01 - Doutorado - Biotecnologia
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Navegando 01 - Doutorado - Biotecnologia por Assunto "Agricultural biotechnology"
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Item Aproveitamento de resíduos lignocelulósicos da agroindústria pela combinação de processos físicos e químicosDebiagi, Flávia; Oliveira, Suzana Mali de [Orientador]; Carvalho, Gizilene Maria de; Grossmann, Maria Victória Eiras; Faria-Tischer, Paula Cristina de Sousa; Rocha, Thaís de SouzaResumo: O presente trabalho teve como objetivo geral promover o aproveitamento de resíduos da agroindústria (casca de soja, casca de aveia e farelo de trigo) empregando-se a combinação de processos físicos e químicos, visando a produção de celulose nanofibrilada via extrusão reativa, assim como, o estudo do emprego da explosão a vapor e ultrassonicação como processos de pré-tratamento dos resíduos com vistas à extração de açúcares fermentescíveis Para a produção de celulose nanofibrilada (NFC), a casca de aveia (OH) e a casca de soja (SH) foram submetidas ao processo de extrusão reativa, combinada ou não ao branqueamento com ácido peracético Posteriormente, a casca de aveia in natura e a NFC obtida da OH foram impregnadas com nanopartículas de prata biológicas (bio-NPAg) e avaliou-se a sua atividade antibacteriana frente à bactéria Escherichia Coli Para OH e SH, o emprego da extrusão reativa combinada ou não ao branqueamento resultaram em NFC com diâmetros na escala nanométrica e comprimento de vários micrômetros Independente do resíduo, as amostras de NFC produzidas nesse trabalho apresentraram elevados teores de celulose (> 87 %), maior cristalinidade e estabilidade térmica que os resíduos in natura Além disso, foi possível observar que as suspensões de NFC obtidas a partir da OH e SH apresentaram-se estáveis e sem a presença de sedimentação quando estocadas em temperatura ambiente por 24 h Entretanto, somente quando empregada a OH foi possível observar a presença de um material homogêneo, formado apenas de NFC Apenas a casca de aveia in natura impregnada com bio-NPAg apresentou atividade antimicrobiana frente a bactéria Ecoli Para o estudo do pré-tratamento dos resíduos, a casca de aveia (OH) e farelo de trigo (WB) foram submetidos ao processo de explosão a vapor ou ultrassonicação, combinados a diferentes reagentes (H2SO4, NaOH ou água destilada) Em relação ao pré-tratamento dos resíduos, o processo mais efetivo foi o que empregou a explosão a vapor na presença de H2SO4, tanto para WB quanto para OH Além disso, observou-se um aumento no conteúdo de celulose e decréscimo no de lignina e hemiceluloses para ambos os resíduos (OH e WB) Os processos empregados nesse trabalho, tanto para a produção de NFC, quanto para o pré-tratamento dos resíduos, mostraram-se efetivos, com a vantagem de reduzir os tempos de processo e por gerar uma menor quantidade de efluentes quando comparados aos processos convencionais de obtenção de NFC e pré-tratamentos químicosItem Bactérias promotoras do crescimento de plantas : estratégias de colonização e para a mitigação de estresses abióticos em milhoFukami, Josiane; Hungria, Mariangela [Orientador]; Nogueira, Marco Antonio; Delamuta, Jakeline Renata Marçon; Cerezini, Paula; Rondina, Artur Berbel LírioResumo: Os inoculantes à base de Azos irillum brasilense estir es Ab-V5 e Ab-V6, conhecidos elo seu efeito benéfico às lantas, rinci almente em gramíneas e, mais recentemente, ela coinoculação com os rizóbios em leguminosas, vêm sendo utilizados de modo ex onencial no Brasil Este trabalho teve or objetivo estudar essas estir es de Azos irillum, a fim de elucidar os mecanismos de quorum sensing (QS) na colonização de milho (Zea mays L) (Artigo A); estratégias de inoculação ara mitigar os efeitos dos agrotóxicos utilizados no tratamento de sementes, com ênfase no estudo da indução de genes relacionados ao estresse oxidativo e defesa de lantas (Artigo B); avaliar os efeitos ela inoculação e coinoculação com Rhizobium tro ici em lantas de milho, com o intuito de atenuar os efeitos do estresse salino (Artigo C); e investigar a indução de mecanismos de defesa no milho or diferentes métodos de inoculação ou em condições de estresse salino coinoculados com Rhizobium tro ici (Artigo D) No que concerne ao Artigo A, foi evidenciado que as estir es estudadas a resentam com ortamentos distintos referentes ao sistema QS, uma vez que a estir e Ab-V5 res onde à adição externa de moléculas de N-acil homoserinas lactonas (AHL), enquanto que a estir e Ab-V6 não a resentou qualquer res osta Esses resultados foram com rovados quando as estir es foram inoculadas em lantas de milho, em regando-se a estratégia de quorum quenching (QQ) No artigo B, foram relatados os benefícios ela inoculação com Azos irillum, bem como de seus metabólitos, na romoção de crescimento de lantas de milho, inde endentemente da estratégia de inoculação em regada, odendo ser a licada elo método tradicional – via semente – ou, or ulverização foliar, ainda que, a arentemente, a sobrevivência das bactérias na folha seja baixa Ademais, foi evidenciado que o uso dessas bactérias ode conferir maior roteção às lantas, em consequência da indução de genes relacionados à defesa vegetal No artigo C foram demonstrados efeitos ositivos da inoculação com A brasilense e da coinoculação com R tro ici em milho Deve ser dada ênfase aos resultados obtidos com a estir e Ab-V6 de A brasilense, isolada ou coinoculada com R tro ici CIAT 899, identificadas como romissoras ara mitigar o efeito de estresse salino em milho No artigo D, observou-se que o A brasilense confere roteção às lantas de milho or indução simultânea via ácido jasmônico (AJ) e ácido salicílico (AS) e, em condições de estresse salino via AS e ácido abscísico (ABA) Deste modo, o conhecimento mais a rofundado do modo de colonização, bem como de res osta das lantas frente à inoculação ou, ainda, de lantas submetidas a condições de estresse salino, ode auxiliar na definição de diferentes estratégias de uso de A brasilense, de modo a am liar a adoção e os benefícios oriundos do uso dessas bactériasItem Desenvolvimento e aplicação de materiais biodegradáveis na agriculturaMoreira, Amanda Aleixo; Oliveira, André Luiz Martinez de [Orientador]; Yamashita, Fábio; Medina, Cristiane de Conti; Rocha, Thaís de Souza; Vercelheze, Ana Elisa Stefani; Debiagi, Flávia; Yamashita, Fábio [Coorientador]Resumo: O alto desempenho dos materiais produzidos a partir de polímeros não degradáveis tem permitido sua aplicação em diversas áreas, incluindo a agricultura, que analisa o problema de sua eliminação quando a vida útil termina Considerando a importância dos plásticos na fabricação de materiais para uso agrícola e a necessidade de diminuir o desperdício de plásticos no meio ambiente, este trabalho teve como objetivo desenvolver materiais plásticos biodegradáveis para aplicações agrícolas sustentáveis As formulações de materiais biodegradáveis foram produzidas pelos processos de extrusão, seguido pela moldagem por injeção, com diferentes fibras naturais (bagaço de cana, casca de aveia e resíduo de exuvia de bicho da seda), tanino, glicerol, polímeros como polivinil álcool (PVA), poliácido lático (PLA) e amido, bem como fosfato de rocha, açúcar, extrato de levedura, leite em pó desnatado, como nutrientes O trabalho foi realizado em quatro etapas, na primeira foram produzidos compósitos com PVA e as diferentes fibras naturais, mesma concentração, totalizando três formulações, as quais foram capazes de aumentar a atividade microbiana do solo conforme sua biodegradação em até 38% após 35 dias, em substrato orgânico florestal, acompanhada pelas determinações de parâmetros microbiológicos do solo (C-BMS, RBS e qCO2), pH, composição protéica e de açúcares dos compósitos, microscopia eletrônica de varredura e espectroscopia por infravermelho com transformada de Fourier, a cada sete dias, servindo de base para projeção de novos produtos biotecnológicos Na segunda etapa foi selecionado o bagaço de cana, por apresentar menor taxa de biodegradação comparada às outras fibras, adicionado tanino e realizada a substituição do PVA pelo PLA para o desenvolvimento de compósitos de fontes renováveis, os quais foram avaliados quanto à influência da adição de tanino nas propriedades mecânicas, solubilidade e absorção de água e o efeito até 6 dias da biodegradação em substrato orgânico florestal, quanto sua estrutura, morfologia, propriedade termogravimétrica e cristalinidade A formulação com tanino apresentou melhor rendimento de produção, melhores propriedades mecânicas e degradação mais lenta Na terceira etapa as formulações de compósitos com e sem tanino foram utilizadas para fabricação de tubetes (12 cm x 3–1,5 cm) e avaliados o efeito no solo [mistura de solo a granel (Alfisol) e areia (1: 2 g/g, respectivamente)] por 18 dias, utilizando indicadores microbiológicos (N-BMS, C-BMS, RBS e qCO2) e químicos (pH, Corgânico, Norgânico, Al, K, Ca, Mg e P) de qualidade do solo O estudo de biodegradação demonstrou uma meia-vida de 12 dias no solo para tubetes sem tanino e 15 dias para tubetes com tanino A análise dos indicadores microbiológicos indicou um estímulo da população e atividade microbiana em resposta à adição de materiais biodegradáveis, com menor efeito nos solos onde a formulação contendo tanino foi adicionada Os indicadores químicos apresentaram valores aumentados de pH, K, Ca e P em relação ao solo sem material introduzido Na quarta etapa o tubete com tanino foi selecionado, devido seu melhor processamento e vida útil, para imobilização de Azospirillum brasilense Abv5 e a imersão seqüencial do tubete em duas soluções diferentes (goma xantana-amido seguida por uma base de gelatina) foi à melhor estratégia para imobilizar as células Ab-V5, levando à alta densidade populacional das células e viabilidade até 56 dias de armazenamento Além disso, as células imobilizadas foram liberadas rápida e facilmente dos tubetes quando imersas em água ou enterradas na areia, sugerindo inclusive a conversão de compostos nutricionais liberados dos tubetes em biomassa bacteriana A aplicação como inoculante nos tubetes bacterizados em mudas de tomate foi eficiente, com aumentos em todos os parâmetros avaliados para a planta Portanto, os materiais e os processos descritos no presente estudo demonstram grande potencial em combinar o design de materiais biodegradáveis para aplicações biotecnológicas, no condicionamento e biorremediação de solos degradados, desenvolvimento de produtos agrícolas e florestais (recipientes) e como suporte para bactérias promotoras de crescimento vegetal, sendo altamente sustentáveisItem Taxonomia e filogenia de alfa e beta-rizóbios provenientes de solos dos Cerrados e da Mata AtlânticaDall'Agnol, Rebeca Fuzinatto; Cunha, Mariangela Hungria da [Orientador]; Batista, Jesiane Stefânia da Silva; Delamuta, Jakeline Renata Marçon; Reis Junior, Fábio Bueno dos; Fagotti, Dáfila dos Santos LimaResumo: Os rizóbios representam um grupo notório de bactérias fixadoras de nitrogênio (BFN) pela sua habilidade em disponibilizar N às leguminosas, reduzindo o uso de fertilizantes nitrogenados Dessa forma, estudos que visem identificar, caracterizar e avaliar aspectos ligados à eficiência simbiótica de rizóbios são de grande importância O objetivo deste trabalho foi caracterizar taxonômica e filogeneticamente estirpes de rizóbios provenientes dos Cerrados e da Mata Atlântica, dois biomas importantes ecologicamente e economicamente para o país Foram realizados três estudos, para os quais foram feitas análises de caracterização molecular e análises filogenéticas No Estudo 1, foi realizada uma análise polifásica em quatro estirpes de Rhizobium, que apresentaram características diferenciadas em estudos anteriores Os resultados obtidos confirmaram que este grupo de estirpes representava uma nova espécie, a qual foi denominada Rhizobium paranaense, e a PRF 35T foi definida como estirpe tipo para esta espécie No Estudo 2 foi feita uma caracterização genética de 181 isolados obtidos em solos não-perturbados dos Cerrados, utilizando-se o feijoeiro comum (Phaseolus vulgaris) como planta-isca Neste estudo, a espécie Paraburkolderia nodosa foi predominante e duas estirpes apresentaram alta taxas de fixação de N2 No Estudo 3, 427 estirpes provenientes de solos da Mata Atlântica foram isoladas e caracterizadas utilizando-se Mimosa pudica e Phaseolus vulgaris como plantas-isca O gênero Paraburkholderia foi predominante na maioria das amostras, sendo que seis possíveis novas espécies foram identificadas A análise canônica foi significativa para o pH do solo, indicando que o mesmo influenciou na diversidade de bactérias nessas amostras Os três estudos elucidaram que ainda existe muito a ser descoberto em relação à diversidade de rizóbios nos trópicos, sendo que a caracterização destes microrganismos contribui não apenas para identificar novas estirpes, mas também para explorar suas propriedades biotecnológicas