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???metadata.dc.type???: Tese
Title: Caracterização fenotípica e produção de biopolímeros por bactérias isoladas de nódulos de guandu [(Cajanus cajan (L.) Millsp.]. 2009, 166f.
Other Titles: Phenotypic characterization and biopolymers production by bacteria isolated from pigeonpea [Cajanus cajan (L.) Millsp.] root nodules. Seropédica: UFRRJ, 2008. 166p.
???metadata.dc.creator???: Fernandes Júnior, Paulo Ivan 
???metadata.dc.contributor.advisor1???: Xavier, Gustavo Ribeiro
First advisor-co: Oliveira, Paulo Jansen de
Second Advisor-co: Rumjanek, Norma Gouvêa
???metadata.dc.description.resumo???: A fixação biológica do nitrogênio é um processo natural realizado por procariotos denominados diazotróficos. Dentre os diversos microrganismos capazes de fixar o nitrogênio, destacam-se aqueles capazes de estabelecer associações mutualísticas com leguminosas em estruturas especializadas denominadas nódulos. A busca por microrganismos capazes de estabelecer uma associação eficiente com as plantas desta família tem sido alvo de estudos ao longo das últimas décadas. Nos últimos anos, além da prospecção por microrganismos capazes de estabelecer associações eficientes, os rizóbio tem sido alvo de outros interesses biotecnológicos como a produção de moléculas de interesse industrial, como enzimas e biopolímeros. Estas macromoléculas são empregadas em diversos ramos da indústria e a busca por novos microrganismos capazes de produzir essas moléculas constitui uma fonte de inovação constante nestes setores. Neste contexto, o objetivo deste trabalho fo i avaliar a diversidade fenotípica de bactérias isoladas de nódulos de três cultivares de guandu, bem como avaliar a capacidade desses isolados em produzir exopolissacarídeos, polihidroxibutirato e amilases. Foram coletados amostras de oito solos, 4 em Seropédica (duas amostras em áreas com Argissolo Vermelho Amarelo e duas áreas com Planossolo Háplico) e 4 em Pinheiral (Latossolo Amarelo; Argissolo Vermelho; Argissolo Acinzentado e Neossolo Flúvico) para implantação do experimento de para a obtenção das bactérias. O experimento foi montado no esquema fatorial 3 (cultivares) x 8 (solos). As plantas foram colhidas aos 75 dias após a emergência e a nodulação foi avaliada. Os nódulos foram desinfestados superficialmente e pressionados em placas de Petri contendo meio de cultura YMA com Vermelho Congo. Após purificação dos isolados foi realizada a caracterização cultural e foi avaliada a capacidade crescimento em meio com diferentes fontes de carbono, concentrações de antibióticos ou de sais e diferentes temperaturas. Os isolados foram validados em condições estéreis de casa de vegetação e a foi realizado um teste para avaliar a capacidade de estabelecimento da simbiose. Paralelamente foram selecionados isolados para avaliar a capacidade de produção de polihidroxibutirato (PHB), exopolisacarídeos (EPS), e amilase. A reologia de EPS selecionados também foi avaliada. Os isolados apresentaram um padrão muito diverso de capacidade de metabolizar diferentes fontes de carbono e de apresentar resistência intrínseca a antibióticos. A maioria dos isolados testados foram capazes de crescer quando incubados a temperaturas de 42°C. Grande parte dos isolados apresentou resistência à salinidade (3% de NaCl). Já 34% dos isolados não foram capazes de nodular a planta hospedeira e dos isolados avaliados para o estabelecimento da simbiose, todos apresentaram nodulação estatisticamente igual àquela apresentada pelas estirpes recomendadas. Os isolados variaram quanto à capacidade de produzir EPS e PHB, havendo grande influência da fonte de carbono utilizada. A reologia dos EPS demonstrou comportamento pseudoplástico das soluções de EPS selecionados. Com relação à produção de amilases, os um isolado se destacou bastante dos demais, onde a halo de degradação do amido atingiu mais de 2,7 vezes o tamanho da colônia. Estes resultados demonstram o potencial biotecnológico dessas bactérias, tanto para a produção de inoculantes como para a produção de biopolímeros.
Abstract: The biological nitrogen fixation (BNF) is a natural process carried out by prokaryotes collectively called diazotrophs. Among the diverse microorganisms able to fix the atmospheric nitrogen, stand out those capable of set up mutualistic associations with legume plants in specialized structures called nodules. Thus the search for microorganisms able to establish efficient associations with plants of legume family had been the target of studies for the last decades. In recent years, further the prospecting for microorganisms able to establish efficient associations, the rhizobia have been the target of other biotechnology interests, such as the production of molecules of industrial interest, such as enzymes and biopolymers. These macromolecules are used in various branches of industry and the constant search for microorganisms able to produce new molecules is a source of innovation in these sectors. In this context, the aim of this study was to evaluate the phenotypic diversity of bacterial isolates from root nodules of three pigeonpea genotypes, as well as to evaluate the capacity of these bacterial isolates to produce exopolysaccharides, polyhydroxybutyrate and amylases. Eight soils were sampled four in Seropédica municipality (two samples were from Dystric Udult soils), and two from a Haplic Fragiudult soil), four in Pinheiral municipality (Xanthic Udox soil, Aqult soil, Rhodic Udult, and a Fluvaquent), all in Rio de Janeiro State, to set up a experiment to obtain the bacterial isolates. The experiment was set up at a factorial design of 3 (genotypes) x 8 (soils). The plants were harvest at 75 days after the emergence and the nodulation was evaluated. Five nodules for each plant were superficially disinfected and crushed in Petri dishes with YMA media containing Congo Red stain. After the purification of the bacterial isolates it was proceeded the cultural characterization, and evaluated the capacity of the bacterial strains to grow in culture media containing eight different carbon sources, antibiotics or salts and different temperatures. The isolates were authenticated in greenhouse sterile conditions and an experiment was carried out to evaluate the capacity of selected isolates to establish the symbiosis. The isolates presented a very diverse pattern to present intrinsic resistance to antibiotics and to grow eighth different carbon sources. It was also evaluated the capacity of the isolates to produce polyhydroxybutyrate, exopolysaccharides and amylase. The reology of selected EPS were also evaluated. The majority of isolates tested were able to present growth when incubated at 42°C. Part of the isolates was able to grow in culture media with 3% of NaCl. Though 34% of the isolates were not able to nodulate the host plant, and from the isolates evaluated to establish the symbiosis all presented the same nodulation compared with the recommended strains. The isolates varied a lot regarding the production of PHB and EPS, showing strong influence of the carbon source used. The EPS rheology showed pseudoplastic behavior. Regarding the amylase production, one isolate had reached a degradation ha lo 2.7 times the colony size. These results show the biotechnological potential of these isolates, both for inoculants production and biopolymer production.
Keywords: fixação biológica de nitrogênio
polihidroxibutirato
exopolissacarídeos
inoculante
diversidade
inovação tecnológica
biological nitrogen fixation
polyhydroxybutyrate
exopolisaccharides
amylase
diversity
technological innovation
inoculant
???metadata.dc.subject.cnpq???: CNPQ::CIENCIAS AGRARIAS::AGRONOMIA::CIENCIA DO SOLO
Language: por
???metadata.dc.publisher.country???: Brasil
Publisher: Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro
???metadata.dc.publisher.initials???: UFRRJ
???metadata.dc.publisher.department???: Ciências Agrárias
???metadata.dc.publisher.program???: Curso de Pós-Graduação em Agronomia - Ciência do Solo
Citation: FERNANDES JÚNIOR, Paulo Ivan. Phenotypic characterization and biopolymers production by bacteria isolated from pigeonpea [Cajanus cajan (L.) Millsp.] root nodules. Seropédica: UFRRJ, 2008. 166p.. 2009. 183 f. Tese (Doutorado em Ciências Agrárias) - Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro, Seropédica, 2009.
???metadata.dc.rights???: Acesso Aberto
URI: https://tede.ufrrj.br/jspui/handle/tede/334
Issue Date: 27-Nov-2009
Appears in Collections:DOUTORADO EM AGRONOMIA - CIÊNCIA DO SOLO

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