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http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/74837
Type: | Tese |
Title: | Variabilidade no perfil enzimático das assembléias de actinobactérias em gradiente de desertificação |
Title in English: | Variability in the enzyme profile of actinobacterial assemblies in desertification gradient |
Authors: | Santos, Franciandro Dantas dos |
Advisor: | Martins, Cláudia Miranda |
Co-advisor: | Martins, Suzana Cláudia Silveira |
Keywords in Brazilian Portuguese : | Micro-organismos do solo;Enzimas extracelulares;Caracterização morfofisiológica;Semiárido |
Knowledge Areas - CNPq: | CNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS::ECOLOGIA |
Issue Date: | 2020 |
Citation: | SANTOS, Franciandro Dantas dos. Variabilidade no perfil enzimático das assembléias de actinobactérias em gradiente de desertificação. 2020. 96 f. Tese (Doutorado em Ecologia e Recursos Naturais) - Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2020. |
Abstract in Brazilian Portuguese: | Desertos são caracterizados por condições adversas, como aridez, intensa radiação solar ultravioleta e mudanças bruscas de temperatura, onde a disponibilidade de água afeta diretamente os organismos. A diversidade de nichos das actinobactérias reflete na sua capacidade fisiológica de crescer em múltiplas condições e essa característica justifica a gama de serviços ecossistêmicos que esse grupo concede. Algumas cepas de actinobactérias formam estruturas complexas como esporo, cadeia de esporo, esporângio e esporangiósporo, tais atributos associados ao crescimento e modos de ruptura do micélio reverso, são características morfológicas importantes para classificação de actinobactérias igualmente, a microscopia é considerada uma importante ferramenta para a classificação taxonômica desses micro-organismos. Este grupo de bactérias produz ainda metabólitos secundários de importância econômica e uma extensa gama de moléculas bioativas, como celulases. Entre esses metabólitos destaca-se a produção de xilanase. Já a amilase é uma enzima que hidroliza as moléculas de amido em polímeros que são constituídos de unidades de glicose, sendo extraída de vários microrganismos, incluindo actinobactérias. A celulase, por sua vez, também produzida por esse grupo bacteriano produz compostos energéticos, por meio de sua degradação, desempenhando importante função no ciclo do carbono. As pectinases, excudadas por organismos como bactérias, auxiliam na manutenção do equilíbrio ecológico. Desse modo, a existência de actinobactérias com capacidade de clivar polissacarídeos vegetais como xilana, amido, celulose e pectina que favoreçam a ciclagem de nutrientes, através da degradação de moléculas complexas, é fundamental para a manutenção dos componentes vivos deste ambiente. Nesta pesquisa, utilizamos amostras de solos oriundas de áreas suscetíveis à desertificação como modelo de estudo para compreender como a estruturação de populações de actinobactérias no solo dessa região pode contribuir com estratégias de conservação de componentes microbianos em ecossistemas terrestres. No primeiro capítulo, nosso objetivo foi mensurar a densidade populacional e avaliar, através da comparação das características culturais e morfológicas os principais gêneros de 46 cepas de actinobacterianos em três níveis de cobertura vegetal. Além disso, também foi estudada a forma como esse grupo bacteriano responde aos estresses ambientais: temperatura, pH e salinidade. Verificamos que a falta de cobertura vegetal não influenciou a densidade das populações de actinobactérias e as três áreas estudadas apresentaram heterogeneidade sob o aspceto cromático das colônias, bem como morfologia variada, com predominância do gênero Streptomyces. A área aberta, por sua vez, apresentou a maior diversidade de gêneros e a maioria dos isolados mostrou-se capaz de se desenvolver sob diferentes níveis de temperatura, pH e salinidade. No segundo capítulo, determinamos o perfil enzimático para xilanase, amilase, celulase e pectinase em áreas com diferentes níveis de desertificação, a fim de investigar como esse processo influencia a variação enzimática da actinobiota. Detectsmos que houve diferença significativa na atividade enzimática em função do gradiente de desertificação, visto que a enzima xilanase exibiu os maiores valores, seguida porpectinase, amilase e celulase. Além disso, o melhor desempenho para a degradação de compostos xilana foi revelado na área aberta. Esse resultado sugere que a falta de cobertura vegetal e a baixa disponibilidade de nutrientes do solo influenciaram essa atividade enzimática. |
Abstract: | Deserts are characterized by adverse conditions, such as aridity, intense ultraviolet solar radiation and sudden changes in temperature, where the availability of water directly affects organisms. The diversity of actinobacteria niches is reflected in their physiological ability to grow under multiple conditions and this characteristic justifies the range of ecosystem services that this group provides. Some strains of actinobacteria form complex structures such as spore, spore chain, sporangium and sporangiospore, such attributes associated with the growth and rupture of the reverse mycelium, are important morphological characteristics for the classification of actinobacteria equally, microscopy is considered an important tool for the taxonomic classification of these microorganisms. This group of bacteria also produces secondary metabolites of economic importance and a wide range of bioactive molecules, such as cellulases. Among these metabolites, xylanase production stands out. Amylase, on the other hand, is an enzyme that hydrolyzes starch molecules into polymers that are made up of glucose units, being extracted from various microorganisms, including actinobacteria. Cellulase, in turn, also produced by this bacterial group produces energy compounds, through its degradation, playing an important role in the carbon cycle. Pectinases, excreted by organisms such as bacteria, help to maintain ecological balance. Thus, the existence of actinobacteria with the ability to cleave plant polysaccharides such as xylan, starch, cellulose and pectin that favor the cycling of nutrients, through the degradation of complex molecules, is essential for the maintenance of the living components of this environment. In this research, we used soil samples from areas susceptible to desertification as a study model to understand how the structuring of populations of actinobacteria in the soil of this region can contribute to strategies for the conservation of microbial components in terrestrial ecosystems. In the first chapter, our objective was to measure population density and evaluate, by comparing cultural and morphological characteristics, the main genera of 46 strains of actinobacterials in three levels of vegetation cover. In addition, it was also studied how this bacterial group responds to environmental stresses: temperature, pH and salinity. We found that the lack of vegetation cover did not influence the density of populations of actinobacteria and the three areas studied showed heterogeneity under thechromatic aspect of the colonies, as well as varied morphology, with predominanceof the genus Streptomyces. The open area, in turn, showed the greatest diversity ofgenera and most isolates were able to develop under different levels of temperature,pH and salinity. In the second chapter, we determine the enzymatic profile forxylanase, amylase, cellulase and pectinase in areas with different levels ofdesertification, in order to investigate how this process influences the enzymaticvariation of actinobiota. We detected that there was a significant difference in theenzymatic activity due to the gradient of desertification, since the enzyme xylanaseexhibited the highest values, followed by pectinase, amylase and cellulase. Inaddition, the best performance for the degradation of xylan compounds was revealedin the open area. This result suggests that the lack of vegetation cover and the lowavailability of soil nutrients influenced this enzymatic activity. |
URI: | http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/74837 |
Author's Lattes: | http://lattes.cnpq.br/2257192058184686 |
Advisor's Lattes: | http://lattes.cnpq.br/8875218219119631 |
Co-advisor's Lattes: | http://lattes.cnpq.br/8340687824475620 |
Access Rights: | Acesso Aberto |
Appears in Collections: | DBIO - Teses defendidas na UFC |
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