae foram avaliadas sob as mesmas condições e A. welwitschiae UELAs 15.262/30 apresentou maior potencial produtor de AC (1,0 g/L) em resíduo de cana-de-açúcar, no primeiro dia de fermentação. A quantidade de açúcares redutores diminuiu ao longo na fermentação com resíduo de cana-de-açúcar e solução nutritiva, o mesmo aconteceu nos processos com a mistura de resíduos de laranja e de malte. Já na fermentação com resíduo de cana-de-açúcar os açúcares redutores aumentaram com o passar dos dias. As atividades de celulases foram detectadas em maiores quantidades nos últimos dias do processo fermentativo, com exceção de A. welwitschiae UELAs 15.262/30 e UELAs 15.262/50, cuja maior atividade de celulases foi encontrado no primeiro dia de fermentação. Foi possível concluir que a linhagem de UELAs 15.262/30 apresentou melhor potencial de produção de AC a partir de resíduo de cana-de-açúcar. Esses resultados demostraram o potencial de produção de AC por linhagens de A. welwitschiae a partir de resíduos agroindustriais. Abstract: The number of agro-industrial residues reflects a great environmental impact and this fact requires the elaboration of reuse strategies. Residues can be used as raw material to obtain new products, including citric acid (CA), which has a wide spectrum of application. In the industrial sector, most of the CA is obtained by fermentation processes using Aspergillus niger. Aspergillus welwitschiae also stands out for its potential to produce CA, and mutant strains have been obtained and evaluated for its potential to produce this acid. The present study evaluated the potential of CA production by wild and mutant A. welwitschiae strains from agro-industrial residues. Initially, the strains of A. welwitschiae UELAs 15.262 (wild) and UELAs 15.262/35 (mutant) were evaluated, using sugarcane residues with nutrient solution as substrate. Under these conditions there was a higher CA production (0.47 g/L) by A. welwitschiae UELAs 15.262/35, on the fifth day of fermentation. The same fermentation process was carried out without nutrient solution, with the highest CA production (0.64 g/L) being obtained on the third day of fermentation by A. welwitschiae UELAs 15.262. The other fermentation processes were obtained by mixing sugarcane with orange and sugarcane with malt residues. The highest CA production (0.5 g/L) obtained on the third day of fermentation, from sugarcane residues with malt occurred by both strains of A. welwitschiae, while from sugarcane residues. of sugar with orange, CA (0.29 g/L) was produced only by A. welwitschiae UELAs 15.262/35. Sugarcane residue was the best substrate for CA production. However, the mutant strain UELAs 15.262/35 under such conditions, did not provide greater CA production. Thus, three other mutant strains of A. welwitschiae were evaluated under the same conditions and A. welwitschiae UELAs 15.262/30 had the highest CA producer potential (1.0 g/L) in sugarcane residue, in the first fermentation day. The amount of reducing sugars decreased along the fermentation with sugarcane residue and nutrient solution, the same happened in the processes with the mixture of orange and malt residues. In the fermentation with sugarcane residue, the reducing sugars increased over the days. Cellulase activities were detected in greater amounts in the last days of the fermentation process, with the exception of A. welwitschiae UELAs 15.262/30 and UELAs 15.262/50, whereof the highest cellulase activity was found on the first day of fermentation. It was possible to conclude that the strain of UELAs 15.262/30 presented the best potential for producing CA from sugarcane residue. These results demonstrate the potential of CA production by A. welwitschiae strains from agro-industrial residues.Item Desenvolvimento de sanitizante para vegetais com soforolipídios de Starmerella bombicola(Universidade Estadual de Londrina, 2022-04-14) Ferreira Junior, Elba; Celligoi, Maria Antonia Pedrine Colabone; Rocha, Cristiani Baldo da; Melo, Marcelo Rodrigues deResumo: Microrganismos fitopatogênicos são os principais causadores de doenças de plantas, gerando perdas econômicas significativas para a cadeia de abastecimento agrícola e alimentar. Os soforolipídios de S. bombicola apresentam propriedades antimicrobianas e foram utilizados na formulação de um sanitizantes para aplicação em vegetais orgânicos tomate cereja (Solanum lycopersicum var. cerasiforme), morango (Fragaria × ananassa), pepino (Cucumis sativus) e abobrinha menina (Cucurbita moschata). Os vegetais foram previamente contaminados ou não pelo Botrytis cinerea e os soforolipídios foram aplicados nas concentrações de 2 mg/mL e 4 mg/mL. Os resultados demonstraram que o sanitizante com o soforolipídio tiveram eficácia de 66,67% no tomate, 80% no morango, 88,89% no pepino e 88,89% abobrinha. Esses resultados revelam que o sanitizante a base de soforolipídio foi eficaz quando usado preventivamente e que os soforolipídios são moléculas promissoras contra o principal fitopatógeno do morango, tomate, pepino e abobrinha. Esse sanitizante sustentável pode reduzir a contaminação e aumenta a validade dos produtos. Abstract: Phytopathogenic microorganisms are the main causes of plant diseases, generating significant economic losses for the agricultural and food supply chain. Sophorolipids from S. bombicola have antimicrobial properties and were used in the formulation of a sanitizer for application on organic vegetables cherry tomato (Solanum lycopersicum var. cerasiforme), strawberry (Fragaria × ananassa), cucumber (Cucumis sativus) and zucchini (Cucurbita moschata). ). The plants were previously contaminated or not by Botrytis cinerea and the sophorolipids were applied at concentrations of 2 mg/mL and 4 mg/mL. The results showed that the sanitizer with sophorolipid had 66.67% effectiveness in tomato, 80% in strawberry, 88.89% in cucumber and 88.89% in zucchini. These results reveal that the sophorolipid-based sanitizer was effective when used preventively and that sophorolipids are promising molecules against the main phytopathogen of strawberry, tomato, cucumber and zucchini. This sustainable sanitizer can reduce contamination and increase product shelf life.Item Caracterização de uma coleção de bactérias associativas e seleção de estirpes com potencial de mitigar o estresse hídrico utilizando o tomate (“solanum lycopersicum”) como modelo experimental(Universidade Estadual de Londrina, 2023-03-13) Serqueira, Juliana Marques; Oliveira, André Luiz Martinez de; Melo, Marcelo Rodrigues de; Oliveira Junior, Admilton Gonçalves de; Rodrigues, Elisete PainsResumo: Existem estimativas de aumento significativo na temperatura atmosférica para os próximos anos, juntamente com alterações no regime pluvial que resultem na frequência de eventos extremos como seca e enchentes. A ocorrência frequente de eventos extremos de seca causa grande preocupação para o setor agropecuário, uma vez que a menor disponibilidade hídrica no solo resulta em consequências negativas diretas para o crescimento e produtividade das plantas. Pensando nisso, esse trabalho teve como objetivo caracterizar 129 isolados bacterianos selecionados a partir de uma coleção de isolados bacterianos previamente obtida a partir de plantas jovens de espécies arbóreas nativas da Mata Atlântica, na busca por microrganismos capazes de mitigar o efeito negativo do estresse hídrico sobre o desenvolvimento de plantas. Os isolados selecionados para este estudo compunham grupos filogenéticos sem potencial patogênico, e sua caracterização envolveu atributos relacionados com a promoção de crescimento vegetal: produção de compostos indólicos, capacidade de solubilização de fosfato de ferro, biossíntese de sideróforos, formação de biofilme e tolerância ao estresse hídrico. Com base nesta caracterização, e capacidade de mitigar o estresse hídrico a fim de prospectar estirpes candidatas para desenvolver um bioinsumo. Foram identificadas as 10 estirpes mais tolerantes ao estresse osmótico, que foram utilizadas em um ensaio de inoculação em sementes de tomate (Solanum lycopersicum). Estas plantas foram cultivadas em câmara de crescimento por 30 dias sob diferentes concentrações de polietilenoglicol (PEG) para simular o estresse hídrico, sendo avaliadas quanto ao acúmulo de prolina nas raízes e biomassa de raízes. Na ausência de estresse osmótico, cinco dos dez isolados avaliados promoveram incremento na massa fresca de raízes (19,1% a 190,4%) e cinco isolados promoveram incremento no conteúdo de prolina (25,6% a 332,8%) em comparação aos valores obtidos de plantas não inoculadas, com destaque para Bacillus spp. estirpe 112R1CT que promoveu incremento em ambas as variáveis. Na presença de estresse osmótico moderado (250 g PEG L-1), todas as estirpes inoculadas promoveram incremento na biomassa fresca de raízes (53,9% a 348,3%) e redução no conteúdo de prolina (13,8% a 81,4%). Nesta condição, houve destaque para as estirpes Herbaspirillum spp. 114JL e Bacillus spp. 145CT, que promoveram incrementos superiores a 300% na biomassa de raízes e redução de quase 80% no conteúdo de prolina. Sob estresse osmótico elevado (500 g PEG L-1), sete estirpes foram capazes de aumentar a massa fresca de raízes (incrementos de 44,4% a 388,9%), com grande variação nos teores de prolina conforme a estirpe inoculada. As estirpes Herbaspirillum spp. 114JL e Trinickia spp. 24JL, promoveram os maiores aumentos na biomassa de raízes de plantas crescidas sob estresse osmótico elevado (incrementos de 388,9% e 308,3% respectivamente). Em conjunto, os resultados sugerem que as estirpes Herbaspirillum spp. 114JL, Trinickia spp. 24JL e Bacillus spp. 145CT possuem potencial para o desenvolvimento de um novo bioinsumo voltado ao aumento da tolerância de plantas ao estresse hídrico. Além disso, a proteção contra o estresse hídrico promovida pelas estirpes mais promissoras parece não estar relacionada com o aumento nos teores de prolina dos tecidos radiculares. Abstract: There are estimates of a significant increase in atmospheric temperature for the coming years, along with changes in rainfall that may increase the frequency of extreme events such as drought and floods. The occurrence of extreme drought events causes great concern for the agricultural sector since the lower water availability in the soil results in direct negative consequences for plant growth and productivity. Regarding this, the current work aimed to characterize 129 bacterial isolates selected from a collection previously obtained from young native tree plants from the Atlantic Forest grown in forest soil, in the search for microorganisms capable of mitigating the negative effect of water stress on plant development. The selected isolates composed phylogenetic groups without pathogenic potential, and their characterization involved attributes related to the promotion of plant growth: production of indole compounds, ability to solubilize iron phosphate, biosynthesis of siderophores, biofilm formation and tolerance to water stress. Based on this characterization, the 10 strains of highest tolerance to osmotic stress were identified and used in an inoculation trial on tomato seeds (Solanum lycopersicum). These plants were cultivated in a growth chamber for 30 days under different concentrations of polyethylene glycol (PEG) to simulate water stress, being evaluated for proline accumulation in the roots and root biomass. In the absence of osmotic stress, five of the ten isolates promoted increases in the root fresh weight (from 19.1% to 190.4%) and five isolates promoted increases in the proline content (25.6% to 332.8%) compared to values obtained from non-inoculated plants, with emphasis on Bacillus spp. strain 112R1CT that promoted an increase in both variables. In the presence of moderate osmotic stress (250 g PEG L-1), all inoculated strains increased the root fresh weight (53.9% to 348.3%) and reduced the proline content (13.8% to 81 .4%). In this condition, inoculation with the strains Herbaspirillum spp. 114JL and Bacillus spp. 145CT showed the best results, with increases of more than 300% in root biomass and reduction of almost 80% in proline content. Under high osmotic stress (500 g PEG L-1), seven strains were able to increase root fresh wieght (44.4% to 388.9%), with major variation in proline contents according to the inoculated strain. The Herbaspirillum spp. 114JL and Trinickia spp. 24JL, promoted the greatest increases in root biomass of plants grown under high osmotic stress (388.9% and 308.3% respectively). Together, the results suggest that Herbaspirillum spp. 114JL, Trinickia spp. 24JL and Bacillus spp. 145CT have potential for the development of a new bioinput aimed to improve the plant tolerance to water stress. Furthermore, the protection against water stress promoted by the most promising strains does not seem to be related to the increase in proline levels of root tissues.Item Prospecção de bactérias promotoras de crescimento visando a redução do estresse oxidativo causado pelo déficit hídrico em plantas de tomate(Universidade Estadual de Londrina, 2023-03-14) Silva, Lettícia Marques; Oliveira, André Luiz Martinez de; Batista, Jesiane Stefania da Silva; Galvão, Carolina WeigertResumo: O tomate (Solanum lycopersicum L.) é classificado como uma frutífera, pertencente à família Solanaceae. É uma das olerícolas mais cultivadas no mundo ao lado da batata. Apesar da facilidade de cultivo, a sua produção enfrenta diversas dificuldades, como altas temperaturas, estresse hídrico, solos secos e ácidos. O déficit hídrico é um problema abiótico que tem afetado diversas culturas com maior intensidade. A restriçãohídrica sob as plantas causa fechamento dos estômatos, diminuição da taxa fotossintética e, consequentemente, a produção descontrolada de espécies reativas deoxigênio (ROS), causando o estresse oxidativo. Para combater altas concentrações de ROS nas células, as plantas possuem um sistema de defesa, composto por enzimas antioxidantes, como: superóxido dismutase (SOD), peroxidase (POD) e catalase (CAT).Essas enzimas convertem ROS em formas não reativas, diminuindo a sua concentraçãona planta. Bactérias promotoras de crescimento (PGPB) vêm sendo muito utilizadas nas últimas décadas para diminuir danos causados pelo estresse biótico e abiótico de diferentes culturas. PGPB são microrganismos presentes principalmente na rizosfera deplantas, e atuam positivamente, de forma direta ou indireta, no crescimento vegetal. O objetivo deste trabalho foi identificar bactérias promotoras de crescimento vegetal com potencial para reduzir danos oxidativos decorrentes do estresse hídrico induzido por polietilenoglicol, utilizando plantas de tomate como modelo experimental. Sementes de tomate foram submetidas a germinação em meio ágar-água como controle, e meio ágar-água com adição de polietilenoglicol (PEG) em diferentes concentrações: 0%, 25% e 50% com objetivo de simular o estresse osmótico. Os tratamentos ficaram em câmara de crescimento por 30 dias (25°C/dia 22°C/noite, 16 horas de fotoperíodo e 80% UR). Após esse período, as plântulas foram pesadas para determinar a massa fresca da parteárea. As análises para determinação de peróxido de hidrogênio (H2O2), proteínas solúveis totais, atividade de superóxido dismutase e peroxidase foram realizadas em espectrofotômetro. Os dados foram submetidos ao teste não paramétrico de Kruskal - Wallis e as médias foram comparadas pelo teste de Dunn a 5% de probabilidade. Os isolados B5 – Herbaspirillum sp. (114), B6 – Trinickia sp. (24), B7 – Bacillus sp. (4) e B8 – Bacillus sp. (145) demonstraram boa capacidade em induzir a planta a tolerar o déficithídrico. Abstract: The tomato (Solanum lycopersicum L.) is classified as a fruit, belonging to the family Solanaceae. It is one of the most cultivated vegetables in the world alongside potatoes. Despite the ease of cultivation, its production faces several difficulties, such as high temperatures, water stress, dry soils and acids. Water deficit is an abiotic problem that increasingly affects diverse cultures. The water restriction in plants causes stomatal closure, decreased photosynthetic rate and, consequently, uncontrolled production of reactive oxygen species (ROS), causing oxidative stress. To combat high concentrations of ROS in the cell, plants have a defense system composed of antioxidant enzymes such as superoxide dismutase (SOD), peroxidase (POD) and catalase (CAT). These enzymesconvert ROS into nonreactive forms, decreasing their concentration in the plant. Growth-promoting bacteria (PGPB) has been widely used in recent decades to reduce damage caused by biotic and abiotic stress from different cultures. PGPB are microorganisms offree living in the soil, present mainly in the rhizosphere of plants, and act positively, directly or indirectly, in plant growth. The objective of this work was to identify bacteria promoting plant growth with potential to reduce oxidative damage resulting from water stress induced by polyethylene glycol, using tomato plants as an experimental model. Tomato seeds were submitted to germination in water agar medium as control, and wateragar medium with the addition of polyethylene glycol (PEG) at different concentrations: 0%, 25% and 50% in order to simulate osotic stress. The treatments were in a growth chamber for 30 days (25°C/day 22°C/night, 16 hours of photoperiod and 80% RH). Afterthis period, the seedlings were weighed to determine the fresh mass of the area part. Analyses for determination of hydrogen peroxide (H2O2), total soluble proteins, superoxide dismutase activity and peroxidase were performed in spectrophotometer. The data were submitted to the Kruskal Wallis nonparametric test and the means were compared by Dunn's test at 5% probability. Isolates B5 – Herbaspirillum sp. (114), B6 –Trinickia sp. (24), B7 – Bacillus sp. (4) and B8 – Bacillus sp. (145) demonstrated good ability to induce the plant to tolerate water deficit.Item Caracterização inter e intra-específica de 45 estirpes elite de rizóbios microssimbiontes do feijoeiro baseada em análise polifásicaCardoso, Juscélio Donizete; Hungria, Mariangela [Orientador]; Andrade, Diva de Souza; Oliveira, André Luiz Martinez deResumo: Diversas espécies de bactérias do solo do gênero Rhizobium em simbiose com o feijoeiro (Phaseolus vulgaris L), apresentam a capacidade de formar nódulos efetivos e com isso fixar biologicamente o nitrogênio atmosférico (FBN) contribuindo para a redução no uso de fertilizantes nitrogenados nessa cultura No Brasil, programas de pesquisa para seleção de estirpes de rizóbios têm buscado a eficácia e estabilidade das características da FBN Porém, antes de uma avaliação da eficácia dessas bactérias em experimentos de campo, uma caracterização inter e intra específica é quase um exigência Neste sentido, o estudo foi conduzido com o objetivo de realizar a caracterização de estirpes elite utilizando uma abordagem polifásica com base nas análises morfo-fisiológicas e genéticas Nesse estudo, foram utilizadas, 45 estirpes elite de rizóbios microssimbiontes de feijoeiro, provenientes da Coleção de Microrganismos de Interesse do Agronegócio do Laboratório de Microbiologia do Solo do Instituto Agronômico do Paraná e três estirpes de Rhizobium tropici tipo B SEMIAs 477, 48 e 488 (CIAT 899, PRF 81, H 12) autorizadas pelo MAPA para a produção de inoculantes para a cultura do feijoeiro, no Brasil Os dados de morfologia de colônia, produção de ácido e melanina em meios de culturas específicos foram transformados em matriz binária e o agrupamento da dissimilaridade apresentado com base nas diferenças estimadas pela distância euclidiana Através desse agrupamento, as estirpes foram distribuídas em dois grandes grupos, sendo que, o grupo I foi formado por 73% das quais três estirpes IPR-Pv tiveram 1% de similaridade com as estirpes de Rhizobium tropici (CIAT 899, PRF 81 e H 12) Na análise molecular, também, foram utilizadas as estirpes de R tropici tipo A (CFN 299); R leguminosarium bv phaseoli (ATCC14); R etli (CFN 42); R giardini (H 152); R galicum (R62sp) As análises de agrupamento dos produtos da amplificação com primers do RFLP-PCR-16S para análise inter especifica e do REP, BOX A1R-PCR para uma caracterização intra específica das estirpes foram realizadas usando o algoritmo UPGMA e o coeficiente de Jaccard Pela técnica do PCR-RFLP do 16S rDNA foi observado um grupo contendo 34 estirpes IPR-Pv juntamente com as oito do genêro Rhizobium, enquanto a IPR-Pv 89 ficou isolada com baixa similaridade (3%) Através da análise do dendrograma com perfis de DNA obtidos por PCR-BOX, todas as estirpes analisadas apresentaram perfil distinto, com exceção de cinco pares de IPR-Pv que apresentaram 1% de similaridade O agrupamento do PCR-REP com 7% de similaridade foi observado à formação de 2 perfis distintos e dentro desses ocorreram cinco subgrupos com 1% de similaridade Através da análise polifásica verifica se que essas 45 IPR-Pv, embora pré selecionadas para eficácia simbiótica, apresentam alta diversidade feno-genotipica Pelas análises moleculares verifica-se que o BOX-PCR é discriminatório de estirpe caracterizando cada uma, enquanto a do RFLP-PCR 16S RNAr dentro do gênero agrupa espéciesItem Validação de marcadores microssatélites e diversidade genética de acessos de Coffea arabica provenientes da EtiópiaSilva, Bruna Silvestre Rodrigues da; Pereira, Luiz Filipe Protasio [Orientador]; Oliveira, André L. M.; Padilha, Lilian; Domingues, Douglas Silva [Coorientador]Resumo: O café é uma valiosa commodity agrícola, sendo sua bebida a mais popular do mundo Em Coffea arabica, o desenvolvimento de novas cultivares é demorado podendo levar mais de 2 anos Além disso, a estreita base genética de C arabica dificulta a obtenção de cultivares resistentes a pragas e a doenças, ou tolerantes a estresses abióticos Sabe-se que o uso de germoplasmas exóticos em programas de melhoramento pode aumentar a variabilidade genética das variedades cultivadas Os acessos selvagens de C arabica geneticamente distantes das variedades cultivadas proporcionam novos alelos para enriquecer sua variabilidade genética Assim, a utilização de marcadores moleculares para análise da diversidade e seleção de genótipos representa uma importante ferramenta para auxiliar o melhoramento e tentar diminuir esses problemas Visando aumentar o número de marcadores moleculares disponíveis, neste trabalho foi realizada uma análise in silico para a busca de marcadores microssatélites (SSR) a partir de dados de RNA-seq de Iapar 59 e de sequências de BACs de Hibrido de Timor 832/2 A análise in silico resultou em 23 motivos SSR que foram classificados quanto à natureza e frequência Os motivos di-, tri- e tetranucleotídeos juntamente com as classes (AT)n, (TA)n, (GA)n e (TC)n foram identificados como os mais frequentes para ambos os genótipos Junto aos 58 novos SSR, 77 SSR foram selecionados a partir de uma extensa revisão bibliográfica sobre SSR em C arabica e/ou C canephora Foram construídos primers iniciadores para 135 SSR, dos quais 122 resultaram em produtos de amplificação e 31 foram polimórficos em um painel de 24 acessos do centro primário de origem da espécie Desses, 2 SSR foram altamente informativos com valores de PIC acima de ,7, e sete foram descritos pela primeira vez Um total de 165 alelos foram obtidos com média de 5,3 alelos por loco O estudo de diversidade e estrutura genética dos acessos da Etiópia separou os genótipos em três grupos, não havendo separação geográfica dos acessos entre as regiões Sudeste e Sudoeste do Vale do RiftItem Desenvolvimento de meios de cultivo e formulações inoculantes para Azospirillum brasiliense AbV5Marcelino, Paulo Ricardo Franco; Oliveira, André Luiz Martinez de [Orientador]; Oliveira, Suzana Mali de; Baldani, José IvoResumo: A utilização de inoculantes bacterianos em cultivos comerciais com leguminosas é uma prática conhecida e empregada há longo tempo e o substrato mais utilizado até o momento tem sido a turfa Diversos tipos de formulações inoculantes que existem no mercado visam oferecer uma alternativa ao emprego da turfa, principalmente devido à variabilidade na composição deste veículo oriundo de diferentes depósitos e a sua característica não renovável Com o objetivo de produzir inoculantes bacterianos de alto desempenho para veiculação de bactérias promotoras do crescimento vegetal, foram desenvolvidas formulações para a produção de biomassa celular de Azospirillum brasilense AbV5 e formulações inoculantes sólidas e líquidas, avaliando a sobrevivência de Azospirillum brasilense AbV5 durante o armazenamento nestas formulações Através de um planejamento fatorial 24 com 3 réplicas no ponto central foram desenvolvidas formulações de meio de cultivo para a produção de biomassa de A brasilense AbV5 Os meios Form1 e Form15 mostraram-se promissores, pois, foram capazes de promover uma elevada densidade celular (11 células/mL) e apresentaram elevador teor de exopolissacarídeos e reserva energética intracelular, possivelmente grânulos de poli-ß-hidroxibutirato (PHB) As seis formulações de veículos sólidos foram obtidas pelo processo de extrusão a quente O material extrusado (biocompósitos) foi embalado em pacotes de celofane com dimensões de 1, x 7, cm e esterilizado por calor seco à 16 ºC por 4 horas em estufa Após a esterilização, estes biocompósitos apresentaram pH entre 6,8 e 7,29, densidade de ,237 a ,278 g/cm3, índice de expansão (IE) de ,938 a 1,45 e capacidade ou índice de absorção de água, após 6 minutos de imersão, variando entre 1,8 e 2,75 g água/g amostra Os inoculantes sólidos baseados nos biocompósitos foram preparados pela adição de biomassa de A brasilense AbV5 crescida em meio Form15 por 36 horas, diluída e inoculada nas 6 formulações sólidas em uma densidade celular de aproximadamente 17 cél/g; a sobrevivência bacteriana foi monitorada nestes inoculantes por 12 dias O biocompósito de formulação 5 mostrou-se altamente promissor, proporcionando a manutenção de uma densidade de 16 cél/g ao final de 12 dias de monitoramento Formulações inoculantes líquidas foram preparadas utilizando biomassa celular produzida em diferentes condições de cultivo: cultivo no meio Form1 por 12 horas; cultico no meio Form15 por 12 horas; cultivo no meio Dyg’s por 12 horas;e cultivo no meio Form15 por 36 horasA densidade celular inicial para as formulações líquidas foi de aproximadamente 19 cél/mL, e após 12 dias de monitoramento da densidade de células viáveis nos inoculantes pode-se observar que a formulação preparada a partir de meio Dyg’s apresentou o melhor desempenho, mantendo 17 cél/mL As formulações desenvolvidas nesse trabalho representam um grande potencial para o desenvolvimento de novos produtos para a agriculturaItem Perfil transcricional de sementes de soja com coloração de tegumento contrastanteKafer, João Matheus; Henning, Liliane Marcia Mertz [Orientador]; Molinari, Mayla Daiane Corrêa; Abati, Julia; Viana, Américo; Molinari, Mayla Daiane Corrêa [Coorientadora]Resumo: A soja é a principal fonte de proteína vegetal que é utilizada para vários fins, mas seu principal uso é como ração para proteína animal A soja obteve muito sucesso devido a sua adaptação a várias regiões do País, resultado do melhoramento genético da cultura No entanto, ao longo dos anos, o foco principal dos programas de melhoramento foi voltado para o aumento em produtividade, o que acarretou redução da diversidade genética e perda de outras características de interesse Entretanto, é possível encontrar diversidade genética na espécie, inclusive para a coloração do tegumento dos grãos de soja, que podem variar entre o amarelo, preto, marrom, verde e bicolor Cultivares de tegumento preto foram avaliadas como benéficas tanto quando utilizada como semente, quanto quando utilizada como grão Entender os mecanismos genéticos envolvidos no controle dessa característica, pode ser útil para o desenho de estratégias biotecnológicas visando identificar genes relacionados a melhoria da qualidade de sementes e grãos para inúmeras aplicações Dessa forma, este trabalho visa identificar genes associados a sementes de soja com coloração de tegumento contrastante, com foco na identificação de genes relacionados a qualidade de sementes Os resultados do transcriptoma foram obtidos de bibliotecas de RNAseq de sementes das cultivares BRSMG 715A (tegumento preto), BRS 413 RR e DM 6563 IPRO (tegumento amarelo), a partir de duas condições: sementes recém colhidas e sementes armazenadas em câmara fria por seis meses Foram encontrados 318 genes presentes em todas as cultivares Foram identificados vias superexpressas na cultivar de tegumento preto e nas cultivares de tegumento amarelo A partir das análises in silico dos transcriptomas, foram selecionados sete genes para validação por meio de PCR em tempo real: ACS1, ACSF3, CYP9A1, CYP71A1, HCT, CBL, SAHH A cultivar de tegumento preto BRSMG 715A foi submetida ao cálculo de expressão relativa e foi possivel observar que os genes apresentaram padrão semelhante tanto para a análise de RNA-Seq quanto para análise de RT-qPCR O gene CBL apresentou maior expressão na cultivar de tegumento preto quando comparada as outras duas cultivares de tegumento amarelo Além disso, os genes CYP9A1, CYP71A1 e HCT foram superexpressos na cultivar de tegumento preto em relação a cultivar de tegumento amarelo BRS 413 RR Esses genes estão relacionados a maior teor de lignina na semente, indução de crescimento, biossíntese de aminoácidos e estabilidade de membrana e podem contribuir para maior concentração de lignina e maior qualidade de sementes observada na cultivar BRSMG 715AItem Caracterização in silico e in vivo de genes das vias de biossíntese de isoprenóides em coffea sppTiski, Iris; Pereira, Luiz Filipe Protasio [Orientador]; Pot, David; Garcia, Eduardo; Vieira, Luiz Gonzaga Esteves [Coorientador]Resumo: Os diterpenos cafestol e caveol, presentes na fração lipídica em grãos de café, originam-se da via de síntese de isoprenóides Em vegetais superiores, duas vias localizadas em compartimentos intracelulares separados estão envolvidas na biossíntese de isopentenil difosfato (IPP) e do isômero dimetilalil difosfato (DMAPP) No citosol IPP é derivado da via do ácido mevalônico (MVA), e no plastídeo é formado pela via do metileritritol fosfato (MEP) Visando estudar os genes envolvidos na biossíntese dos isoprenóides, foram realizadas buscas por palavras-chave no banco de dados do Projeto Genoma Café e analisadas as seqüências dos genes 3-hidroxi-3metilglutaril-CoA redutase (HMGR) e mevalonato difosfato decarboxilase (MPDC) para a via MVA e 1-deoxi-D-xilulose 5-fosfato reductoisomerase (DXR) e isopentenil difosfato sintase (IDS) para a via MEP O número de isoformas dos genes analisados, DXR, IDS e HMGR de Coffea são os mesmos relatados para Arabidopsis thaliana, com exceção de MPDC A seqüência completa de MPDC só foi possível após clusterização das sequências de MPDC do banco do Projeto Genoma Café com as seqüências do banco HarvEST As análises de expressão por Northern blot em diferentes fases de desenvolvimento do fruto, folha jovem e expandida exposta à luz, botão floral jovem e maduro, ramo e raiz de C arabica detectaram principalmente transcritos de DXR no início do desenvolvimento de perisperma, em botão floral e folhas expostas à luz Transcritos da isoforma CaHMGR1 foram observados em polpa e na fase inicial de desenvolvimento de perisperma e endosperma, assim como em botão floral e folhas expostas à luz Para CaHMGR2 foram observados transcritos em todos os tecidos analisados e em todas as fases de desenvolvimento do fruto Os resultados sugerem expressão constitutiva da isoforma CaHMGR2, enquanto a isoforma CaHMGR1 teria indução específica O gene DXR apresentou maior transcrição que HMGR tanto através das análises obtidas in silico com in vivo A análise in silico permitiu uma adequada predição do número de isoformas e da atividade dos genes estudados, no entanto é necessário a confirmação desses resultados in vivo, como demonstrado para os genes de HMGRItem Produção, caracterização e imobilização de Levanascarase de Bacillus subtilis natto deMarques-Gonçalves, Bruna Caroline; Celligoi, Maria Antonia Pedrine Colabone [Orientador]; Silva, Silvio Silvério da; Dall'Antonia, Luiz Henrique; Ribeiro, Mara Lúcia Luiz [Coorientadora]Resumo: A levanasacarase é uma frutosiltransferase de grande interesse biotecnológico por sintetizar levana, um exopolissacarídeo bacteriano formado por unidades de frutose, com potenciais aplicações na área terapêutica e nas indústrias de alimentos, cosméticos e medicamentos A levanasacarase é produzida por diversos micro-organismos, entre eles o Bacillus subtilis Natto, em presença de sacarose como fonte de carbono Neste estudo a produção de levanasacarase foi otimizada empregando metodologia de superfície de resposta, avaliando a influência da concentração de sacarose, pH e agitação A produção de levana foi acompanhada paralelamente e a enzima foi parcialmente caracterizada A partir da condição otimizada para produção da levanasacarase, novos cultivos foram realizados para avaliar a influência dos sais NaCl, KCl e Na2SO4, em diferentes concentrações, na produção da enzima, na síntese de levana, e no crescimento da biomassa A influência dos sais NaCl, KCl, ZnCl2, BaCl2, CaCl2, MnCl2, Na2SO4, FeSO4, CuSO4 foi avaliada na atividade da levanasacarase Foram determinados a temperatura e o pH ótimos da enzima, a estabilidade térmica e a constante de Michaelis-Menten A levanasacarase foi imobilizada em pasta de carbono e utilizada para a construção de um biossensor, que foi aplicado para detecção de sacarose em refrigerante e suco de abacaxi industrializado A condição otimizada para a produção da enzima foi 3 g L-1 de sacarose, pH 7,5 e 16 rpm, com atividade de 8,57 UA mL-1 A maior produção de levana observada foi 25,92 g L-1 Os três sais testados na fermentação aumentaram a produção de enzima e de levana e reduziram a proliferação da biomassa; com destaque para o Na2SO4 que aumentou 1% a atividade da enzima, 2% a produção de levana e reduziu em 8% o crescimento do B subtilis Natto Dos sais avaliados na atividade enzimática, KCl, ZnCl2 e Na2SO4 foram indutores, NaCl não influenciou a atividade da enzima e os demais sais foram inibidores O pH e a temperatura ótimos observados foram 6, e 5oC, a enzima se demonstrou termoativa e termoestável a 3º e com baixa afinidade pelo substrato sacarose (Km = 313 mM) O pH ótimo da enzima imobilizada foi 6,, coincidindo com o da forma livre, e o Km aparente (Km ap = 833 mM) indicou redução na afinidade da levanasacarase pela sacarose após a imobilização A detecção de sacarose em refrigerante e suco de abacaxi foi bem sucedida e os resultados indicaram ser um método comparável ao colorimétrico Conclui-se que a cepa estudada é uma potencial produtora de levana e que a adição do sal Na2SO4 ao meio de cultivo é favorável para a produção da enzima e da levana, facilitando a sua obtenção, pois reduziu a proliferação da biomassa Características como termo-estabilidade e termo-atividade tornam interessante a manipulação industrial desta enzima O biossensor se demonstrou uma alternativa rápida e eficiente para a detecção de sacaroseItem Aplicação de levana de Bacillus subtilis natto em formulações cosmecêuticasSilva, Reginara Teixeira da; Celligoi, Maria Antonia Pedrine Colabone [Orientador]; Gasparin, Fabiana Guillen Moreira; Rocha, Cristiani Baldo da; Lonni, Audrey Alesandra Stinghen Garcia [Coorientadora]Resumo: A incorporação de moléculas naturais bioativas em formulações cosmecêuticas é uma tendência real do mercado de produtos cosméticos A levana apresenta propriedades hidratante e antioxidante e os óleos de canela e amêndoas apresentam propriedades antioxidantes, antimicrobianas e hidratantes que potencializam sua aplicação na área Sendo assim, este trabalho teve como objetivo desenvolver novas formulações cosmecêuticas a base de levana produzida por Bacillus subtilis natto acrescidas do óleo essencial de canela e óleo de amêndoas A produção de levana por Bacillus subtilis natto atingiu 94,62 g L-1, com uma produtividade de 3,94 g / Lh -1 utilizando 4 g L-1 de sacarose em 24 horas A levana e o óleo essencial de canela (1 mg mL-1) foram avaliados quanto à atividade antioxidante, retenção de umidade e atividade antimicrobiana pela concentração inibitória mínima Os resultados para atividade antioxidante foram 58 % e 21 %, respectivamente A retenção de umidade da levana foi de 92% após 96 h e a concentração inibitória mínima do óleo de canela foi de 1 mg mL-1 para todos os patógenos testados A partir desses resultados foram desenvolvidas formulações em gel aniônico com levana a 1 % e óleo de canela a 5 %, 1% e 2 %, que apresentaram boa estabilidade por 15 dias, pH compatível com a pele, atividade antioxidante de 54 % e com atividade antimicrobiana para os patógenos testados Uma segunda formulação cosmecêutica do tipo emulsão óleo/água multifuncional foi também desenvolvida para aplicação facial Esta foi avaliada por planejamento de mistura com as variáveis levana e os óleos canela e amêndoas, onde os resultados definiram a formulação ideal com 75% de levana, sem adição de óleo de canela e 25% de óleo de amêndoas A ação antioxidante máxima foi de 72 % e a capacidade hidratante foi de 1,3 % A levana e o óleo de amêndoas mostraram forte potencial de aplicação como ingredientes ativos de formulações cosmecêuticas, mantendo estabilidade e biocompatibilidade com a formulação desenvolvida durante 9 diasItem Produção e caracterização de nanopartículas de amido obtidas por ultrassonicaçãoMinakawa, Alyne Fernanda Klesse; Oliveira, Suzana Mali de [Orientador]; Beléia, Adelaide Del Pino; Orsato, Alexandre; Tischer, Paula Cristina de Sousa Faria [Coorientadora]Resumo: O objetivo do presente trabalho foi produzir nanopartículas de amido empregando-se o processo de ultrassonicação e caracterizá-las quanto à sua morfologia, microestrutura e propriedades físico-químicas Três tipos de amido, com diferentes teores de amilose, o amido de milho (23 ± 1 %), o amido de mandioca (18 ±2) e o amido de inhame (3 ± 3 %) foram submetidos ao processo de ultrassonicação e foram obtidos partículas de tamanhos diferentes para cada tipo de amido: as nanopartículas (NPs) e os corpos de fundo (CFs) A morfologia e o tamanho destes materiais foram analisados por microscopia eletrônica de varredura (MEV) e microscopia de força atômica (AFM) Comparados aos grânulos nativos, os CFs apresentaram tamanhos menores, entre 3 a 6 µm para o amido de milho, 3 a 7 µm para o amido de mandioca e 1 a 2 µm para o amido de inhame A análise de imagem por AFM mostrou diâmetro médio de 52 nm (±16,5) para as NPs de amido de milho, 49 nm (±14,6) para as NPs de amido de mandioca e 2,7 nm (±12,8) para as NPs de amido de inhame As NPs e os CFs foram analisados por espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier (FTIR) e difração de raios-X (DRX) As NPs e os CFs apresentaram espectros de FTIR semelhantes aos amidos nativos, porém com bandas de menor intensidade e o índice de cristalinidade (IC) calculado através dos difratogramas demonstrou diminuição da cristalinidade das NPs de amido de milho e inhame, sendo que as NPs de amido de mandioca apresentaram-se totalmente amorfas Esses resultados indicaram que a ultrassonicação causa danos a estrutura cristalina do amido, mas não afeta os grupos químicos funcionais A fim de estudar a estabilidade térmica dos materiais obtidos foi realizada análise termogravimétrica (TGA) As amostras de NPs de amido apresentaram Tmáx entre 29 °C e 36 °C, valores menores aos encontrados para os amidos nativos e CFs, indicando uma diminuição na estabilidade térmica desses materiais O processo de ultrassonicação foi eficaz na redução do tamanho dos grânulos de amido na produção de NPs, e pode-se observar que o amido de inhame, com maior teor de amilose, foi mais susceptível ao processo, resultando em NPs e CFs de menor tamanhoItem Otimização da produção de naringinase de Aspergillus niger por fermentação em estado sólido utilizando subprodutos da agroindústriaOliveira, Fernanda de; Buzato, João Batista [Orientador]; Melo, Marcelo Rodrigues de; Camilios Neto, Doumit; Baron, Alessandra Machado; Melo, Marcelo Rodrigues de [Coorientador]Resumo: A naringinase hidrolisa o glicosídeo naringina, causador do amargor em frutas cítricas, tendo como principal mercado a indústria de sucos cítricos Este trabalho foi realizado em duas etapas e empregou o delineamento experimental de mistura para potencializar a produção de naringinase por Aspergillus niger 426 cultivado em fermentação em estado sólido a 28 °C e 75 % (m/v) de umidade Na primeira etapa, foi avaliada a influência de diferentes resíduos agroindústrias como substratos da fermentação A mistura de substratos de melhor resultado foi utilizada na segunda etapa para seleção de três indutores flavonóides, ou suas misturas para produção de naringinase A melhor condição resultou em cultivo com 2,3 g de bagaço de cidra, 2,5 g de farelo de arroz e 5,2 g de farelo de trigo e suplementação do meio com uma mistura de naringina, rutina e hesperidina em uma concentração de (g/L): 2,5; 4,5 e 3,, respectivamente, alcançando atividade máxima de 28 U/mL (14,5 U/g de substrato seco) Este procedimento sequencial possibilitou definir uma mistura ótima de componentes que resultou em aumento de 96 % na produção de naringinase em relação aos experimentos iniciais com bagaço de laranjaItem Aplicação de leveduras de panificação na antibiose de Fusarium graminearum e detoxificação de zearalenonaOliveira, Andressa Jacqueline de; Ono, Elisabete Yurie Sataque [Orientador]; Coelho, Alexandre Rodrigo; Garcia, SandraResumo: A zearalenona (ZEA) é um metabólito secundário tóxico (micotoxina), produzido principalmente por Fusarium graminearum, comumente detectado em trigo e milho Os efeitos toxicológicos de ZEA estão relacionados com suas propriedades estrogênicas, especialmente em suínos ZEA é termoestável, não sendo eliminada durante o processamento industrial e persiste em rações Os métodos de controle de contaminação por micotoxinas são aplicados na pré-colheita, atuando na inibição do desenvolvimento fúngico, ou pós-colheita através da utilização de métodos de detoxificação O objetivo deste estudo foi avaliar a aplicação de leveduras de panificação (Saccharomyces cerevisiae) no antagonismo de Fusarium graminearum e na remoção in vitro de ZEA Para este propósito, as leveduras foram isoladas de cinco marcas comerciais de fermento biológico (ScA, ScB, ScC, ScD e ScE) Foram realizados testes de antibiose em meio sólido, onde discos de oito milímetros de crescimento fúngico foram depositados no centro de placas de Petri contendo ágar Sabouraud acrescido de um mililitro de diferentes concentrações celulares de leveduras (15, 16, 17 células/mL) As placas foram incubadas durante sete dias a 25 °C Decorrido o tempo de incubação, o diâmetro do crescimento dos fungos foi medido, e a percentagem de inibição do crescimento fúngico foi calculada As alterações morfológicas em hifas de F graminearum na presença de S cerevisiae (ScE) foram analisadas por microscopia eletrônica de varredura Paralelamente, foi avaliada a capacidade de detoxificação de zearalenona por células de S cerevisiae viáveis e inviáveis (tratamento térmico a 121 °C por 15 min) As células de leveduras foram padronizadas e resuspensas em tampão fosfato salina (pH 7,4), a uma concentração final de ZEA de 5 ng/mL O ensaio foi incubado a 37 °C, 25 rpm por 6 min As cepas de levedura apresentaram uma taxa de inibição do crescimento de F graminearum FRS 26 de 48 a 71 %, e para F graminearum FSP 27 de 47 a 64 % A maior taxa de inibição do crescimento de F graminearum FRS 26 ocorreu na concentração celular de 17 células/mL Para a levedura ScA a taxa de inibição foi proporcional a concentração celular Por outro lado, as taxas de inibição do crescimento fúngico das leveduras ScC, ScD e ScE não diferiram estatisticamente entre as concentrações de 15 e 16 células/mL A maior taxa de inibição do crescimento de F graminearum FSP 27 também ocorreu na concentração de 17 células/mL, mas não houve diferença estatística entre as diferentes concentrações celulares de ScA, ScC e ScE As micrografias eletrônicas revelaram algumas alterações morfológicas em hifas de F graminearum FSP 27, como hifas mais finas e um material extracelular envolvendo as hifas, assemelhando-se a um biofilme Entretanto, não foram observadas alterações estruturais em hifas de F graminearum FRS 26, indicando que o provável mecanismo antagônico envolvido na antibiose de F graminearum é a competição por nutrientes A remoção de ZEA in vitro por células viáveis de leveduras variou de 67 (ScE) a 76 % (ScD) não havendo diferença estatística entre as diferentes leveduras avaliadas pelo teste de Tukey (p > 5) As células inviáveis de leveduras apresentaram uma remoção de zearalenona de 78 (ScE) a 86 % (ScD) Comparando a remoção de ZEA (%) pela mesma cepa de S cerevisiae, as células inviáveis das cepas ScC e ScD apresentaram maior capacidade de remoção do que as células viáveis (p < ,5) Outras cepas não apresentaram diferença significativa (p > ,5) na média de remoção de ZEA (%) entre as células viáveis e células inativadas pelo calor O presente estudo mostrou que leveduras de panificação podem inibir o crescimento de Fusarium graminearum, sendo a competição por nutrientes o provável mecanismo envolvido no efeito antagonista Todas as cepas de Saccharomyces cerevisiae testadas apresentaram potencial para a remoção in vitro de ZEA Saccharomyces cerevisiae é Generally Recognized as Safe (GRAS), portanto, não há risco de sua aplicação na alimentação humana e animal Podem ser aplicadas na inibição do crescimento fúngico ou serem incluídas como um novo produto em rações, reduzindo as perdas económicas e minimizando o risco de ZEA entrar na alimentação humana por carry-overItem Prospecção de bactérias produtoras de hidrolases em solo através da estratégia de enriquecimento seletivoPretti, Carla Pizzaia; Oliveira, André Luiz Martinez de [Orientador]; Ribeiro, Mara Lúcia Luiz; Rodrigues, Elisete PainsResumo: A abundância de micro-organismos existentes no solo e a variedade de enzimas e ramos de aplicação para as mesmas justificam e incentivam hoje a busca neste ambiente, por novos isolados produtores de enzimas com características desejáveis em biocatálise, havendo um grande interesse particularmente por isolados bacterianos Estratégias vêm sendo desenvolvidas visando à prospecção e o reconhecimento de micro-organismos ditos elite, os quais possam se destacar no mercado biotecnológico por propriedades como suscetibilidade à manipulação genética ou ambiental, diversidade metabólica e crescimento em meios de baixo custo O enriquecimento orgânico de solos vem sendo principalmente associado a propriedades desejáveis a esse ambiente, mas pode ainda ser caracterizado por afetar a composição e diversidade das populações microbianas presentes, podendo portanto, ser uma ferramenta aliada à prospecção de micro-organismos específicos A abordagem proposta neste trabalho baseia-se no conceito de enriquecimento orgânico seletivo, ou seja, a adição de um dado material em solo estimula somente os micro-organismos e as enzimas capazes de degradá-lo, tendo pouco ou nenhum efeito sobre outros O presente estudo experimentou dois solos representativos de diferentes tipos de uso (agrícola e sob Pousio) e empregou três diferentes materiais orgânicos (bagaço de cana-de-açúcar, farelo de soja e farelo de crisálida) visando a prospecção e o isolamento de bactérias elite produtoras das enzimas celulase, protease e quitinase, respectivamente Para avaliação dos efeitos da adição desses materiais aos solos, foi utilizado o parâmetro monitoramento enzimático, o qual vem ganhando espaço nos programas de avaliação de solos e na análise da diversidade funcional das comunidades microbianas neste ambiente Para ambos os solos, a adição dos materiais selecionados promoveu melhoria na atividade microbiana, evidenciada tanto pelo aumento nos níveis de atividade enzimática, como pelo alto número de isolados obtidos Foi possível também obter um alto percentual de micro-organismos considerados celulolíticos, proteolíticos e quitinolíticos, o que confirma o papel dos materiais selecionados, não só na obtenção de um maior número de isolados, mas principalmente na obtenção dos grupos bacterianos de interesse, caracterizando assim a eficiência da estratégia de enriquecimento seletivo proposta neste trabalho