Search

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES The objective of this work was to evaluate the influence in saturation on the nitrogen removal performance of vertical flow constructed wetlands (VFCW), filled with gravel, in the post-treatment of anaerobic septic tank effluent (ST). The research was designed based on two experimental systems: a benchtop and a full-scale one. In the first experiment, 200 mm diameter PVC pipes were used, filled with gravel. Canna x generalis seedlings were transplanted into them, fed with the TS effluent 5 times a day, for 3.5 days a week, with the same time for resting. Three hydraulic loading rates - HLR (40, 70 and 100 mm.d-1) were tested for two saturation conditions: 20% (15 cm) and 33% (25 cm). Qualitative and quantitative monitoring of influent and effluent wastewater from each treatment unit was carried out, evaluating the following parameters: chemical oxygen demand (CODt), total Kjeldahl nitrogen (TKN), ammonia nitrogen (N-NH4+), nitrite (N -NO2-) and nitrate (N-NO3-), alkalinity, solids series and pH. In the second experiment, these same parameters were analyzed in a full-scale system composed of TS (V=4.7 m3) and WCFV (A = 24.5 m2, filled with gravel and planted with Canna x generalis), in order to compare the effect of saturation (phase II) compared to the previous phase, with recirculation of the treated effluent in the VFCW to the septic tank (phase I). Furthermore, 16S rRNA sequencing was used to identify the nitrifying and denitrifying bacterial community present in the system through samples of the support medium (gravel) at different points of the VFCW. In the benchtop system, the results showed that the saturation height that best removed NT was 25 cm. In the full-scale experiment, with 25 cm of saturation, efficiencies of 61%, 63%, 91%, 40%, 92% and 88% were found for the VFCW for N-NH4+, TN, TSS, TS, BOD and CODt, respectively. When statistically analyzing the effluent concentrations and the global efficiencies of the different operational phases, it was noticed that COD and NT did not present a significant difference. Microbiological analysis in the wetland bed showed the presence of Chromatiales, Xanthomonadales, Nitrospirales families on the surface and in the middle of the wetland bed, both in summer and in winter. At the bottom of the wetland, in the saturation layer, Rhodocyclales and Nitrospiraceae were also observed in winter and summer. The analysis also determined that there was low diversity of nitrifying and denitrifying bacteria. Nitrospira family genera predominated as nitrifying bacteria and Rhodocyclaceae and Bradyrhizobiaceae family genera predominated as denitrifying bacteria. Operation with a saturated bottom offers advantages over recirculation, mainly related to lower energy consumption (for pumping) and greater operational simplicity. O objetivo deste trabalho foi avaliar a influência da saturação de fundo no desempenho da remoção de nitrogênio de wetlands construídos de fluxo vertical (WCFV), preenchidos com brita, no pós-tratamento de efluente anaeróbio de tanque séptico (TS). A pesquisa foi delineada baseada em dois sistemas experimentais: um de bancada, e um em escala real. No primeiro experimento, utilizaram-se tubos de PVC com 200 mm de diâmetro, preenchidos com brita. Neles foram transplantados mudas de Canna x generalis, os quais foram alimentados com o efluente do TS 5 vezes ao dia, por 3,5 dias na semana, com o mesmo tempo destinado a repouso. Foram testadas 3 taxas de aplicação hidráulica - TAH (40, 70 e 100 mm.d-1) para duas condições de saturação de fundo: 20% (15 cm) e 33% (25 cm). Foi realizado o monitoramento qualitativo e quantitativo da água residuária afluente e efluente de cada unidade de tratamento, avaliando os seguintes parâmetros: demanda química de oxigênio (DQO), nitrogênio total Kjeldahl (NTK), nitrogênio amoniacal (N-NH4+), nitrito (N-NO2-) e nitrato (N-NO3-), alcalinidade, série de sólidos e pH. Já no segundo experimento, esses mesmos parâmetros foram analisados em um sistema em escala real composto de TS (V=4,7 m3) e WCFV (A = 24,5 m2, preenchido com brita e plantado com Canna x generalis) a fim de comparar o efeito da saturação de fundo (fase II) diante da fase anterior, com recirculação do efluente tratado no WCFV para o tanque séptico (fase I). Ainda, foram realizadas análises de sequenciamento 16s rRNA para identificar a comunidade bacteriana nitrificante e desnitrificante presente no sistema por meio de amostras do meio suporte (brita) em diferentes pontos do WCFV. No sistema de bancada os resultados mostraram que a altura de saturação que melhor removeu NT foi a com 25 cm. Já no experimento em escala real, com 25 cm de saturação, foram encontradas para o WCFV eficiências de 61%, 63%, 91%, 40%, 92% e 88% para N-NH4+, NT, SST, ST, DBO e DQOt, respectivamente. Ao analisar estatisticamente as concentrações efluentes e as eficiências globais, das diferentes fases operacionais, notou-se que DQO e NT não apresentaram diferença significativa. A análise microbiológica no leito do WCFV demostrou a presença das familias Chromatiales, Xanthomonadales, Nitrospirales na superfície e no meio do leito do WCFV, tanto no verão como no inverno. Já no fundo do WCFV, na camada de saturação, foram verificados Rhodocyclales e Nitrospiraceae também no inverno e verão. As análises também determinaram que havia baixa diversidade de bactérias nitrificantes e desnitrificantes. Gêneros da família Nitrospira predominaram como bactérias nitrificantes e os gêneros das famílias Rhodocyclaceae e Bradyrhizobiaceae predominaram como desnitrificantes. A operação com fundo saturado oferece vantagens em relação à recirculação, relacionadas principalmente ao menor consumo de energia (para bombeamento) e uma maior simplicidade operacional.

The active sludge process is one of the most-used techniques for the biodegradation of organic compounds present in effluents from an assortment of wastewaters. This study investigated the bacterial community structure of a petroleum industry’s activated sludge and its physical and chemical parameters using high-throughput sequencing. Samples were collected over one year: autumn 2015 (C1), winter 2015 (C2), spring 2015 (C3), and summer 2016 (C4). Total DNA was extracted, and the primers targeting the V4 region of the 16S rRNA gene were used for amplicon sequencing. The majority of the detected microorganisms were considered rare microbiota, presenting a relative abundance below 1% of the total sequences. All of the sequences were classified at the phylum level, and up to 55% of the ASVs (Amplicon Sequence Variants) were associated with known bacterial genera. Proteobacteria was the most abundant phylum in three seasons, while the phylum Armatimonadota dominated in one season. The genus Hyphomicrobium was the most abundant in autumn, winter and summer, and an ASV belonging to the family Fimbriimonadaceae was the most abundant in the spring. Canonical Correspondence Analysis showed that physicochemical parameters of SS, SD and TSS are correlated, as well as ammoniacal nitrogen. Sample C3 presented the highest values of COD, AN and solids (SS, SD and TSS). The highest COD, AN, and solids values are correlated to the high frequency of the phylum Armatimonadota in C3. Resumo O processo de lodo ativo é uma das técnicas mais utilizadas para biodegradação de compostos orgânicos presentes nos efluentes de uma variedade de águas residuais. A estrutura da comunidade bacteriana do lodo ativado de uma indústria de petróleo e sua relação com parâmetros físicos e químicos foram investigadas por meio de sequenciamento de alto rendimento. As amostras foram coletadas durante um período de um ano: outono de 2015 (C1), inverno de 2015 (C2), primavera de 2015 (C3) e verão de 2016 (C4). O DNA total foi extraído e para amplificação foram utilizados primers específicos para região V4 do gene 16S rRNA. A maioria dos microrganismos detectados foi considerada microbiota rara, apresentando abundância relativa abaixo de 1% do total de sequências. Em geral, quase a totalidade das sequências (99,9%) foi classificada em nível de filo, mas apenas algumas ASVs (23,7%) foram associadas a gênero bacteriano conhecido. As proteobactérias foram o filo mais abundante em três das estações, enquanto o filo Armatimonadota dominou em uma estação. O gênero Hyphomicrobium foi o gênero mais abundante no outono, inverno e verão, e uma ASV pertencente à família Fimbriimonadaceae (filo Armatimonadetes) foi o microrganismo mais abundante na primavera. A Análise de Correspondência Canônica (CCA) indica uma diferença consistente da comunidade bacteriana da primavera quando comparada com amostras de outras estações. Os resultados mostram uma correlação entre o filo Armatimonadota e a alta concentração de DQO, NA e sólidos.

Submitted by Sara Ribeiro (sara.ribeiro@ucb.br) on 2020-05-04T22:45:45Z No. of bitstreams: 1 MariaWannaFigueiredoSenaMacedoDissertacao2020.pdf: 3024711 bytes, checksum: b6608fa8da7eb91ba679e2d1b25b5940 (MD5) Approved for entry into archive by Sara Ribeiro (sara.ribeiro@ucb.br) on 2020-05-04T22:46:17Z (GMT) No. of bitstreams: 1 MariaWannaFigueiredoSenaMacedoDissertacao2020.pdf: 3024711 bytes, checksum: b6608fa8da7eb91ba679e2d1b25b5940 (MD5) Made available in DSpace on 2020-05-04T22:46:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MariaWannaFigueiredoSenaMacedoDissertacao2020.pdf: 3024711 bytes, checksum: b6608fa8da7eb91ba679e2d1b25b5940 (MD5) Previous issue date: 2020-02-14 Coral reefs are marine ecosystems that are home to a great biodiversity, forming complex food webs and serving as shelter for various organisms. Due to their high degree of diversity, these environments have a biotechnological potential that is still unknown and little explored, having been studied the produce bioactive molecules organisms, such as polyketides (PKs) and non-ribosomal peptides (NRPs) that can be used in the pharmaceutical, nautical or food industries. Brazilian coral reefs have a unique composition, as they are formed by a large number of endemic species and have a little-found structure, that are named chapeir??es. These reefs extend throughout the northeast coast and commonly can be observed the species of stony corals, black corals, fire corals and octocorals. Corals and other marine invertebrate animals have been studied as to their potential in the production of compounds with biological activity, showing a positive result in the studies already carried out, including, evidencing the role of the microorganisms associated with them in the production of these compounds. Due to the increase in global warming and the damage caused to marine environments through anthropic activities, it??s clear the rapid decline in the population number of coral-forming cnidarians reefs. Recently, 90% of the mortality of the species Millepora alcicornis has been observed in the Costa do Descobrimento (BA), as it promotes the search for new ideas for the preservation of reef environments and the study of these ecosystems in relation to their chemical potential. In this study, the corals M. alcicornis and Phyllogorgia dilatata had the cultivable bacterial community associated with them, isolated and identified, using molecular techniques, where it was possible to observe a large number of organisms from the phyla Proeobacteria and Firmicutes, with the majority of the isolates identified as belonging to the Vibrio genus. The bacterial isolates were tested, when the presence of antimicrobial activity, against ATCC strains of Escherichia coli and Staphylococcus aureus, and a positive result was verified for 29 isolates, all belonging to the Vibrio genus. It was also carried out the prospecting of genes encoding enzymes responsible for the synthesis of PKs and NRPs in bacterial isolates, with 27 isolates found that have one of the coding genes. This search also analyzed the relationship between the presence and absence of the gene with a positive result in terms of antimicrobial activity, noting that most isolates that showed amplification of the target gene did not demonstrate antimicrobial activity, a fact that may be related to the presence of silent genes in these samples. Os recifes de coral s??o ecossistemas marinhos que abrigam uma grande biodiversidade, formando teias alimentares complexas e servindo de abrigo para diversos organismos. Por apresentar um alto grau de diversidade, esses ambientes guardam um potencial biotecnol??gico ainda desconhecido e pouco explorado, tendo sido estudados organismos produtores de mol??culas bioativas, como policet??deos (PKs) e pept??deos n??o-ribossomais (NRPs) que podem ser utilizadas nas ind??strias farmac??utica, n??utica ou aliment??cia. Os recifes de coral brasileiros possuem uma composi????o ??nica, por ser formado por um grande n??mero de esp??cies end??micas e ter uma estrutura pouco encontrada, os chamados chapeir??es. Esses recifes se estendem por todo litoral nordeste e comumente podem ser observadas as esp??cies corais-p??treos, corais negros, corais-de-fogo e octocorais. Os corais e outros animais invertebrados marinhos vem sendo estudados quanto ao seu potencial na produ????o de compostos com atividade biol??gica, mostrando um resultado positivo nos estudos j?? realizados, inclusive, evidenciando o papel dos microrganismos a eles associados na produ????o desses compostos. Com o aumento do aquecimento global e dos danos causados aos ambientes marinhos por meio de atividades antr??picas, ?? evidente o r??pido decl??nio no n??mero populacional dos cnid??rios formadores de recifes de coral. Recentemente, foi observado 90% de mortalidade da esp??cie Millepora alcicornis na Costa do Descobrimento (BA), dado que impulsiona a buscar novas estrat??gias para a preserva????o dos ambientes recifais e ao estudo desses ecossistemas com rela????o ao seu potencial biotecnol??gico. Neste trabalho os corais M. alcicornis e Phyllogorgia dilatata tiveram a comunidade bacteriana cultiv??vel, a eles associados, isolada e identificada, por meio de t??cnicas moleculares, onde foi poss??vel observar um grande n??mero de organismos dos filos Proteobacteria e Firmicutes, sendo a maioria dos isolados, 73 dos 135 isolados obtidos, identificados como pertencentes ao g??nero Vibrio. Os isolados bacterianos foram testados, quanto ?? presen??a de atividade antimicrobiana, contra cepas ATCC de Escherichia coli e Staphylococcus aureus, sendo verificado um resultado positivo para 29 isolados, todos pertencentes ao g??nero Vibrio. Realizou-se tamb??m a prospec????o de genes codificadores de enzimas respons??veis pela s??ntese de PKs e NRPSs nos isolados bacterianos, sendo encontrados 27 isolados que possuem um dos genes codificadores. Esse estudo analisou tamb??m a rela????o entre a presen??a ou aus??ncia do gene com um resultado positivo quanto a atividade antimicrobiana, sendo notado que grande parte dos isolados que apresentaram amplifica????o do gene alvo n??o demonstrou atividade antimicrobiana, fato que pode estar relacionado a presen??a de genes silenciosos nessas amostras.

CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior A água é o principal recurso para a manutenção da vida. A qualidade microbiológica é uma das características mais importantes da água de consumo, pois as comunidades microbianas podem ser utilizadas como indicadores da interferência humana nesses ecossistemas. Além disso, rios e córregos podem ser importantes vias de disseminação de bactérias resistentes aos antimicrobianos e a pesquisa de marcadores genéticos de resistência possibilita conhecer o resistoma clínico presente nos mesmos. Estudos metagenômicos, através de técnicas moleculares como sequenciamento e PCR, propiciam o conhecimento a fundo da comunidade microbiana e seu perfil de susceptibilidade a drogas antimicrobianas. Acredita-se que as atividades antrópicas, tanto aquelas relacionadas à urbanização quanto as de agricultura e pecuária familiar e de pequenas propriedades, influenciam na cadeia epidemiológica microbiana em bacias hidrográficas, as quais podem atuar como vias de disseminação de microrganismos resistentes às drogas antimicrobianas e microrganismos potencialmente patogênicos, com impactos na saúde humana, animal e ambiental. O objetivo deste trabalho foi avaliar a presença de marcadores de resistência a drogas antimicrobianas em amostras de água de uma bacia hidrográfica. Foram coletadas 12 amostras de água em diferentes pontos do Rio das Ostras em duas épocas distintas. Foram realizadas análises físico-químicas, tais como pH, oxigênio dissolvido, condutividade e salinidade. DNA foi extraído das amostras e foi avaliada a presença de marcadores genéticos de resistência para diferentes classes de antimicrobianos, por PCR. As amostras obtidas do rio em área urbanizada apresentaram valores de condutividade e salinidade mais elevados e alguns pontos com pH expressivamente menores do que os outros pontos de amostragem durante o curso do rio. Já os valores de oxigênio dissolvido apresentaram-se mais elevados na área rural e no ponto de maré alta no estuário. Foram identificados 26 marcadores genéticos de resistência entre as amostras, sendo mais frequentemente encontrados nos pontos de coleta localizados na área urbana. Entre os genes de resistência pesquisados, sul1, ereB e tet(Q) foram os mais frequentes, os quais foram detectados em cerca de 80% das amostras. A análise de componente principal (PCA) mostrou que as amostras foram agrupadas segundo sua localização de amostragem no curso do rio de acordo com o perfil de ocorrência de marcadores genéticos de resistência aos antimicrobianos. Conclui-se que a presença dos marcadores de resistência pesquisados podem representar uma contaminação da água, tanto por bactérias resistentes de origem humana quanto animal e sugere-se que as atividades antrópicas realizadas ao redor da bacia tenha grande influência na frequência de marcadores de resistência encontrados, assim como a classe de antimicrobianos que os mesmos representam. Water is the main resource for maintaining life. Microbiological quality is one of the most important characteristics of consumption water, enabling microbial communities to function as indicators of human interference in these ecosystems. In addition, rivers and streams may be important pathways for the spread of antimicrobial resistant bacteria, and searching for genetic markers of resistance makes it possible to know their clinical resistome. Metagenomic studies, through molecular techniques such as sequencing and PCR, provide in-depth knowledge of the microbial community and its antimicrobial resistance profile. It is believed that the anthropic activities, both those related to urbanization and those of agriculture and family farms and small properties, influence the microbial epidemiological chain in watersheds, which can act as ways of disseminating microorganisms resistant to antimicrobial drugs and potentially pathogens, with impacts on human, animal and environmental health. This study aims to evaluate the presence of resistance markers to antimicrobial drugs in water samples of a watershed. In this study, 12 water samples were collected at different points of the Rio das Ostras river in two distinct periods. In these samples, physical-chemical analyzes were performed (pH, Dissolved Oxygen, conductivity and salinity). DNA was extracted from the samples and genetic resistance markers were searched for different classes of antimicrobials using PCR. The samples obtained from the river already in urbanized area presented values of conductivity and salinity higher and some points with pH expressively smaller than the other points of sampling during the course of the river. On the other hand, dissolved oxygen values were higher in the rural area and at high tide point in the estuary of the river in question. Twenty-six genetic resistance markers were identified among the samples, and they were most frequently found at collection points located in the urban area. Among the resistance genes studied, sul1, ereB and tet (Q) were the most frequent, which were detected in about 80% of the samples. Principal component analysis (PCA) showed that the samples were grouped according to their sampling location in the course of the river based on the occurrence profile of genetic markers of antimicrobial resistance. It can be concluded that the resistance markers researched may represent water contamination by both human and animal resistant bacteria and it is suggested that the anthropogenic activities carried out around the basin have a great influence on the frequency of resistance markers found, as well as the class of antimicrobials they represent.

Tese de Doutoramento em Ciências (Especialidade em Biologia), A tuberculose da oliveira, causada pela bactéria Pseudomonas savastanoi pv. savastanoi (Pss), é uma importante doença do olival ainda sem tratamento conhecido. Esta doença afeta a parte aérea das oliveiras e caracteriza-se por um crescimento anormal dos tecidos, principalmente no tronco e ramos. Neste trabalho foi caracterizada a comunidade bacteriana que habita a filosfera da oliveira, de modo a elucidar o seu possível papel na defesa da planta contra a tuberculose da oliveira. Uma abordagem dependente de cultivo foi usada para descrever as populações da superfície (epífitos) e do interior (endófitos) de folhas, caules e nódulos de duas cultivares com diferentes suscetibilidades a esta doença. Para alguns dos isolados obtidos foi testada a sua capacidade antagonista contra Pss em ensaios in vitro, tendo os mecanismos associados a este antagonismo sido também avaliados. A eficácia do isolado mais promissor, Bacillus amyloliquefaciens P41, na redução do desenvolvimento da doença e na melhoria do fitness da planta foi avaliada através de ensaios in planta. No geral, a comunidade bacteriana da filosfera da oliveira inclui membros pertencentes principalmente a Proteobacteria, em particular a Gammaproteobacteria. A composição bacteriana foi principalmente afetada pela cultivar do hospedeiro e em menor grau pelo órgão, que teve um maior impacto nos epífitos. Adicionalmente, cada cultivar/órgão foi aparentemente seletiva através de OTUs bacterianos específicos. A tuberculose da oliveira revelou ter também um impacto na estrutura da comunidade bacteriana, mas com diferentes efeitos, dependentes da cultivar e do habitat na planta hospedeira. Na verdade, o seu efeito foi mais notório na cultivar mais suscetível à doença e nos endófitos. Um total de 27 isolados inibiram significativamente o crescimento de Pss, tendo os isolados com uma maior capacidade antagonista sido isolados da cultivar suscetível. Esta capacidade antagonista deveu-se provavelmente à produção de compostos voláteis, enzimas líticas e sideróforos. B. amyloliquefaciens P41 reduziu a severidade da doença em até 43.7% e a população de Pss em até 26.8%, e simultaneamente melhorou o fitness da planta hospedeira, podendo ser possivelmente considerado um candidato promissor no controlo da tuberculose da oliveira. Estudos adicionais são necessários para identificar o papel funcional destas bactérias e dos mecanismos envolvidos na proteção da planta hospedeira contra a tuberculose da oliveira., Olive knot (OK), caused by Pseudomonas savastanoi pv. savastanoi (Pss), is an important olive orchard disease with still no treatment known. This disease affects the aerial part of the olive trees and is characterized by overgrowth formations (knots) mainly on trunk and branches. In this work was characterized the bacterial community inhabiting the olive tree phyllosphere, in order to elucidate its possible role on plant defense against OK disease. A culture-dependent approach was used to describe the bacterial populations in (epiphytes) and on (endophytes) leaves, twigs and knots of two cultivars with different susceptibility to OK disease. Some of the isolates obtained were screened for their antagonistic effect against Pss in in vitro assays, and their mechanisms were also evaluated. The efficacy of the most promising isolate, Bacillus amyloliquefaciens P41, in reducing OK development and improving plant fitness was evaluated through in planta assays. Overall, the bacterial community of olive tree phyllosphere comprised members belonging mainly to Proteobacteria, in particular Gammaproteobacteria. Bacterial composition was primarily impact by host cultivar, and, to a lesser extent, by plant organ which had a more control over epiphytes. In addition, each cultivar/organ apparently was selective towards specific bacterial OTUs. OK disease showed also to have an impact on the structure of bacterial communities, but with variable effects depending on the host cultivar and plant habitat. Indeed, its effect was most notorious in OK-susceptible cultivar and within endophytes. A total of 27 isolates inhibited significantly Pss growth, being the ones with the greatest antagonistic activity from the tissues surface of OK-susceptible cultivar. Such ability was potentially due to the production of volatile compounds, lytic enzymes and siderophores. B. amyloliquefacients P41 reduced OK disease’s severity up to 43.7% and Pss population size up to 26.8% and simultaneously increased plant fitness, suggesting to be a promising candidate for controlling OK disease. More research are still required to identify the functional role of these bacteria and the mechanisms involved in conferring host plant protection to OK disease., This research was partially supported by FEDER funds through COMPETE (Programa Operacional Factores de Competitividade), national funds through FCT (Fundacao para a Ciencia e a Tecnologia) and by Horizon 2020, the European Union's Framework Programme for Research and Innovation, within the project PRIMA/0002/2018 INTOMED - Innovative tools to combat crop pests in the Mediterranean, and PTDC/A5P-PLA/31133/2017 MicOlives - Exploiting plant induced resistance by beneficial fungi as a new sustainable approach to olive crop protection. D. Mina thanks FCT, POPH-QREN and FSE for SFRH-BD-105341/2014 grant and also the COST Action FA1405 for two short-term scientific mission (51-5M) grant.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES The aim of this study was to evaluate the performance of a domestic wastewater treatment system in full scale with septic tank (ST) followed by vertical down-flow constructed wetland (VDCW), planted with Canna x generalis, operating with recirculation, in removal of carbonaceous organic matter, solids, nitrogen and phosphor in the treatment of the inlet wastewater. The ST (V = 4,7 m3) was used in the primary treatment, and the VDCW (24.5 m2 surface area) was used in the secondary treatment of domestic wastewater. Over a period of 360 days (01/05/18 – 25/04/19), operating with 1200 L d-1 raw domestic wastewater inlet, recirculation rate of 90% and average loads of 882 gBOD d-1, 1417 gCOD d-1, 1246 gSS d-1, 1890 gST d-1, 83 gNH4+-N d-1, 150 gTN d-1 and 13 g PO43--P d-1, the system (ST/VDCW) showed high average organic matter removals (85% BOD, 86% COD), suspended solids (93%), ammonia nitrogen (80% NH4+-N); good removal of total solids (65%) and total nitrogen (67% TN). However, the system proved inefficient in removing inorganic phosphorus (PO43--P). TS stood out for its high 88% NO3--N removal for 21 g NO3--N d-1 average inlet load, providing conditions for the denitrification process. The VDCW, with a average HLR of 90 mm d-1 and average loads of 32 gBOD m-2 d-1, 66 gCOD m-2 d-1, 60 gSS m-2 d-1, 97 gTS m-2 d-1, 4 gNH4+-N m-2 d-1 and 7 gTN m-2 d-1, showed average removal efficiencies of 67%, 76%, 88%, 45%, 70% and 45% for BOD, COD, SS, TS, NH4+-N and TN respectively. Canna x generalis showed good adaptation and rapid growth, contributing with 10% of the removal of TN from VDCW after cutting its biomass. From hydrodynamic tests with rhodamine tracer WT, variations in VDCW hydraulic behavior were observed, and an average percolation time of 18 min was determined. Vegetation growth showed a variable correlation, from weak to strong, with wetland percolation time over time, indicating possible influence of water interception by the aerial part of the plant and pore obstruction and formation of preferential paths in the filter bed, due to the spreading and growth of roots and rhizomes. The removal of NO3--N in ST was associated with the high abundance of heterotrophic denitrifying bacteria found in the accumulated sludge, which showed seasonal variation in diversity and relative abundance, with the predominant genus being Acidovorax, Rhodopseudomonas, Paracoccus and Pseudomonas. In VDCW, high NH4+-N removal was associated with the presence of autotrophic AOB (Nitrosomonas, Nitrosospira) and NOB (Nitrobacter, Nitrospira) found throughout the depth of the filter bed and also adhered to the roots of the vegetation, with seasonal variation of diversity and abundance. In the filter bed, an abundance of anaerobic bacteria of the genus Clostridium and denitrifying bacteria of the genus Flavobacterium, Pseudomonas, Acinetobacter has been found; indicating significant formation of anaerobic microenvironments, and associated with good TN removal, indicates the possible occurrence of simultaneous nitrification and denitrification processes in VDCW. Este trabalho teve por objetivo avaliar o desempenho de um sistema de tratamento de esgoto doméstico em escala real composto por tanque séptico (TS) seguido de wetland construído de fluxo vertical descendente (WCVD), plantado com Canna x generalis, operando com recirculação, na remoção de matéria orgânica carbonácea, sólidos, nitrogênio e fósforo presentes no esgoto afluente submetido ao tratamento. O tanque séptico (Vútil = 4,7 m3) foi empregado no tratamento primário, e o WCVD (24,5 m2 de área superficial) foi utilizado no tratamento secundário dos esgotos. Durante um período de 360 dias (01/05/18 – 25/04/19), operando com uma entrada de esgoto bruto de 1200 L d-1, uma taxa de recirculação de 90%, e cargas médias de 882 gDBO5,20 d-1, 1417 gDQOt d-1, 1246 gSS d-1, 1890 gST d-1, 83 gN-NH4+ d-1, 150 gNT d-1 e 13 gP-PO43- d-1, o sistema (TS/WCVD) apresentou elevadas remoções médias de matéria orgânica (85% de DBO5,20, 86% de DQOt), de sólidos em suspensão (93%), de nitrogênio amoniacal (80% de N-NH4+); e boa remoção de sólidos totais (65%) e de nitrogênio total (67% de NT). Contudo, o sistema mostrou-se ineficiente quanto a remoção de fósforo inorgânico (P-PO43-). O TS destacou-se pela elevada remoção de 88% de N-NO3- para uma carga média afluente de 21 g N-NO3- d-1, evidenciando condições para o processo da desnitrificação. O WCVD, com uma TAH média de 90 mm d-1 e cargas médias de 32 gDBO5,20 m-2 d-1, 66 gDQOt m-2 d-1, 60 gSS m-2 d-1, 97 gST m-2 d-1, 4 gN-NH4+ m-2 d-1 e 7 gNT m-2 d-1, apresentou eficiências de remoção médias de 67%, 76%, 88%, 45%, 70% e 45% para DBO5,20, DQOt, SS, ST, N-NH4+ e NT, respectivamente. A Canna x generalis apresentou boa adaptação e rápido crescimento, e contribuiu com 10% da remoção de NT do WCVD, após o corte da sua biomassa. A partir de ensaios hidrodinâmicos com traçador rodamina WT foram observadas variações no comportamento hidráulico do WCVD ao longo do tempo, e determinou-se um tempo de percolação médio de 18 min após a aplicação de um pulso de 125 L min-1. O crescimento da vegetação mostrou uma correlação variável, de fraca a forte, com o tempo de percolação do wetland ao longo do tempo, indicando possível influência da interceptação da água pela parte aérea da planta, e obstrução dos poros e formação de caminhos preferenciais no leito filtrante devido ao espalhamento e crescimento das raízes e rizomas. A remoção de N-NO3- no TS foi associada à elevada abundância de bactérias desnitrificantes heterotróficas encontradas no lodo acumulado, as quais apresentaram variação sazonal em diversidade e abundância relativa, sendo predominantes as do gênero Acidovorax, Rhodopseudomonas, Paracoccus e Pseudomonas. No WCVD, a elevada remoção de N-NH4+, foi associado à presença de BOA (Nitrosomonas, Nitrosospira) e BON (Nitrobacter, Nitrospira) autotróficas encontradas ao longo de toda a profundidade do leito filtrante e, também, aderidas às raízes da vegetação, com variação de diversidade e abundância sazonal. No leito filtrante, foi encontrada elevada abundância de bactérias anaeróbias do gênero Clostridium, e de bactérias desnitrificantes do gênero Flavobacterium, Pseudomonas, Acinetobacter; indicando formação significativa de microambientes anaeróbios, e que associado à boa remoção de NT, indica a possível ocorrência de processos de nitrificação e desnitrificação simultâneos no WCVD.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) Bacteria are the world’s most abundant organisms and the foremost drivers of carbon and nutrient cycles in aquatic environments. Changes in the metabolic activity and composition of heterotrophic bacterial communities in response to interactions with dissolved organic matter (DOM) can potentially alter global biogeochemical cycles. In a context of global environmental changes, effects of the quantity and quality of DOM on the composition and activity of bacterial communities were investigated in experimental microcosms. Although such experiments allow a less descriptive analysis of these communities, they have limitations. Initial experimental communities need to be the same, limiting the number of manipulations that can be performed. Furthermore, microcosm cultivation usually results in drastic compositional changes in the communities. Thus, we also evaluated a cryopreservation method for whole natural communities which allows experiments with a unique initial community to be performed separately, as well as the effects of varying DOMs to keep the diversity of the cryopreserved communities. The results showed that both DOM quantity and quality were related to changes in the communities, with quality exerting an early response effect driven by competition and the intensity and duration of the effect modulated by quantity. Moreover, diversity and community composition of the bacterial communities were generally maintained after cryopreservation, although part of the diversity was lost, something more evident for communities from more stable and oligotrophic environments. In a global warming context, increase in the temperature oceans and freshwater bodies are expected, which could cause changes in the quantity and quality of the available DOM within these environments. This outcome could alter composition and metabolism of heterotrophic bacterial communities, causing not fully understood impacts on the carbon and nutrients global cycles. Bactérias são os organismos mais abundantes e a principal força motriz para o ciclo de carbono e de nutrientes em ambientes aquáticos. Variações na atividade metabólica e composição das comunidades bacterianas heterotróficas que resultam das interações com matéria orgânica dissolvida (MOD) têm capacidade de alterar ciclos biogeoquímicos globais. Considerando um contexto de mudanças ambientais globais, o efeito da quantidade e qualidade da MOD na composição e atividade das comunidades bacterianas foi avaliado em experimentos em microcosmos. Embora permitam ir além de uma análise puramente descritiva das comunidades microbianas e realizar manipulações, experimentos em meso e microcosmos têm limitações. Estes experimentos necessitam iniciar com a mesma comunidade, o que limita o número de manipulações concomitantes possíveis. Além disso, cultivos em microcosmo normalmente resultam em mudanças drásticas na composição das comunidades. Assim, um método de criopreservação de comunidades bacterianas naturais completas, que permita a estocagem e utilização em diferentes tempos de uma mesma comunidade inicial, foi avaliado, bem como o efeito de diferentes MODs sobre a manutenção da diversidade nessas comunidades cultivadas após criopreservação. Os resultados mostraram que tanto quantidade quanto qualidade de MOD correlacionaram-se com mudanças na comunidade bacteriana, mas a qualidade exerceu um efeito rápido por competição, com sua intensidade e duração moduladas pela quantidade. No geral, também foi possível manter a diversidade e composição de comunidades bacterianas naturais após criopreservação, embora uma fração da diversidade seja perdida, especialmente em comunidades oriundas de ambientes mais estáveis e oligotróficos. Isto é problemático pois se espera que em um contexto de aquecimento global a temperatura dos oceanos e corpos d’água doce aumentem, algo que poderia levar a mudanças na quantidade e qualidade da MOD destes ambientes. Isto potencialmente alteraria a composição e metabolismo das comunidades bacterianas heterotróficas, causando impactos nos ciclos globais do carbono e nutrientes que ainda não são completamente compreendidos. CAPES: código de financiamento - 001

Tese de Doutoramento (Programa Doutoral em Biologia de Plantas), Mediterranean temperate forests have been identified as major biodiversity hotspots. These ecosystems are currently threatened by long term drought imposition, which will be further enhanced by the predicted climate changing. Cork oak (Quercus suber L.) is an evergreen species typically distributed within the Mediterranean Basin that has an important economic and social impact for the Iberian Peninsula. Q. suber forests can comprise different forest systems, ranging from forests with high tree density (400 trees/ha, sobreirais) to savannah-like landscapes with 60–100 trees/ha (montados). Although, well adapted to summer drought season, increasing of temperature and decreasing of precipitation is endangering the sustainability of cork oak forests. A key role for cork oak adaptation and tolerance to drought could be played by the microbial community, namely ectomycorrhizal fungi and bacteria. In the present PhD project, seven cork oak forests from five different geographic locations, at different landscapes and gradient of water availability, were sampled. Ectomycorrhizal (ECM) community was assessed by barcoding of root tips present in soils samples, whereas the bacterial community of the same cork oak soils samples was assessed by metabarcoding using Illumina MiSeq sequencing. ECM community was predominantly dominated by Basidiomycota whereas bacterial community was highly enriched in Proteobacteria, Actinobacteria and Acidobacteria. A core microbial community was identified as belonging to all cork oak forests, namely Tomentella for ECM community and Acidothermus, Afipia and Sphingomonas for bacterial community. Both microbiomes clustered according to three bioclimate groups, humid, sub-humid and semi-arid/arid climates, although clustering was more evident for bacterial communities. When considering individual climate variables, bacterial and ECMF communities presented an opposite behavior. While ECMF occurrence was promoted by precipitation and impaired by temperature, bacteria presented the exact opposite trend. Correlations between ECM and mycorrhiza helper bacteria (MBH) communities revealed that Russula/Bacillus and Russula/Streptomyces interaction could play a potential role for cork oak drought stress acclimation. To the best of our knowledge, this work comprises the most complete survey of cork oak microbiomes at different landscapes. A set of microbial interactions were suggested that could push forward future research on cork oak forests for preventing further drought stress consequences., A floresta Mediterrânica está classificada como um dos principais pontos de conservação de biodiversidade. Estes ecossistemas estão atualmente ameaçados por períodos de seca prolongada, que serão intensificados com as alterações climáticas previstas. O sobreiro (Quercus suber L.) é uma espécie arbórea, de folhagem persistente, distribuída na bacia do Mediterrâneo, que tem um importante impacto socio-económico na Península Ibérica. As florestas de Q. suber estão distribuídas em diferentes sistemas florestais que variam, desde florestas com alta densidade de árvores (400 árvores/ha, sobreirais), até paisagens tipo-savana com 60-100 árvores/ha (montados). Apesar de bem adaptado à estação seca de Verão, o aumento da temperatura e a diminuição da precipitação registados estão a pôr em perigo a sustentabilidade das florestas de sobro. Neste contexto, a comunidade microbiana, nomeadamente a comunidade ectomicorrizica e bacteriana, podem desempenhar um papel essencial na adaptação e tolerância do sobreiro à secura. Neste projecto de doutoramento, foram consideradas sete florestas de sobreiro, de cinco locais geográficos diferentes, em diferentes sistemas florestais e de acordo com um gradiente de disponibilidade de água. A comunidade ectomicorrízica (ECM) foi avaliada por barcoding enquanto a comunidade bacteriana foi analisada através de metabarcoding (sequenciação Illumina MiSeq). A comunidade ECM é predominantemente dominada por Basidiomycota, enquanto a comunidade bacteriana é altamente enriquecida em Proteobacteria, Actinobacteria e Acidobacteria. A comunidade microbiana comum a todas as florestas de sobreiro envolve Tomentella na comunidade ECM e Acidothermus, Afipia e Sphingomonas na comunidade bacteriana. Ambos os microbiomas agruparam de acordo com três grupos bioclimáticos, húmido, sub-húmido e semiárido/ árido, embora o agrupamento das comunidades bacterianas fosse mais evidente. Ao considerar variáveis climáticas individuais, as comunidades bacterianas e fungos ectomicorrízicos apresentaram um comportamento oposto. Embora a ocorrência de fungos ectomicorrízicos tenha sido promovida pela precipitação e prejudicada pela temperatura, as bactérias apresentam a tendência exactamente oposta. As correlações entre ECM e as bactérias auxiliares de micorrizas revelam que a interacção entre Russula/Bacillus e Russula/Streptomyces pode desempenhar um eventual papel na aclimatação do sobreiro ao stresse hidrico. De acordo com o nosso conhecimento, este trabalho compreende a análise mais completa dos microbiomas de sobreiro em diversos regimes florestais. Um conjunto de interacções microbianas são sugeridas tendo em conta futuras linhas de investigação de forma a prevenir consequências negativas do stresse hídrico no normal desenvolvimento do sobreiro., This work was funded by FEDER funds through the Operational Competitiveness Program - COMPETE and by National Funds through FCT (Fundação para a Ciência e a Tecnologia) under the project FCT/COMPETE/FEDER with a project grant ref PEst-OE/BIA/UI4046/2014; UID/MULTI/04046/2013 and with the PhD grant, ref. SFRH/BD/86519/2012.

CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior O queijo Minas Frescal (QMF) representa um dos queijos mais consumidos no Brasil. Diversos fatores do seu processamento influenciam suas características microbiológicas, e consequentemente, sua qualidade e propriedades organolépticas. Seu alto teor de umidade e os riscos de contaminação durante a cadeia produtiva favorecem a ocorrência de microrganismos contaminantes, muitas vezes apresentando resistência aos antimicrobianos. Dessa forma, do ponto de vista da segurança alimentar e frente ao crescente fenômeno da resistência bacteriana às drogas, torna-se importante a investigação sobre a estrutura da comunidade bacteriana em QMF, bem como a avaliação da ocorrência de marcadores genéticos microbianos relacionados à resistência a drogas e seu potencial de mobilização. Neste estudo foram obtidas 5 amostras de um mesmo lote de 7 marcas de QMF identificadas de A a G, totalizando 35 amostras. Após a extração de DNA total microbiano das amostras, foram utilizadas abordagens de DNA fingerprint, pela amplificação de sequências palindrômicas extragênicas repetitivas (rep-PCR) para avaliação comparativa da similaridade da estrutura global da comunidade bacteriana. Posteriormente, PCR-DGGE foi utilizada para avaliar o perfil e a riqueza das amostras com relação a grupos de bactérias láticas. Matrizes de similaridade foram obtidas utilizando o método de agrupamento UPGMA. Os resultados obtidos pela técnica de rep-PCR revelaram que as amostras de queijos foram claramente agrupadas de acordo com as suas respectivas marcas. Além disso, perfis semelhantes entre amostras de marcas diferentes foram observados, indicando a presença de um núcleo microbiano comum. As amostras avaliadas também foram agrupadas de acordo com suas respectivas marcas de fabricação de acordo com os padrões de DGGE obtidos para bactérias láticas. A elevada similaridade entre a maioria das amostras do mesmo lote obtida nas técnicas de fingerprint sugere a reprodutibilidade e aplicabilidade das técnicas, e controle no processamento dos queijos ao longo da cadeia produtiva. Para a avaliação do resistoma clínico, a presença de 40 marcadores de resistência a diferentes classes de antibióticos foi avaliada por reação de PCR. Um núcleo comum de marcadores genéticos em todas as marcas foi detectado, associado à resistência aos beta-lactâmicos, tetraciclinas, quinolonas e sulfonamidas. Outros marcadores, incluindo aqueles relacionados a bombas de efluxo e resistência aos aminoglicosídeos, também foram observados. Integrons de classes 1 e 2 foram detectados, respectivamente, em 77% e 97% das amostras. As diferentes amostras de QMF puderam ser agrupadas de acordo com seu perfil de marcadores genéticos de resistência aos antimicrobianos, o que sugere epidemiologia peculiar que pode estar relacionada a qualidade e aos níveis de contaminação dos queijos ao longo da cadeia produtiva. Em conjunto, os dados sugerem que embora a cadeia produtiva do QMF seja controlada na indústria, riscos sanitários são inerentes pela contaminação dos queijos por bactérias putativas resistentes a antimicrobianos. Como um todo, os dados apontam para a necessidade de discussão dos parâmetros de qualidade microbiológica na produção, armazenamento e distribuição de QMF. Além disso, a detecção de integrons de classe 1 e 2 levanta questões a respeito do potencial de transferência horizontal de genes de resistência para a microbiota humana através do consumo destes alimentos. Minas Frescal cheese (QMF) represents one of the most consumed cheeses in the country. Several factors of its processing influence its microbiological characteristics, and, consequently, its quality and properties. Its high moisture content and the risks of contamination during the production chain favor the occurrence of contaminating microorganisms, often presenting antimicrobial resistance. Thus, from the point of view of food safety and the growing phenomenon of bacterial resistance to drugs, it is important to investigate the structure of the bacterial community in Minas Frescal cheese, as well as the evaluation of the occurrence of microbial genetic markers related to drug resistance and its potential for mobilization. In this study 5 samples from the same batch of 7 brands of Minas Frescal cheeses were identified from A to G, totaling 35 samples. After the extraction of total DNA from the samples, DNA fingerprint approaches were used, by the amplification of repetitive extragenic palindromic sequences (rep-PCR) to evaluate the similarity of the global structure of the bacterial community. Afterwards, PCR-DGGE was used to evaluate the profile and richness of the samples in relation to groups of lactic bacteria. Similarity matrices were obtained using the UPGMA clustering method. The results obtained by the rep-PCR technique revealed that the cheese samples were clearly brand-clustered. In addition, similar profiles among samples of different brands were observed, indicating the presence of a common microbial nucleus. The evaluated samples were also separated according to their respective manufacturing brands by the DGGE for lactic acid bacteria. The high similarity among the majority of the samples from the same batch obtained in the fingeprint techniques suggests the reproducibility and applicability of the techniques, and control in the cheese processing along the production chain. For the evaluation of clinical resistance, the presence of resistance markers to different classes of antibiotics was evaluated by PCR reaction. A common core of genetic markers was detected, associated with resistance to beta-lactams, tetracyclines, quinolones and sulfonamides. Other markers, including those related to efflux pumps and aminoglycoside resistance, have also been observed, but not in all brands. Integrons of classes 1 and 2 were detected, respectively, in 77% and 97% of the samples. The different QMF samples could be grouped according to their profile of genetic markers of antimicrobial resistance, which suggests peculiar epidemiology that may be related to the quality and levels of contamination of the cheeses along the production chain. Taken together, the data suggest that although the productive chain of QMF is controlled in the industry, health risks are inherent in the contamination of cheeses by putative antimicrobial resistant bacteria. As a whole, the data point to the need to discuss the parameters of microbiological quality in the production, storage and distribution of QMF. In addition, the detection of class 1 and 2 integrons raises questions about the potential for horizontal transfer of resistance genes to the human microbiota through the consumption of these foods.

Although Planktothrix agardhii often produces toxic blooms in eutrophic water bodies around the world, little is known about the fate of the organic matter released by these abundant Cyanobacteria. Thus, this study focused in estimating the bacterial consumption of the DOC and DON (dissolved organic carbon and dissolved organic nitrogen, respectively) produced by axenic P. agardhii cultures and identifying some of the bacterial OTUs (operational taxonomic units) involved in the process. Both P. agardhii and bacterial inocula were sampled from the eutrophic Barra Bonita Reservoir (SP, Brazil). Two distinct carbon degradation phases were observed: during the first three days, higher degradation coefficients were calculated, which were followed by a slower degradation phase. The maximum value observed for particulate bacterial carbon (POC) was 11.9 mg L-1, which consisted of 62.5% of the total available DOC, and its mineralization coefficient was 0.477 day-1 (t½ = 1.45 days). A similar pattern of degradation was observed for DON, although the coefficients were slightly different. Changes in the OTUs patterns were observed during the different steps of the degradation. The main OTUs were related to the classes Alphaproteobacteria (8 OTUs), Betaproteobacteria (2 OTUs) and Gammaproteobacteria (3 OTUs). The genus Acinetobacter was the only identified organism that occurred during the whole process. Bacterial richness was higher at the slower degradation phase, which could be related to the small amounts of DOM (dissolved organic matter) available, particularly carbon. The kinetics of the bacterial degradation of P. agardhii-originated DOM suggests minimal loss of DOM from the Barra Bonita reservoir. Resumo Embora Planktothrix agardhii frequentemente forme florações tóxicas em corpos d’água pelo mundo, pouco ainda se sabe sobre o destino da matéria orgânica liberada por essa abundante Cyanobacteria. Assim, este estudo foi focado na estimativa do consumo bacteriano do carbono orgânico dissolvido (DOC) e nitrogênio orgânico dissolvido (DON) produzido por culturas axênicas de P. agardhii e identificação de algumas das unidades taxonômicas operacionais (OTUs) bacterianas envolvidas no processo. Ambos a linhagem de P. agardhii e o inóculo bacteriano foram amostrados do reservatório eutrófico de Barra Bonita (SP, Brasil). Foram observadas duas fases distintas da degradação do DOC: durante os três primeiros dias, coeficientes mais altos de degradação foram calculados, que foram então seguidos por uma fase mais lenta da degradação do carbono. O valor máximo calculado para o carbono bacteriano particulado (POC) foi de 11,9 mgL-1, o que equivale a aproximadamente 62,5% do DOC disponível para consumo, e o seu coeficiente de mineralização foi de 0,477 dia-1 (t1/2 = 1,45 dias). Um padrão similar de degradação foi observado para DON, embora os coeficientes sejam ligeiramente diferentes. Foram observadas mudanças nos padrões de OTUs durante os diferentes passos da degradação. As principais OTUs foram relacionadas às classes Alphaproteobacteria (8 OTUs), Betaproteobacteria (2 OTUs) e Gammaproteobacteria (3 OTUs). O gênero Acinetobacter foi o único organismo identificado que ocorreu durante todo o processo. A maior riqueza bacteriana foi observada durante a fase lenta de degradação, o que pode estar relacionado às pequenas quantidades de matéria orgânica dissovida (DOM) disponíveis, particularmente o carbono. A cinética da degradação bacteriana da MOD de P. agardhii, quando comparada ao tempo de retenção do reservatório, sugere que existe uma perda mínima após sua liberação em Barra Bonita.

Mestrado em Biologia Molecular e Celular A doença Pulmonar Obstrutiva Crónica (DPOC) é considerada a quarta causa de morte a nível mundial. Esta doença é caracterizada pela diminuição do calibre das vias aéreas respiratórias e destruição do tecido pulmonar. Uma situação de risco em DPOC é a ocorrência de exacerbações, sendo elas na sua maioria associadas a infeções bacterianas. Os doentes com DPOC passam a maior parte do seu tempo dentro da sua habitação, logo a qualidade do ar interior é muito importante. Um dos fatores que influencia a qualidade do ar é a comunidade bacteriana presente nas habitações. Esta comunidade é afetada por diversos fatores como o nível de humidade, número de ocupantes, número de animais domésticos, entre outros. No ambiente interior as bactérias existentes podem ser tóxicas, alergénicas e infeciosas e muitas delas são resistentes a antibióticos e tolerantes a metais, tornando-se um risco para a saúde dos habitantes. O objetivo deste trabalho foi analisar a comunidade bacteriana das habitações de doentes com DPOC. Usando metodologias dependentes do cultivo, foram determinadas as unidades formadoras de colónias (UFCs) presentes no ar e pó das habitações assim como a percentagem de bactérias resistentes a ampicilina presente nestas amostras. Em meio de cultura não seletivo o número de UFCs variou de acordo com a habitação, na maioria dos casos entre 8 e 800 UFCs/m3 de ar e 180 a 937 UFCs/g de pó. No entanto, para amostras de pó o número foi muitas vezes incontável nos volumes analisados. Nas amostras para as quais a prevalência de bactérias de Gram negativo resistentes a ampicilina foi quantificada, esta prevalência foi elevada variando de 12 a 78%. Isolaram-se 47 bactérias Gram-negativas resistentes a ampicilina presentes em amostras de ar e pó. Com base na sequência do gene que codifica a subunidade 16S do rRNA, 93% dos isolados foram afiliados ao género Pseudomonas. A suscetibilidade a antibióticos foi analisada usando o método de difusão em agar com discos. Os níveis de resistência foram mais elevados para os antibióticos aztreonam e ceftazidima. Os genes de resistência estudados não foram detetados, exceto num isolado do género Erwinia que possuía o gene blaSHV. A presença de integrões não foi identificada em nenhum isolado. Os isolados apresentaram fenótipos de tolerância aos metais estudados, exceto a mercúrio, ao qual todos os isolados foram sensíveis. A comunidade bacteriana total presente em amostras de pó foi analisada através da amplificação de uma região do gene 16S rRNA e separação dos fragmentos por DGGE (Eletroforese em gel de gradiente desnaturante). Em geral a estrutura da comunidade bacteriana diferiu entre habitações. O número de habitantes, animais domésticos, níveis de humidade, entre outras características das habitações não permitiram explicar a variabilidade observada. Segundo este estudo podemos concluir que a comunidade bacteriana das casas dos doentes com DPOC varia entre casas, estando presentes bactérias resistentes a antibióticos e tolerantes a metais. Estas bactérias podem representar um risco para a saúde destes pacientes. Chronic Obstructive Pulmonary Disease (COPD) is considered the fourth leading cause of death worldwide. This disease is characterized by decreased airway calibre and destruction of lung tissue. A risk situation in COPD is the occurrence of exacerbations, most of which are associated with bacterial infections. Patients with COPD spend most of their time inside their home, so indoor air quality is a matter of concern. One of the factors influencing air quality is the bacterial community present in the dwellings. This community is affected by several factors such as humidity level, number of occupants, number of domestic animals, among others. In the indoor environment the existing bacteria can be toxic, allergenic and infectious, being frequently resistant to antibiotics and metals and thus becoming a risk to the health of the inhabitants. The objective of this study was to analyse the bacterial community of houses inhabited by patients with COPD. Using culture-dependent methodologies, the colony forming units (CFUs) present in house air and dust were determined as well as the percentage of ampicillin-resistant bacteria present in the samples. In non-selective culture medium the number of CFUs varied according housing, in most cases between 8 and 800 CFU/m3 of air and 180-950 CFU/g powder. However, for powder samples the number was often uncountable in the volumes analyzed. In the samples for which the prevalence of ampicillin resistant Gram-negative bacteria was quantified, this prevalence was high ranging from 12 to 78%. Forty seven Gram-negative isolates resistant to ampicillin were retrieved from air and powder samples. Based on16S rRNA gene sequences, 93% of the isolates were affiliated to genus Pseudomonas. Antibiotic susceptibility was analysed using the disk diffusion method. Isolates were frequently resistant to aztreonam and ceftazidime. The resistance genes studied were not detected, except blaSHV in an Erwinia isolate. The presence of integrons was not identified in any isolates. Tolerance to various metals was tested. The isolates presented tolerance phenotypes to the studied metals, except for mercury, to which all the isolates were sensitive. The total bacterial community present in dust samples was analysed by amplifying 16S rRNA gene fragments, which were separated by DGGE (Denaturing gradient gel electrophoresis). The bacterial community varied among houses. The number of inhabitants, domestic animals, humidity levels, and other characteristics of the dwellings did not allow to explain the observed variability. Our results suggest that the bacterial community varied among houses, comprising antibiotic resistant and metal tolerant bacteria. These bacteria may pose a risk to the health of these patients

A tuberculose da oliveira é uma das doenças mais importantes do olival, pelos prejuízos económicos que pode causar derivada das perdas de produção e de qualidade dos produtos obtidos. É provocada pela bactéria Pseudomonas savastanoi pv. savastanoi (Psv), que causa a formação de nódulos nos caules e ramos, raramente afetando as folhas e os frutos. A inexistência de métodos de luta eficazes contra esta doença associado ao crescimento da agricultura biológica, tem incentivado a realização de estudos que visem a identificação de agentes de luta biológica que possam ser usados contra a tuberculose da oliveira. Este trabalho teve como objetivo isolar bactérias da filosfera da oliveira e efetuar uma seleção dos isolados com maior capacidade de inibir o crescimento de Psv. As bactérias endofiticas e epifiticas foram isoladas de folhas, caules e nódulos das cvs. "Cobrançosa" (tolerante à doença) e "Verdeal Transmontana" suscetível à doença), pela inoculação destes segmentos esterilizados ou por diluições decimais sucessivas de material não esterilizado em meio de cultura Luria-Broth (LB), respetivamente. Os isolados obtidos foram identificados por sequenciação da região 16Sdo rDNA e, a sua atividade antagonista contra Psvfoi avaliada recorrendo ao método da co-cultura em meio LB.Os valores dos raios internos (na região inter-inóculos) das colónias, foram determinados e comparados com o controlo (culturas com um inóculo de Psv). Para os isolados que demonstraram uma evidente ação antagonista, foram ainda avaliados os mecanismos a ela associados em condições in vitro, nomeadamente a produção de enzimas líticas, compostos voláteis e de sideróforos, utilizando métodos qualitativos. A análise de escala multidimensional não métrica (NMDS) associada à análise de similaridade ANOSIM mostrou que a composição da comunidade bacteriana endofitica e epifitica diferiu entre cultivares e órgão vegetal amostrado, apresentando os caules o maior número de espécies exclusivas pertencentes aos géneros Agrococcus e Frondihabitans. Dos 60 isolados testados, cerca de 20% exibiram capacidade para inibir o crescimento de Psv em mais de 50% face ao controlo. De uma maneira geral, as espécies isoladas de caules e nódulos da cv. Cobrançosa apresentaram uma maior capacidade antagonista (mais de 20%) face aos isolados obtidos da cv. Verdeal Transmontana, tanto ao nível da comunidade endofitica como epifitica. A produção de enzimas líticas, em especial de proteases, bem como de sideroforos e de compostos voláteis pelos isolados bacterianos testados, pareceu estar envolvida no mecanismo antagonista contra Psv. Os resultados sugerem que a cultivar e o tipo de órgão vegetal tem influência no processo de colonização das bactérias na oliveira. A menor susceptibilidade da cv. "Cobrançosa" à tuberculose parece estar relacionada com a presença de bactérias endofiticas e epifiticas na filosfera, em especial de antagonistas. O efeito destes microrganismos tem de ser confirmado em ensaios in planta em trabalhos futuros., Os autores agradecem à Fundação para a Ciência e a Tecnologia (FCT,Portugal) e ao FEDERno âmbito do programa PT2020 pelo apoio financeiro ao CIMO (UIDI AGR/00690/2013). D. Mina agradece à FCT,pela bolsa de doutoramento SFRH1BD/105341 12014., info:eu-repo/semantics/publishedVersion

Made available in DSpace on 2018-11-12T17:28:42Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2015-09-01. Added 1 bitstream(s) on 2018-11-12T17:36:48Z : No. of bitstreams: 1 S1807-86722015000300251.pdf: 2287483 bytes, checksum: fdd114c982569074b300039534ae0bdd (MD5) O estudo foi realizado para caracterizar a diversidade bacteriana por meio do sequenciamento parcial do 16S rDNA total e microscopia eletrônica de varredura (MEV) do microbioma ruminal. Foram utilizados três bovinos da raça Nelore, canulados no rúmen. As frações líquidas e sólidas do conteúdo ruminal foram processadas para extração de DNA metagenômico. Em seguida, amplicons 16S rDNA foram utilizados na construção da biblioteca WGA para posterior sequenciamento dos clones. Os dados foram analisados pelos softwares MEGA e MOTHUR (The University of Michigan). Aproximadamente 97,96% das UTOs foram relacionadas ao filo Bacteroidetes e apenas 2,04% das sequências foram afiliadas ao filo Firmicutes. Para o filo Bacteroidetes, grande parte das sequências (47,96%) foi atribuída ao gênero Prevotella. O filo Bacteroidetes foi predominante no conteúdo ruminal e o gênero Prevotella foi o mais abundante, incluindo diversas espécies relacionadas a esse nível taxonômico. A diversidade morfológica bacteriana associada às fibras vegetais foi detectada por MEV, evidenciando seu papel na desconstrução da biomassa vegetal, além da detecção de interações microbiológicas que envolvem protozoários. The bacterial diversity by 16S rDNA partial sequencing and scanning electron microscope (SEM) of the rumen microbiome was characterized. Three Nellore bovines, cannulated at the rumen, were utilized. Liquid and solid fractions from the rumen content were processed for the extraction of metagenomic DNA and later 16S rDNA amplicons were utilized to construct the WGA library for further clone sequencing. Data were analyzed by MEGA and MOTUR (University of Michigan) softwares. Approximately 97.96% of operation taxonomic units (OTUs) were related to Bacteriodetes phylum and 2.04% of sequences were affiliated to Firmicutes phylum. In the case of Bacteriodetes, the great part of sequences (47.96%) was attributed to Prevotella genus. Bacteroidetes phylum was predominant in rumen content and the Prevotella genus was the most abundant, including diverse species related to this taxon. The bacterial morphological diversity associated to plant fibers was detected by SEM and showed its role in plant biomass deconstruction beyond the detection of microbiological interactions that involved protozoa. Universidade Estadual Paulista Faculdade de Ciências Agrárias e Veterinárias Universidade Estadual Paulista Faculdade de Ciências Agrárias e Veterinárias Departamento de Biologia Aplicada à Agropecuária Universidade Estadual Paulista Faculdade de Ciências Agrárias e Veterinárias Departamento de Tecnologia Universidade Estadual Paulista Faculdade de Ciências Agrárias e Veterinárias Universidade Estadual Paulista Faculdade de Ciências Agrárias e Veterinárias Departamento de Biologia Aplicada à Agropecuária Universidade Estadual Paulista Faculdade de Ciências Agrárias e Veterinárias Departamento de Tecnologia

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior The use of chemicals, synthetic or substance originated from natural plant, to control nematodes is essential for the infested crop management or for the production of healthy seedlings. The recommendation is that the application of these products is only authorized when it is demonstrated that they do not result in damage to the ecosystem sustainability. Studies about the impact of these products on the soil microbial community are required. The hypothesis that the soil microbial diversity is restored and ensures the natural homeostasis of the soil after allyl isothiocyanate (ITCA) application was tested in this study. The studied variables were defined as: three different soil textures, clayey to sandy, doses and timing of soil fumigation with ITCA. The impact of the fumigant ITCA on the soil microbial, evaluated by the measurement of microbial and enzymatic activities and through genetic diversity of fungi, bacteria and nematodes analysis in the soil for one month after the allyl isothiocyanate application, showed that in the three textures of soil there was a reduction of the microbial biomass carbon (MBC) and also in the activity of the acid phosphatase enzyme, and an increase in the basic phosphatase activity. The β-glucosidase activity after the ITCA (p ≤ 0.05) increased in sandy and medium textured soils, and was reduced in the clayey soil, while potential nitrification and respiration were reduced (p ≤ 0.05) in the sandy soil texture and increased in the clayey and medium soils. The soil bacterial community was not affected by ITCA application, as evidenced by the fingerprint and diversity, evenness and richness, but the fungi community exhibited a small disturbance. The ITCA application reduced the soil nematode community (p ≤ 0.05) and the effect of the dosage and treatment time resulted in greater reduction in the microrganisms activity (p ≤ 0.05) when considered the fumigation for 10 days. Fumigation for 10 days caused a reduction in the activity of phosphatases, acid and basic, of the β-glucosidase and carbon biomass (p ≤ 0.05), while the basal respiration was higher at a dosage of 120 mL of ITCA per kilogram of soil, dosage in which nitrification potential rate increased. The fingerprint and indexes of diversity and dominance show that the bacterial and fungus communities in soil were not affected. In one month after ITCA application there was no total activity recovery of the enzymes in the medium and clayey soil texture. The microrganisms respiration increased immediately after ITCA application. Considering that in medium and clayey soils it got back to the natural condition on the fourteenth day, but it did not occur in sandy soils. At 28 days, small changes were seen in bacteria and fungi fingerprint of the soil. There was no loss of fungi and bacteria diversity in the soils treated with ITCA. In general, the use of ITCA for controlling nematodes not affected significantly the activity of fungi and bacteria in the soil, because the impact on the microbial community was low. O uso de produtos químicos sintéticos ou de origem vegetal no controle de fitonematóides é de fundamental importância para viabilizar o uso de áreas já infestadas com nematoides para a implantação de lavouras ou para a formação de mudas sadias. A recomendação é que a aplicação dos referidos produtos somente seja autorizada após se comprovar que eles não afetem a sustentabilidade do ecossistema. E isso requer estudos sobre o impacto do produto, fumigantes ou não, sobre a microbiota do solo. A hipótese de que a diversidade da microbiota do solo se restabelece e assegura a homeostase do solo anterior à aplicação do isotiocianato de alila (ITCA) foi testada no presente trabalho. As variáveis para o estudo foram definidas como: solo com três texturas, de argilosa a arenosa, doses e tempo de fumigação do solo com o ITCA. O impacto do fumigante ITCA sobre a microbiota, avaliado pela mensuração das atividades microbiana e enzimática e acompanhado por análises da diversidade genética de fungos, bactérias e nematoides no solo pelo período de um mês após a aplicação do isotiocianato de alila, demonstrou que nas três texturas estudadas ocorreu redução do carbono da biomassa (CBM) e da atividade da fosfatase ácida, e aumento na da fosfatase básica. A atividade de β-glicosidase após a aplicação do ITCA aumentou (p ≤ 0,05) em solos de textura arenosa e média e foi reduzida no solo de textura argilosa, enquanto a nitrificação potencial e a respiração foram reduzidas (p ≤ 0,05) no solo de textura arenoso e aumentado no solo de textura argilosa e média. A comunidade bacteriana do solo não foi alterada pela aplicação do ITCA, como evidenciado pelo fingerprint e índices de diversidade, equitabilidade e riqueza, porém a de fungos registrou a existência de pequeno distúrbio. A aplicação do ITCA reduziu a comunidade de nematoides do solo (p ≤ 0,05) e o efeito da dose e tempo de tratamento resultou em maior redução na atividade dos microrganismos (p ≤ 0,05) quando da fumigação por 10 dias. Com o tempo de fumigação por 10 dias causou redução na atividade das fosfatases, ácida e básica, da β-glicosidase e de carbono da biomassa (p ≤ 0,05), enquanto a respiração basal foi maior na dose de 120 μL de ITCA por quilo de solo, dose em que a taxa de nitrificação potencial aumentou. O fingerprint e os índices mostraram que as comunidades bacterianas e fúngicas do solo não foram afetadas. No período de um mês não ocorreu recuperação da atividade de todas as enzimas no solo de textura média e argilosa. A respiração basal dos microrganismos foi aumentada logo após a aplicação do ITCA e do nematicida, sendo que nos solos de textura média e argilosa ela voltou à sua condição natural aos 14 dias. Aos 28 dias, pequenas variações foram observadas no fingerprint de bactérias e fungos do solo. Não houve perda da diversidade de fungos e bactérias nos solos tratados com ITCA e Terbufós. De maneira geral, a utilização do ITCA para o controle de nematoide não afetou de forma expressiva a atividade de fungos e bactérias do solo, uma vez que o seu impacto foi inexpressivo sobre a comunidade microbiana.

Submitted by Sandra Pereira (srpereira@ufrrj.br) on 2020-06-18T22:19:09Z No. of bitstreams: 1 2012 - Sandy Sampaio Videira.pdf: 6638879 bytes, checksum: f8948f450c10e31be903f25ddc06684f (MD5) Made available in DSpace on 2020-06-18T22:19:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2012 - Sandy Sampaio Videira.pdf: 6638879 bytes, checksum: f8948f450c10e31be903f25ddc06684f (MD5) Previous issue date: 2012-02-15 Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior, CAPES, Brasil. In this study, a fraction of the diazotrophs community associated with roots and shoots of different elephant grass genotypes (Pennisetum purpureum) was assessed by combined use of culture-dependent and -independent approaches. A total of 204 bacterial strains were isolated from Cameroon and CNPGL91F06-3 genotypes and genomically fingerprinted by BOX-PCR. From the cluster analysis generated from BOX-PCR profiles, 47 strains were selected for identification by partial 16S rRNA sequencing. Similarity analysis of the 16S rRNA gene fragments revealed that 36% of the sequences belonged to the Gluconacetobacter genus, 31% to Azospirillum spp and 21% to Enterobacter spp. These results were confirmed by nifH gene analysis, although bacteria identified as Gluconacetobacter showed sequences homologous to nifH gene from Enterobacter spp. Additionally, 204 strains were investigated for their ability to fix nitrogen, produce phytohormones and phosphate solubilization. Of the total, 75.5% had nitrogenase activity, 97% produced indole compounds, 22% solubilized phosphate and 15% showed all three characteristics together. To evaluate, under vessel experiment conditions, the response of Cameroon and Roxo genotypes to inoculation with Azospirillum, Klebsiella, Enterobacter and Gluconacetobacter strains previously characterized. The biomass yield, nutrient accumulation in the shoot as well as the protein content in elephant grass inoculated with diazotrophs were not significantly improved by inoculation, although increases in root dry weight and N and P have been detected. As the benefits to the host plant showed variation from strain to strain, and the analyzes were carried out punctually at 60 days after planting, it was not possible to determine if the inoculated strains were not able to penetrate into the tissues and which factors influenced the plant-bacterium interaction and the final production of the plants. The structural and functional diversity was assessed by PCR-DGGE from 16S rRNA and nifH sequences directly-obtained from root and stem of five elephant grass genotypes. The bacterial and diazotrophic community structure was more influenced by plant tissue than the genotypes, the root being considered a more complex niche in relation to the stem. The metabolically active bacterial population was identified in three of the five tested genotypes, and the groups most frequently detected were Proteobacteria, consisting of - (Leptothrix spp and Burkholderia spp), - (Bradyrhizobium spp, Methylobacterium spp and Rhizobium spp), - (Steroidobacter spp) and Actinobacteria (Actinoplanes spp, Conexibacter spp, Solirubrobacter spp and Amycolatopsis spp). In nifH-cDNA libraries, 26.4% of the fragments were related to different Bradyrhizobium spp. strains sequences. Less abundant sequences belonging to the genera Azospirillum, Burkholderia, Klebsiella and Enterobacter spp were also detected, but their distribution among the samples was at random. Neste estudo, uma fra??o da comunidade de bact?rias diazotr?ficas associada a ra?zes e parte a?rea de diferentes gen?tipos de capim-elefante (Pennisetum purpureum) foi analisada por m?todos dependentes e independentes de cultivo. Duzentas e quatro estirpes bacterianas foram isoladas dos gen?tipos Cameroon e CNPGL91F06-3 e caracterizadas genotipicamente atrav?s de BOX-PCR. Das an?lises de agrupamento geradas a partir dos perfis de BOX-PCR, um total de 47 estirpes foram selecionadas para identifica??o taxon?mica atrav?s do sequenciamento parcial do gene 16S rRNA. A an?lise de similaridade de fragmentos do gene 16S rRNA revelaram que 36% das sequ?ncias pertenciam ao g?nero Gluconacetobacter, 31% a Azospirillum spp, 21% a Enterobacter spp. Estes resultados foram confirmados pela an?lise do gene nifH, embora, bact?rias identificadas como Gluconacetobacter apresentaram sequ?ncias de nifH hom?logas a Enterobacter spp. Adicionalmente, as 204 estirpes foram investigadas quanto ? capacidade de fixar nitrog?nio, produzir fitoreguladores e solubilizar fosfatos. Do total, 75.5% apresentaram atividade da nitrogenase, 97% produziram compostos ind?licos, 22% solubilizaram fosfato e 15% apresentaram as tr?s caracter?sticas. Para avaliar, sob condi??es de vaso, a resposta dos gen?tipos Cameroon e Roxo ? inocula??o com estirpes dos g?neros Azospirillum, Klebsiella, Enterobacter e Gluconacetobacter previamente caracterizadas. O rendimento de biomassa, o ac?mulo de nutrientes na parte a?rea, bem como o teor de prote?na nos tecidos, n?o foram beneficiados significativamente pela inocula??o com bact?rias diazotr?ficas; embora incrementos na massa seca de raiz e ac?mulo de N e P tenham sido detectados. Como os benef?cios proporcionados ? planta hospedeira apresentaram varia??o de estirpe para estirpe, e as an?lises foram realizadas pontualmente aos 60 dias ap?s plantio, n?o foi poss?vel determinar se as estirpes inoculadas apresentaram compet?ncia no estabelecimento e quais fatores influenciaram a intera??o planta-bact?ria.A diversidade, estrutural e funcional, foi acessada pela t?cnica de PCR-DGGE a partir de sequ?ncias de 16S rRNA e nifH obtidas diretamente de amostras de raiz e colmo de 5 gen?tipos de capimelefante. A estrutura das comunidades, bacteriana e diazotr?fica, foi mais influenciada pelo tecido vegetal do que pelos gen?tipos, sendo a raiz considerada um ambiente mais complexo em rela??o ao colmo. A popula??o bacteriana metabolicamente ativa foi identificada em 3 dos 5 gen?tipos testados; e os grupos detectados com maior frequ?ncia foram Proteobacteria, constituido de - (Leptothrix spp e Burkholderia spp), - (Bradyrhizobium spp, Methylobacterium spp e Rhizobium spp), - (Steroidobacter spp) e Actinobacteria (Actinoplanes spp, Conexibacter spp, Solirubrobacter spp e Amycolatopsis spp). Nas bibliotecas constru?das de nifH-cDNA, 26,4% do total de fragmentos foram relacionados com sequ?ncias de diferentes estirpes de Bradyrhizobium spp. Sequ?ncias menos abundantes pertencentes aos g?neros Azospirillum, Burkholderia, Klebsiella e Enterobacter spp tamb?m foram detectadas, mas sua distribui??o entre as amostras foi aleat?ria.