PPBIOTEC - Programa de Pós-graduação em Biotecnologia

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    Predição metabólica e prospecção de bactérias biocontroladoras e promotoras de crescimento vegetal obtidas em cavernas ferruginosas do Quadrilátero Ferrífero como potenciais inoculantes.
    (2022) Lemes, Camila Gracyelle de Carvalho; Moreira, Leandro Marcio; Moreira, Leandro Marcio; Santos, Taides Tavares dos; Oliveira, Fábio Soares de; Cruz, Izinara Rosse da; Ribeiro, Sérvio Pontes
    O Quadrilátero Ferrífero (QF) possui elevada concentração de minérios no solo, o que leva ao alto extrativismo, fato este que se contrapõe à sua importância biológica por desencadear perdas de biodiversidade e de possíveis potenciais biotecnológicos, por exemplo a partir da microbiota. Nesse ambiente, as cavernas ferruginosas se apresentam como paisagens com características geomorfológicas distintas, como diferentes altitudes e composição estrutural. Este trabalho teve como objetivos gerais realizar a predição metabólica funcional (anál. independ. de cult) e prospectar bactérias biocontroladoras e promotoras de crescimento vegetal (BPCV) (métodos dependentes de cultivo) a partir de substratos provenientes de cavernas ferruginosas do QF. Para isso, foram coletadas amostras de piso e teto de sete cavernas ferruginosas, uma amostra de caverna de quartzito e uma amostra de solo externa às cavidades. Inicialmente, foi realizada uma análise em larga escala da sequência do gene 16S rRNA (parte finalizada no mestrado) e a predição funcional (realizada ao longo do doutorado). Em paralelo, foi realizado o isolamento, cultivo e verificação das atividades de biocontrole e biofertilização. Na análise de predição metabólica, categorias de interesse biotecnológico mostraram diferenças estatísticas entre a amostra de caverna quartzítica e as amostras das cavernas ferruginosas, sendo encontradas maiores proporções de sequências para as categorias: mecanismos de transdução de sinal, metabolismo do nitrogênio, biossíntese de novobiocina e sistema de secreção. Um total de 563 isolados cultiváveis foram obtidos, catalogados e cultivados em placas de 96 poços, compondo matrizes de ensaios de inibição in vitro contra os fitopatógenos Xanthomonas citri subsp. citri (Xcc306), Fusarium oxysporum e Colletotrichum lindemuthianum (Cl89). Os resultados mostraram que 47 isolados inibiram Xcc306, sendo que nenhum isolado da amostra de solo externa às cavidades apresentou resultados positivos. Entre os isolados que inibiram o Xcc306 in vitro, nove reduziram entre 36-68% da lesão causada pelo Xcc306 quando co-inoculados em plantas de limão-cravo, sem induzir resposta de hipersensibilidade. Vinte dos 47 inibiram o crescimento de Fusarium sp. diretamente em 51-73% e 15 indiretamente em 75-81%. Esses 15 inibiram o crescimento de Cl89 in vitro (até 93% diretamente e 100% indiretamente), fixaram nitrogênio, produziram proteases e sideróforos, mostraram capacidade de motilidade, produziram biofilme e exceto 1 isolado (A1), todos solubilizaram fosfato inorgânico. Os isolados com propriedades mais relevantes para candidatos a BPCV foram identificados como Serratia sp., Dickeya sp., e Nissabacter sp. Este trabalho apresenta pela primeira vez o potencial bacteriano associado a cavernas ferruginosas previamente desconhecidas para aplicação agrícola e ambiental, como candidatos a potenciais inoculantes biológicos.
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    Potencial biotecnológico de bactérias associadas a plantas do Quadrilátero Ferrífero.
    (2017) Felestrino, Érica Barbosa; Moreira, Leandro Marcio; Moreira, Leandro Marcio; Santos, Vera Lúcia dos; Fietto, Luciano Gomes; Cota, Renata Guerra de Sá; Silva, Silvana de Queiroz
    A ciclagem de nutrientes, a promoção do crescimento de plantas, a biorremediação de ambientes poluídos e o controle biológico de pragas e doenças vegetais são algumas das funções que residem em meio à diversidade genética e metabólica dos microrganismos do solo e associados a plantas. O crescimento vegetal muitas vezes está relacionado à capacidade de alguns microrganismos solubilizarem fosfatos minerais ou outros nutrientes do solo e produzir ou aumentar a concentração de hormônios vegetais como ácido indol acético, ácido giberélico, citocininas e etileno ou ainda fixar nitrogênio associativamente. Alguns desses microrganismos controlam organismos fitopatogênicos provenientes do solo ou das sementes através da produção de sideróforos, 1,3-glucanase, quitinases, ácido cianídrico e antimicrobianos. Outros são responsáveis pela remediação de solos contaminados e assim permitem o crescimento de plantas em ambientes antes inóspitos. Sob tal perspectiva, o objetivo do trabalho foi isolar bactérias associadas a plantas do Quadrilátero Ferrífero (QF) e analisar o potencial biotecnológico relacionado à biofertilização, biocontrole e biorremediação. Dentre todas as plantas analisadas, um total de 307 bactérias foram isoladas, sendo muitas dessas capazes de produzir compostos classificados como promotores de crescimento vegetal. Algumas bactérias foram capazes de inibir patógenos humanos e de plantas. Do total, oito bactérias foram capazes de resistir e remediar ambientes contaminados com arsênio. Alcaligenes faecalis Mc250 foi um dos isolados que apresentou destacado potencial biorremediador, resistindo a 5 e 800mM de arsenito e arsenato, respectivamente, além de remover mais de 50% desse metal do meio. Análises genômicas desse isolado comprovaram suas adaptações ao ambiente hostil de origem. Os resultados demonstram a importância biológica de plantas brasileiras do QF como reservatórios de microrganismos com potencial biotecnológico.