Corpo Discente - Egressos
Hosana Carolina dos Santos Barreto
| Título | IDENTIFICAÇÃO, POTENCIAL BIOTECNOLÓGICO E CONTROLE DE BACTÉRIAS ENDOFÍTICAS ISOLADAS DA MICROPROPAGAÇÃO DE CAÇARI (Myrciaria dubia (Kunth) McVaugh. ) | ||||||||||||||||||||||||
| Data da Defesa | 20/04/2022 | ||||||||||||||||||||||||
| Download | Visualizar a Tese(2.58MB) | ||||||||||||||||||||||||
Banca
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| Palavras-Chaves | Camu-camu. Bactérias Promotoras de Crescimento. Cultura de tecidos. Óleos Essenciais. Antibióticos. | ||||||||||||||||||||||||
| Resumo | O estabelecimento in vitro de espécies nativas, a exemplo do caçari, apresenta como grande desafio o controle da contaminação bacteriana. Entretanto, muitas das bactérias podem ser promotoras de crescimento, pois habitam internamente nos tecidos vegetais das espécies em seu habitat natural. Neste sentido, objetivou-se com o presente trabalho isolar e identificar bactérias provenientes do cultivo in vitro de caçari e avaliar seu potencial como promotoras de crescimento de plantas. Algumas bactérias endofíticas se comportam como patogênicas in vitro, prejudicando o desenvolvimento do explante, desse modo, este estudo ainda propõe analisar a ação de óleos essenciais de plantas medicinais e condimentares e de antibióticos no controle de bactérias na cultura de tecidos de caçari. O presente estudo permitiu observar a diversidade de bactérias presentes no caçari, com um total de 40 isolados provenientes da cultura de tecidos de cinco clones superiores da espécie. Com base no sequenciamento parcial do gene 16S rRNA foram identificados os gêneros Erwinia, Micrococcus, Enterobacter, Microbacterium, Bacillus, Klebsiella, Stenotrophomonas, Brevundimonas e Methylobacterium. Trinta e quatro isolados bacterianos apresentaram produção de ácido indol acético (AIA) in vitro, sendo maior produção de 15,39 μg L-1 obtida pelo isolado 18L. Todos os isolados foram positivos para solubilização de fosfato, destacando-se 18C, 18E e 18P que solubilizaram 75,89, 60,35 e 72,34%, respectivamente, do fosfato insolúvel disponibilizado in vitro. A solubilização de fosfato de cálcio em meio sólido foi detectada em apenas sete dos 40 isolados, e variou entre baixa e média capacidade de solubilização. A análise de produção de sideróforos foi detectada em 38 isolados, e teve como destaque os isolados 10F e 18E, com 93,82% e 75,67 % de unidades de sideróforos (PSU), respectivamente. A análise para identificação das linhagens com potencial para fixação de nitrogênio em plantas não identificou presença do gene nifH em nenhum dos isolados analisados pelo método empregado. A utilização de óleos essenciais permitiu redução na taxa de contaminação in vitro na cultura de tecidos, sendo observado que a partir da concentração de 2 μL mL-1 não houve manifestação de contaminantes fúngicos e redução significativa da taxa de contaminação bacteriana, à exceção de óleo essencial de gengibre que apresentou contaminação expressiva em todas as concentrações analisadas. Em ordem inversa à redução no crescimento microbiano in vitro, percebe-se o aumento da oxidação dos explantes à medida que aumentam as concentrações, tendo os óleos de citronela e orégano apresentado potencial fitotóxico desde as mais baixas concentrações. O óleo essencial de alho apresentou melhor balanceamento, com menor taxa de oxidação e maior controle de microrganismos na cultura de tecidos nas concentrações de 0,5 e 1 μL mL-1 . Os óleos essenciais de orégano e citronela apresentaram melhor atividade antibacteriana no teste de difusão em ágar. O uso de óleos essenciais favoreceu a redução na taxa de contaminação in vitro na cultura de tecidos, sendo observado que a menor percentual de contaminação por fungos sob ação dos óleos essenciais de Artemísia e orégano nas concentrações de 0,5 μL mL-1 , com 25 e 35% respectivamente. O melhor controle de manifestação bacteriana in vitro foi observado com adição dos óleos essenciais de orégano e alecrim nas concentrações de 0,5 μL mL-1 , com 10 e 15% respectivamente. Foi observada a taxa de brotação dos explantes na presença dos óleos essenciais de orégano (25%), alecrim (35%) e melaleuca (70%). Apenas os óleos essenciais de orégano e melaleuca nas concentrações de 0,5 μL mL-1 causaram fitotoxidade nos explantes, com 7 e 14% respectivamente. Os antibióticos Ceftriaxona, Cefalexina e Rifampicina, promoveram maior halo de inibição no teste de difusão em disco de papel. Na análise de concentração mínima inibitória, a Cefalexina isolada apresentou menor controle no crescimento bacteriano e a combinação dos antibióticos Cefalexina, Ceftriaxona e Rifampicina resultou no melhor controle das cepas bacterianas assim como a Ceftriaxona isolada. O estudo identificou que tratamentos com diferentes antibióticos combinados permite ampliar a inibição de diferentes microrganismos. Este trabalho permitiu a seleção de linhagens promotoras do crescimento de plantas com base em bactérias isoladas da cultura de tecidos de caçari, o que poderá permitir o futuro desenvolvimento de biofertilizantes visando a redução dos fertilizantes químicos utilizados na agricultura moderna, assim como também identificou agentes antimicrobianos que podem favorecer à micropropagação in vitro de caçari. | ||||||||||||||||||||||||
| Abstract | The in vitro establishment of native species, such as caçari, presents the great challenge of controlling bacterial contamination. However, many of the bacteria can be growth promoters, as they live internally in plant tissues of species in their natural habitat. In this sense, the objective of the present work was to isolate and identify bacteria from the in vitro culture of caçari and to evaluate their potential as plant growth promoters. Some endophytic bacteria behave as pathogenic in vitro, impairing the development of the explant, so this study also proposes to analyze the action of essential oils from medicinal and condiment plants and antibiotics in the control of bacteria in caçari tissue culture. The present study made it possible to observe the diversity of bacteria present in caçari, with a total of 40 isolates from the tissue culture of five superior clones of the species. Based on the partial sequencing of the 16S rRNA gene, the genera Erwinia, Micrococcus, Enterobacter, Microbacterium, Bacillus, Klebsiella, Stenotrophomonas, Brevundimonas and Methylobacterium were identified. Thirty-four bacterial isolates showed in vitro indole acetic acid (IAA) production, with the highest production of 15.39 μg L-1 obtained by the 18L isolate. All isolates were positive for phosphate solubilization, especially 18C, 18E and 18P which solubilized 75.89, 60.35 and 72.34%, respectively, of the insoluble phosphate available in vitro. Calcium phosphate solubilization in solid medium was detected in only seven of the 40 isolates, and it varied between low and medium solubilization capacity. The analysis of siderophore production was detected in 38 isolates, and highlighted isolates 10F and 18E, with 93.82% and 75.67% of siderophore units (PSU), respectively. The analysis to identify strains with potential for nitrogen fixation in plants did not identify the presence of the nifH gene in any of the isolates analyzed by the method employed. The use of essential oils allowed a reduction in the in vitro contamination rate in tissue culture, and it was observed that from the concentration of 2 μL mL-1 there was no manifestation of fungal contaminants and a significant reduction in the rate of bacterial contamination, with the exception of oil ginger essential oil that showed significant contamination in all analyzed concentrations. In reverse order to the reduction in in vitro microbial growth, an increase in explant oxidation is observed as concentrations increase, with citronella and oregano oils presenting phytotoxic potential from the lowest concentrations. Garlic essential oil showed better balance, with lower oxidation rate and greater control of microorganisms in tissue culture at concentrations of 0.5 and 1 μL mL-1. The essential oils of oregano and citronella showed better antibacterial activity in the agar diffusion test. The use of essential oils favored the reduction in the in vitro contamination rate in tissue culture, and it was observed that the lowest percentage of fungal contamination under the action of Artemisia and oregano essential oils at concentrations of 0.5 μL mL-1, with 25 and 35% respectively. The best in vitro bacterial manifestation control was observed with the addition of essential oils of oregano and rosemary at concentrations of 0.5 μL mL-1, with 10 and 15% respectively. The sprouting rate of the explants was observed in the presence of the essential oils of oregano (25%), rosemary (35%) and tea tree (70%). Only the essential oils of oregano and tea tree at concentrations of 0.5 μL mL-1 caused phytotoxicity in the explants, with 7 and 14% respectively. The antibiotics Ceftriaxone, Cephalexin and Rifampicin promoted a greater inhibition halo in the paper disc diffusion test. In the analysis of minimum inhibitory concentration, Cephalexin alone showed less control of bacterial growth and the combination of antibiotics Cephalexin, Ceftriaxone and Rifampicin resulted in better control of bacterial strains as well as Ceftriaxone alone. The study identified that treatments with different combined antibiotics allow to increase the inhibition of different microorganisms. This work allowed the selection of plant growth-promoting strains based on bacteria isolated from caçari tissue culture, which may allow the future development of biofertilizers aimed at reducing chemical fertilizers used in modern agriculture, as well as identifying antimicrobial agents that may favor the in vitro micropropagation of caçari | ||||||||||||||||||||||||
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