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Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) O sucesso do reflorestamento contribui para a biodiversidade, e o uso de mudas de espécies nativas com boa qualidade nessas áreas é fundamental. Neste estudo, três plantas nativas brasileiras foram enfocadas: macaúba (Acrocomia aculeata (Jacq.) Lodd. Ex Mart.), canafístula (Peltophorum dubium (Spreng.) Taub.) e pau-viola (Citharexylum myrianthum Cham.). Essas plantas são consideradas espécies pioneiras e os insumos biológicos, como inoculantes microbianos no solo, são significativos para o estabelecimento de mudas, podendo ser aplicados no desenvolvimento de uma produção de mudas de alta qualidade. Assim, o objetivo deste trabalho foi avaliar o crescimento de mudas inoculadas com microrganismos benéficos, fungos micorrízicos arbusculares (FMA), produzidos pelo método on-farm, e rhizobactérias promotoras do crescimento de plantas (PGPR), isolados de espécies arbóreas nativas brasileiras. Avaliamos o crescimento das mudas e a comunidade microbiana no solo pela técnica de PCR- DGGE. Não detectamos efeito da inoculação de FMA no acúmulo de biomassa de macaúba, mas alta colonização de FMA foi confirmada quando inoculamos no estágio inicial. Adicionalmente, foi revelado que 90% de similaridade na comunidade de FMA no solo entre mudas inoculadas e não inoculadas pela técnica de PCR-DGGE, o que provavelmente explica porque a biomassa vegetal não foi acumulada pela inoculação de FMA. Por outro lado, a inoculação de FMA aumentou o crescimento de mudas de canafístula e pau-viola. Mudas de canafístula também responderam positivamente à inoculação de PGPR, bem como à combinação de inoculação de FMA e PGPR. Consequentemente, a inoculação de AMF e PGPR contribuem para a produção de mudas com sustentabilidade e qualidade do solo. Portanto, avaliamos as diferentes respostas à inoculação com FMA e PGPR entre as espécies florestais nativas. Estudos adicionais são necessários para investigar o efeito do bioinoculante no crescimento da muda e as condições bióticas e abióticas toleradas no campo. Palavras-chave: Microrganismo benéfico. Simbioses. On-farm. The success of reforestation contributes to biodiversity, and the use of seedlings of native species with good quality in these areas is essential. In this study, three native Brazilian plants were focused: macauba (Acrocomia aculeata (Jacq.) Lodd. ex Mart.), canafistula (Peltophorum dubium (Spreng.) Taub.) and pau-viola (Citharexylum myrianthum Cham.). These plants are considered pioneer species, and biological inputs such as microbial inoculants in the soil are significant to the seedling establishment that can be applied to develop high-quality seedling production. Thus, the objective of this work was to evaluate the seedling’s growth inoculated with beneficial microorganisms, arbuscular mycorrhizal fungi (AMF), produced by on-farm method, and Plant Growth Promoter Rhizobacteria (PGPR), isolated from native Brazilian tree species. We assessed the seedlings growth and microbial community in the soil by PCR-DGGE technique. We detected no effect of AMF inoculation in the biomass accumulation of macauba, but higher AMF colonization was confirmed when we inoculated in the early stage. Additionally, it was revealed that 90 % of similarity on the AMF community in the soil between inoculated seedlings and non-inoculated ones by the PCR-DGGE technique, which probably explain why the plant biomass was not accumulated by AMF inoculation. Conversely, AMF inoculation increased canafistula and pau-viola seedling’s growth. Canafistula seedling also responded positively to PGPR inoculation as well as the combination of AMF and PGPR inoculation. Consequently, the AMF and PGPR inoculation contribute to the seedling's production with sustainability and soil quality. Therefore, we assessed that the different responses to inoculation with FMA and PGPR among native forest species. Additional studies are required to investigate the effect of bioinoculant on the seedling’s growth and the tolerate biotic and abiotic conditions in the field. Keywords: Beneficial microorganism. Symbioses. On-farm.

The aim of this study was to evaluate the use of Maldi-Tof MS biosensor in microbial assessment of Brazilian kefir grains. Maldi-Tof MS is a new methodology for the rapid diagnosis of microorganisms. A total of 358 microorganisms were isolated, 31 were yeasts and 327 were bacteria (divided into lactic and acetic bacteria). Microbial colonies were grown in Luria-Bertani agar medium and incubated at 35 °C for 18h and used in the identification of species by Maldi-Tof MS. The microbial population identified in Brazilian kefir grains was Lactobacillus paracasei, Saccharomyces cerevisiae, Lactobacillus plantarum, Acetobacter pasteurianus, and Acetobacter syzygii. This study demonstrated a rapid and accurate identification of the Brazilian kefir grains microorganisms using the Maldi-Tof MS biosensor. In conclusion, the Maldi-Tof MS technology can facilitate the microbiological control in a fermentation process using kefir grains as starter cultures. RESUMO O objetivo deste estudo foi avaliar o uso do biossensor de Maldi-Tof MS na avaliação microbiana de grãos de kefir. Maldi-Tof MS é uma nova metodologia para o diagnóstico rápido de micro-organismos. Um total de 358 micro-organismos foram isolados, 31 foram leveduras e 327 foram bactérias (divididas em bactérias láticas e acéticas). Colônias microbianas foram cultivadas em meio Luria-Bertani (LB) e incubadas a 35 °C por 18h e posteriormente utilizadas na identificação a nível de espécies pelo Maldi-Tof MS. A população microbiana identificada nos grãos de kefir brasileiros foi Lactobacillus paracasei, Saccharomyces cerevisiae, Lactobacillus plantarum, Acetobacter pasteurianus e Acetobacter syzygii. Este estudo demonstrou uma identificação rápida e precisa dos micro-organismos de grãos de kefir brasileiros utilizando o biossensor Maldi-Tof MS. Em conclusão, a tecnologia Maldi-Tof MS pode facilitar o controle microbiológico em um processo de fermentação usando grãos de kefir como culturas iniciadoras.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior A produção de alimentos orgânicos vem crescendo nos últimos anos, entretanto, estes sistemas requerem insumos isentos de pesticidas químicos e que possibilitem benefícios ambientais, sociais e econômicos. A obtenção de sementes orgânicas no Brasil é um dos principais entraves desse setor e são necessárias pesquisas que apontem insumos adequados a este sistema de cultivo. Entre as ferramentas para a busca de sistemas mais sustentáveis estão os microrganismos eficientes (EM). Entretanto, são escassas literaturas sobre os mecanismos de ação deste produto e sua utilização para o tratamento de sementes. Considerando a hipótese de que os EM podem ser utilizados para a produção orgânica do milho (Zea mays L.), este trabalho teve como objetivo estudar os efeitos das formulações de EM no tratamento de sementes de milho visando sua melhoria da qualidade sanitária e fisiológica. Foram testadas EM de três origens distintas, sendo um comercial (EMCOM) e dois de agricultores familiares, um de Montes Claros – MG (EMCE) e outro de Viçosa – MG (EMMA). Os EM foram filtrados, de forma a excluir os microrganismos, fazendo-se o uso apenas dos metabólitos secundários produzidos no processo fermentativo. No primeiro experimento os EM foram testados separadamente, onde sementes de milho foram embebidas por 30 min em quatro concentrações (1%, 2%, 5%, 100%) de EM em duas versões (filtrado e não filtrado), além da testemunha embebidas em água destilada, totalizando nove tratamentos dispostos em delineamento inteiramente casualizado. Após cinco dias de incubação, foi quantificada a presença de fungos fitopatogênicos nas sementes. No segundo experimento as sementes de milho foram embebidas por 30 min nos três EM e suas versões filtradas, sem diluição, além do tratamento adicional fungicida Derosal Plus e a testemunha, totalizando oito tratamentos em delineamento inteiramente casualizado. As sementes seguiram para teste de sanidade “blotter test”, teste de germinação e primeira contagem, teste de emergência em areia e índice de velocidade de emergência, peso de massa fresca e seca de plântulas. No terceiro experimento, 42 fungos isolados de sementes de milho tratadas com EM foram avaliados em teste de cultura pareada com Fusarium verticillioides, avaliando-se o diâmetros das colônias. O experimento foi conduzido em delineamento inteiramente casualizado, com em três repetições. Menores incidências de fungos fitopatogênicos foram observadas nas concentrações sem diluição dos EM, demonstrando que o mecanismo de ação dos microrganismos da cultura mista advém também da produção dos metabólitos secundários que contém substancias antimicrobianas. Nos experimentos comparativos ao fungicida, todos os EM demonstraram eficiência equivalente ao Derosal Plus, sem prejudicar a qualidade fisiológica das sementes, não interferindo na germinação ou emergência do milho. Entretanto, as sementes tratadas com EM apresentaram plântulas com maiores massa fresca e seca, comparadas à testemunha e ao fungicida. Dos 42 isolados obtidos das sementes de milho, 21 mostraram capacidade de inibir do crescimento micelial do F. verticillioides com porcentagens de inibição entre 46 e quatro por cento. Foram observados diferentes mecanismos de antagonismo, mas principalmente por competição e antibiose. De forma geral, todos os EM testados foram eficientes no controle de patógenos de sementes de milho, sem prejudicar sua qualidade fisiológica. O EM tem mecanismo de ação intimamente ligado aos metabolitos secundários produzidos via fermentação anaeróbica e pode potencialmente substituir produtos químicos no tratamento de sementes de milho. Organic food production has been growing in recent years; however, these systems require inputs that are free of chemical pesticides and provide environmental, social and economic benefits. Obtaining organic seeds in Brazil is one of the main obstacles in this sector, and research is needed that points out suitable inputs to this cropping system. Among the tools for the search for more sustainable systems are Effective Microorganisms (EM). However, there are few literature about mechanisms of action of this product and its use for the treatment of seeds. Considering the hypothesis that EM can be used for the organic production of maize (Zea mays L.), this work had the objective of studying the effects of EM formulations in the treatment of maize seeds with a view to improving sanitary and physiological quality. Three different sources were tested: one commercial (EMCOM) and two from family farmers, one from Montes Claros - MG (EMCE) and another from Viçosa - MG (EMMA). EM were filtered in order to exclude the microorganisms, using only the secondary metabolites produced in the fermentation process. In the first assay the EM were tested separately, where corn seeds were soaked for 30 min in four concentrations (1%, 2%, 5%, 100%) of EM in two versions (filtered and unfiltered), besides the embedded control in distilled water, totaling nine treatments arranged in a completely randomized design. After five days of incubation, the presence of phytopathogenic fungi in the seeds was quantified. In the second experiment the maize seeds were soaked for 30 min in the three EM and their filtered versions, without dilution, besides the additional fungicide treatment Derosal Plus and the control, totaling eight treatments in a completely randomized design. Seeds were followed for blotter test, germination test and first count, emergency sand test and emergency speed index, fresh and dry weight of seedlings. In the third treatment, 42 fungi isolated from corn seeds treated with EM were evaluated in a culture test paired with Fusarium verticillioides, evaluating the diameters of the colonies. The experiment was conducted in a completely randomized design, with three replications. Corn seeds with lower incidences of phytopathogenic fungi were observed at concentrations without dilution of EM, demonstrating that the mechanism of action of mixed - culture microorganisms also results from the production of secondary metabolites containing antimicrobial substances. In the comparative experiments to the fungicide, all EM showed efficiency equivalent to Derosal Plus, without affecting the physiological quality of the seeds, without interfering in the germination nor the emergence of the corn. However, the seeds treated with EM presented seedlings with higher fresh and dry mass, compared to the control and the fungicide. Of the 42 isolates obtained from corn seeds, 21 showed the ability to inhibit the mycelial growth of F. verticillioides with percentages of inhibition between 46 and four percent. Different mechanisms of antagonism were observed, but mainly by competition and antibiosis. In general, all EM tested were efficient in the control of maize seed pathogens and without impairing their physiological quality. EM has a mechanism of action closely linked to secondary metabolites produced via anaerobic fermentation and may potentially replace chemicals in the treatment of maize.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico O papel destes compostos tem sido estudado visando elucidar os benefícios da transferência de matéria/energia das árvores para os microrganismos da rizosfera. Atualmente, sabe-se que os resultados da interação entre as árvores e a microbiota podem ser positivos, neutros ou negativos, a depender da espécie vegetal, população microbiana associada e do ambiente. Em última instância, o saldo dessas interações pode determinar a taxa de crescimento dos povoamentos e, até mesmo, a permanência ou não de uma dada espécie no ambiente. Nesse particular, o efeito da ativação de populações microbianas rizosféricas pelas rizosdeposições, o chamado efeito priming rizosférico, tem sido o foco de muitas pesquisas. Esse processo desencadeia mudanças na estrutura e na atividade das comunidades rizosféricas que repercutem na dinâmica de decomposição e formação da matéria orgânica do solo (MOS). No caso específico dos solos sob eucalipto, esse processo ocorre predominantemente no sentido de acelerar a decomposição da MOS e, por conseguinte, tem um retorno positivo para a planta, aumentando o suprimento de nitrogênio para as árvores (M. D. Costa, informação pessoal 1 ). A despeito disso, ainda não existem modelos matemáticos que quantifiquem esse processo para as plantações florestais do gênero Eucalyptus. Dessa forma, a presente tese teve por objetivo desenvolver um modelo mecanístico para estimar a ciclagem de carbono (C) e nitrogênio (N) no solo rizosférico de agroecossistemas com essas árvores. Para a elaboração dessa representação matemática, levou-se em conta que o sistema rizosférico é inteiramente dependente da atividade das raízes. Por isso, não faria sentido sua modelagem sem a predição do crescimento das mesmas e a estimativa do processo de rizodeposição. Sendo assim, teve-se também como objetivo do presente trabalho a apresentação e o aprimoramento de um modelo de crescimento para o eucalipto na plataforma de modelos agrícolas APSIM (next generation). Tal modelo tem, entre outras vantagens, a maior sensibilidade ao fator solo, o que inclui o efeito do suprimento de N por processos de mineralização e de decomposição do litter. No capítulo I, procurou-se apresentar uma revisão de literatura sobre os principais assuntos da temática em estudo, de forma que o leitor pudesse entender os processos e os fatores que estão relacionados à representação matemática da ciclagem de C e N na rizosfera. Na sequência, no capítulo II, realizou-se a apresentação e a validação do modelo APSIM Eucalyptus para 12 sítios florestais, sendo que nove deles apresentam localização geográfica no Brasil e os outros três estão localizados na Austrália. O modelo APSIM apresentou tratamento satisfatório dos processos de crescimento, considerando as diversas condições climáticas e edáficas e os diferentes manejos culturais. Todavia, visando aprimorar a sua performance, sugeriram- se ajustes com relação à partição de carbono para as raízes, bem como a inserção de outras limitações nutricionais além do N, e outros fluxos de nutrientes, a exemplo daqueles que ocorrem no ambiente da rizosfera. O capítulo III foi dedicado à elaboração conceitual, apresentação, avaliação e análise de sensibilidade do modelo Forest Plantation Rhizosphere Available Nitrogen (ForPRAN) para estimativas dos fluxos de mineralização de C e N no solo rizosférico. Como resultado, observou-se que o desempenho do modelo foi satisfatório quantitativamente e qualitativamente quando comparado aos dados observados na literatura. As variáveis de entrada que mais influenciaram a mineralização rizosférica do N foram (em ordem de importância decrescente): diâmetro da raiz > espessura da rizosfera > temperatura do solo > teor de argila. A mineralização rizosférica de N em plantação típica de eucalipto produzindo 42 m³ ha -1 a -1 de massa de parte aérea, com perdas de N assumidas de 40 % por processos diversos, foi estimada em 24,6 % da demanda de N do plantio (parte aérea+raiz+litter). A partir disso, concluiu-se que o modelo de ciclagem de rizosfera deve ser considerado para adaptação de outros modelos de produção florestal e agrícola, como o APSIM Eucalyptus, onde a inclusão de tais processos oferece o potencial de melhorar o desempenho das estimativas. Por fim, o capítulo IV foi elaborado com o objetivo de testar, por meio da modelagem matemática, a hipótese de que o efeito priming da rizosfera (RPE) é quantitativamente importante para a nutrição nitrogenada do eucalipto. Para testar essa hipótese, foi simulado o crescimento do eucalipto utilizando o modelo geral de APSIM Eucalyptus e os processos de rizosfera utilizando o modelo ForPRAN. Foi projetado o crescimento do eucalipto em quatro locais, sendo dois no Brasil - Aracruz/ES e Curvelo/MG - e outros dois na Austrália - Wagga Wagga/NSW e Coffs Harbour/NSW. No final de sete anos de rotação simulada, considerando a ciclagem na camada de 0-20 cm de profundidade, estimou-se que 12, 11, 10 e 5 % do volume de solo total foi ocupado pela rizosfera nos sítios de Aracruz, Coffs Harbour, Wagga Wagga e Curvelo, respectivamente. Como resultado da rizodeposição, o modelo ForPRAN sugere nos quatro locais aumento na biomassa microbiana (BM) rizosférica, cujos valores BM médios estiveram entre 70,3 μg cm -3 e 246,1 μg cm -3 de C. Em geral, o RPE tem potencial para explicar de 15 a 38 % do N acumulado no ecossistema florestal (parte aérea+raiz+litter), considerando as situações estudadas. Temperaturas e volumes de precipitação mais elevados contribuem para maior suprimento de N por meio da mineralização rizosférica, em valores absolutos, nos sítios brasileiros do que nos australianos, o que também explica parte da menor limitação por N nas plantações de eucalipto no Brasil. Eucalypts as well as other trees allocate large amounts of fixed carbon to produce roots and rhizodepositions, which include exudates, secretions, lysates and gases. The role of these compounds has been studied to elucidate the benefits for the trees of the transfer of matter/energy to the rhizosphere microorganisms. It is currently well known that the results of the interaction between the trees and the microbiota can be positive, neutral or negative, depending on the plant species, associated microbial population, and environmental conditions. This can ultimately determine the growth rate, planting stand, and even whether or not a given tree species will survive in the environment. Numerous studies have been carried out to investigate the effect of the activation of rhizosphere microbial communities previously in a state of oligotrophy or quasi-dormancy by the rhizodepositions, in the so-called rhizosphere priming effect. This process triggers changes in the structure and activity of rhizosphere communities that affect the dynamics of soil organic matter (SOM) decomposition and formation. In the particular case of the soil under eucalypts, this process predominantly accelerates the decomposition of the SOM inside the rhizosphere and, therefore, may present a positive return to the trees by the increase of the nitrogen supply (M.D. Costa, personal information¹). Despite this, there are still no models to measure the quantitative importance of this process for forest plantations of the Eucalyptus genus. Thus, the present thesis aimed to develop a mechanistic model to estimate the carbon (C) and nitrogen (N) cycling in the rhizosphere soil under eucalypts. Before this, for the elaboration of this mathematical representation, it was necessary to take into account that the rhizosphere system is entirely dependent on the activity of the roots and, therefore, it does not make sense its modeling without the prediction of the plant root growth and estimation of the rhizodeposition process. For this reason, the objective of the thesis was also to present and improve a growth model for Eucalyptus in the APSIM (next generation) agricultural models platform. This model has, among other advantages, greater sensitivity to the soil factor, which includes the effect of the N supply by processes of SOM mineralization and litter decomposition. Thus, in Chapter I, it was reviewed the main processes and factors involved in the subsequent chapters, which are more related to the mathematical representation of key processes for rhizosphere mineralization. In Chapter II, the APSIM model was presented and validated for 12 forest sites; out of those 12 sites, nine are geographically located in Brazil and the other three are located in Australia. The APSIM model presented a satisfactory treatment of the growth processes, considering the diverse climatic and edaphic conditions and the different forest managements. However, in order to improve its performance, adjustments were suggested regarding carbon partitioning for the roots, as well as considering other nutritional limitations besides N; and other nutrient flows such as those occurring in the rhizosphere environment. Chapter III, on the other hand, was devoted to the conceptual elaboration, presentation, evaluation and sensitivity analysis of the Forest Plantation Rhizosphere Available Nitrogen model (ForPRAN) for estimates of the C and N mineralization fluxes in the rhizosphere soil. The performance of the model was quantitatively and qualitatively satisfactory when compared to the data observed in the literature. The input variables that most influenced the increase of N by rhizosphere mineralization were (in order of decreasing importance): root diameter> rhizosphere thickness> soil temperature> clay concentration. The rhizosphere mineralization in a typical eucalypt plantation producing 42 m³ ha -1 a -1 of shoot biomass, with assumed N losses of 40 % by different processes, was estimated in 24.6 % of the amount of N accumulated in the plantations (shoot+root+litter). From this point of view, it was concluded that the rhizosphere cycling model should be considered for adaptation of other models of forest and agricultural production, such as APSIM Eucalyptus, where the inclusion of such processes offers the potential to improve the growth predictions. Finally, in Chapter IV, it was tested the mathematical modeling hypothesis that the rhizosphere priming effect (RPE) is quantitatively important for nitrogen nutrition of eucalypts in different climatic and soil conditions. To test this hypothesis, the eucalypts growth was simulated using the general APSIM Eucalyptus model and the rhizosphere processes using the ForPRAN model. Eucalyptus growth was projected at four sites, two in Brazil - Aracruz/ES and Curvelo/MG - and the other two in Australia - Wagga Wagga/NSW and Coffs Harbour/NSW. At the end of the 7-year rotation, considering the cycling in the 0- 20 cm depth layer, it was estimated that 12, 11, 10 and 5 % of the total soil was occupied by the rhizosphere at Aracruz, Coffs Harbour, Wagga Wagga and Curvelo, respectively. Because of the rhizodeposition and of the different pedoenvironments, the ForPRAN model suggested an increase in the rhizosphere microbial biomass in the four sites, whose average values were between 70.3 μg cm -3 and 246.1 μg cm -3 of C. In general, the RPE has the potential to explain between 15 and 38 % of the N demand of the forest ecosystem (shoot+root+litter), considering the studied cases. Higher temperatures and rainfall volumes cause increase in the N rhizosphere supply, in absolute values, in Brazilian sites as compared with the Australian ones, which also explains part of the observed smaller N limitation in eucalypts plantations in Brazil.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior As culturas probióticas estão disponíveis para o consumidor, principalmente, em produtos lácteos. Contudo o interesse pela incorporação destes micro-organismos em outras bases alimentares é crescente. As matrizes vegetais são boa alternativa para a incorporação destes micro-organismos, no entanto é necessário o desenvolvimento de diferentes técnicas para inserir as bactérias probióticas em vegetais. Esta pesquisa objetivou desenvolver revestimento comestível a base de pectina de baixa metoxilação para veicular micro-organismos probióticos em cenoura e goiaba minimamente processadas. Na primeira etapa do estudo, foi produzido o revestimento a base de pectina de baixa metoxilação, sendo os tratamentos controle e adicionados de bactérias probióticas (Lactobacillus acidophilus LA3, Lactobacillus plantarum (CH6072 e L286), Lactobacillus paracasei BGP1, Lactobacillus acidophilus LA3 em combinação com Lactobacillus plantarum (CH6072 e L286), Lactobacillus acidophilus LA3 em combinação com Lactobacillus paracasei BGP1 e Lactobacillus plantarum (CH6072 e L286) em combinação com Lactobacillus paracasei BGP1). Os revestimentos comestíveis foram avaliados quanto à sua estabilidade microbiológica (viabilidade e resistência às condições gastrointestinais simuladas in vitro das culturas probióticas e atividade antimicrobiana frente à Listeria innocua ATCC33090 e Escherichia coli ATCC11229), física (viscosidade, cor, índice de brancura e turbidez) e química (pH) durante 12 dias de armazenamento. Na segunda etapa do estudo, avaliou-se a aplicação do revestimento comestível em cenoura e goiaba minimamente processadas e a estabilidade dos produtos obtidos armazenados a 4 °C. Cenoura e goiaba minimamente processadas contendo os revestimentos comestíveis foram avaliadas quanto a qualidade microbiológica, viabilidade e resistência às condições gastrointestinais in vitro dos probióticos, microscopia eletrônica de varredura (MEV), perda de massa, firmeza, composição da cor, pH, acidez total titulável e teor de sólidos solúveis totais. O revestimento comestível apresentou-se como bom carreador de bactérias probióticas, além de alguns tratamentos apresentarem atividade antimicrobiana. A adição de bactérias probióticas ao revestimento comestível alterou (p0,05) a qualidade microbiológica e as características físicas e químicas dos produtos avaliados. Portanto, o revestimento comestível a base de pectina de baixa metoxilação contendo bactérias probióticas é uma boa alternativa para veicular estes micro-organismos, através dos vegetais minimamente processados, até o consumidor. The probiotic cultures are available for the consumer especially in dairy products. However, the interest by the incorporation of these microorganisms in other food bases is growing. The vegetables matrices are a good alternative for the incorporation of these micro-organisms, it is necessary to the development of different techniques to deliver the probiotic bacteria to vegetables. The objective of this research was to develop low methoxylated pectin based edible coating to deliver probiotic microorganisms to minimally processed carrots and guavas. In the first stage of the study, low methoxylation pectin edible coating was produced, control treatment and addition of probiotic bacteria (Lactobacillus acidophilus LA3, Lactobacillus plantarum (CH6072 e L286), Lactobacillus paracasei BGP1, Lactobacillus acidophilus LA3 in combination with Lactobacillus plantarum (CH6072 e L286), Lactobacillus acidophilus LA3 in combination with Lactobacillus paracasei BGP1 e Lactobacillus plantarum (CH6072 e L286) in combination with Lactobacillus paracasei BGP1). The edible coatings were evaluated for their microbiological stability (viability and resistance to simulated in vitro gastrointestinal conditions of probiotic cultures and antimicrobial activity against Listeria innocua ATCC33090 and Escherichia coli ATCC11229), physical (viscosity, color, whiteness index and turbidity) and chemical (pH) for 12 days storage. In the second stage of the study, were evaluated the application of the edible coating in minimally processed carrots and guavas and the stability of the obtained products stored at 4 ° C. Minimally processed carrots and guavas containing the edible coatings were evaluated for microbiological quality, viability and resistance in vitro gastrointestinal conditions of probiotics, scanning electron microscopy (SEM), loss of mass, firmness, color composition, pH, titratable total acidity and total soluble solids content. The edible coating presented as a good carrier of probiotic bacteria, in addition to some treatments presenting antimicrobial activity. The addition of probiotic bacteria to the edible coating altered (p 0.05) the microbiological quality and the physical and chemical characteristics of the evaluated products. Therefore, the low methoxylation pectin edible coating containing probiotic bacteria is a good alternative for transference these microorganisms through minimally processed vegetables to the consumer.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior Os Micro-organismos Eficientes (EM), inoculantes formados por fungos e bactérias isolados de matas, podem influenciar a germinação de sementes e o crescimento de plantas. Não foram encontrados trabalhos identificando a composição microbiana desses inoculantes, assim, foram realizados dois experimentos com os seguintes objetivos: Experimento 1: analisar, pela técnica de PCR-DGGE, o perfil da comunidade microbiana em três inoculantes EMs de três origens, a eficiência no crescimento e na composição química de capim-marandu, cultivado em solo acrescido ou não de esterco bovino, e o perfil microbiano desse inoculante no ambiente de cultivo; Experimento 2: analisar a diversidade por sequenciamento Illumina MiSeq e caracterizar taxonomicamente fungos e bactérias de três inoculantes EM de origens distintas, além de avaliar a respectiva eficiência na germinação de sementes de capim-marandu. No experimento 1, as plantas foram cultivadas em vasos mantidos em casa de vegetação, em esquema fatorial 2 x 4, com cinco repetições, consistindo de solo sem ou com esterco bovino e três tipos de EM (EM1, EM2 e EM3) + controle sem inoculação, totalizando 40 unidades experimentais. O EM1 é de origem comercial e os outros dois de origem caseira, produzidos na região de Muriaé (EM2) e Viçosa (EM3), ambas localizadas na Zona da Mata de Minas Gerais. Nos tratamentos que receberam o esterco foram adicionados 90 g deste na superfície do solo e naqueles que receberam EM foram realizadas três aplicações de 34 mL, a cada 30 dias. Aos 60 e 100 dias de experimento foram avaliadas características de crescimento e químicas do capim-marandu. O perfil de bactérias e fungos dos inoculantes EM e do solo foi obtido conforme a técnica PCR-DGGE. No experimento 2, o DNA dos três inoculantes EM foi extraído, seguido de amplificação por PCR do gene rRNA 16S e da região ITS de fungos e do sequenciamento na plataforma Illumina MiSeq. Testes de germinação foram conduzidos no delineamento Inteiramente Casualizado (DIC), com esquema fatorial 3 x 3 x 2 + 1 (controle positivo) + 2 (controles negativos) e quatro repetições de 50 sementes. Os tratamentos consistiram em: pré-tratamentos com três tipos de EM (EM•1®, EM 2 e EM3) em três concentrações (1% em água; 2% em água e 100% de EM) e dois tempos de imersão (5 min e 24 h); pré-tratamentos com ácido sulfúrico 18% por 15 min e com água (5 min e 24 h). Houve maior crescimento das plantas nos tratamentos com esterco. Na ausência de esterco o EM2 foi destaque por melhorar algumas características das plantas, incluindo comprimento da parte aérea (CPA) e diâmetro do colmo (DC) no primeiro corte e CPA no segundo corte. Nos tratamentos com o esterco, as características agronômicas, analisadas aos 60 e 100 dias de experimento, não foram afetadas, entretanto, houve pronunciado aumento no teor de proteína bruta (PB) ao utilizar o EM2. Dependendo da origem, inoculantes EM diferem quanto a estrutura da comunidade de fungos e bactérias. A presença e a ausência de esterco no solo determinaram o perfil bacteriano e fúngico, com efeito pronunciado na comunidade fúngica dos solos com EMs 1 e 2. O grupo de bactérias foi o mais abundante nos EMs, seguido pelos fungos. EMs 2 e 3 não compartilharam unidades taxonômicas operacionais (OTUs) de fungos, no entanto, algumas UTOs bacterianas foram compartilhadas por todos os EMs. Muitas dessas bactérias são promotoras de crescimento vegetal e produzem fitormônios, o que pode justificar a eficiência destes inoculantes na germinação de sementes. Pré-tratamentos de sementes de capim-marandu com os três EMs resultaram em maior porcentagem de germinação (%G) e índice de velocidade de germinação (IVG) quando o EM foi utilizado na concentração 1 e 2%. A imersão das sementes por 5 min foi mais eficiente comparada a imersão por 24h. A %G e o IVG das sementes tratadas com ácido sulfúrico não diferiram dos tratamentos com EM, mas ambos foram superiores ao controle. Effective Microorganisms (EM), inoculant formed by fungi and bacteria isolated from forests, can influence seed germination and plant growth. No experiments were found to identify the microbial composition of these inoculants, so two experiments were carried out with the following objectives: Experiment 1: to analyze by the PCR-DGGE technique the profile of the microbial community in three inoculants EMs from three origins, the efficiency in the growth and chemical composition of palisade grass, cultivated in soil with or without bovine manure, and the microbial profile of this inoculant in the growing environment; Experiment 2: to analyze diversity by Illumina MiSeq sequencing and taxonomically characterize fungi and bacteria of three EM inoculants of different origins, in addition to evaluating their efficiency in the germination of palisade grass seeds. In experiment 1, the plants were grown in pots kept in a greenhouse, in a 2 x 4 factorial scheme, with five replicates, consisting of soil without or with bovine manure and three types of EM (EM1, EM2 and EM3) + control without inoculation, totalizing 40 experimental units. EM1 is of commercial origin and the other two of home origin, produced in the region of Muriaé (EM2) and Viçosa (EM3), both located in the Zona da Mata of Minas Gerais. In the treatments that received manure, 90 g of this was added to the soil surface and in those receiving EM, three 34 mL applications were performed every 30 days. At 60 and 100 days of experiment were evaluated growth and chemical characteristics of the palisade grass. The bacteria and fungi profiles of the EM and soil inoculants were obtained according to the PCR-DGGE technique. In experiment 2, DNA from the three EM inoculants was extracted, followed by PCR amplification of the 16S rRNA gene and the ITS region of fungi and sequencing on the Illumina MiSeq platform. Germination tests were conducted in a completely randomized design (CRD), with factorial scheme 3 x 3 x 2 + 1 (positive control) + 2 (negative controls) and four replicates of 50 seeds. The treatments consisted of: pre-treatments with three types of EM (EM•1®, EM2 and EM3) in three concentrations (1% in water, 2% in water and 100% EM) and two immersion times (5 min and 24 h); Pre-treatments with 18% sulfuric acid for 15 min and with water (5 min and 24 h). There was higher plant growth in manure treatments. In the absence of manure EM2 was highlighted by improving some plant characteristics, including shoot length (SL) and stalk diameter (SD) in the first cut and SL in the second cut. In the treatments with the manure, the agronomic characteristics, analyzed at 60 and 100 days of experiment, were not affected, however, there was a pronounced increase in crude protein (CP) content when using EM2. Depending on the origin, inoculants EM differ in the community structure of fungi and bacteria. The presence and absence of manure in the soil determined the bacterial and fungal profile, with a pronounced effect on the fungal community of soils with EMs 1 and 2. The group of bacteria was the most abundant in the EM, followed by fungi. EMs 2 and 3 did not share fungus operative taxonomic units (OTUs), however, some bacterial UTOs were shared by all EMs. Many of these bacteria are promoters of plant growth and produce phytonutrients, which may justify the efficiency of these inoculants in seed germination. Pre-treatments of palisade grass seed with the three EM resulted in a higher percentage of germination (%G) and germination speed index (GSI) when EM was used in the concentration 1 and 2%. The seed immersion for 5 min was more efficient compared to immersion for 24 hours. The %G and GSI of the seeds treated with sulfuric acid did not differ from the EM treatments, but both were superior to the control.

Listeria monocytogenes é um dos micro-organismos de interesse na indústria de alimentos, por ser capaz de ultrapassar as barreiras impostas durante o processamento e causar a grave doença, denominada listeriose, que possui alta taxa de mortalidade e acomete com maior frequência pessoas imunocomprometidas. Os ácidos orgânicos são empregados no processamento de alimentos para retardar a multiplicação microbiana, dentre os mais utilizados estão os ácidos lático, acético e, principalmente, o cítrico. Os objetivos desse estudo foram determinar o pH mínimo de crescimento de L. monocytogenes em meio de cultura, mediante ao uso dos ácidos lático, acético e cítrico e modelar os limites de crescimento/não crescimento desse micro-organismo em meio de cultura, por meio de enfoque probabilístico, em função do efeito de pH, temperatura e tempo de estocagem, com posterior validação em meio de cultura e em matriz alimentícia, para determinar a confiabilidade e especificar a versatilidade dos modelos probabilísticos gerados. Para determinar o pH mínimo de crescimento de L. monocytogenes em meio de cultura, frente aos diferentes ácidos orgânicos, foi utilizado caldo Brain Heart Infusion (BHI), que teve o pH ajustado para valores de 4,0 a 6,0, em um intervalo de 0,2, com os ácidos na concentração de 1 mol.L -1 . O crescimento de L. monocytogenes, em diferentes valores de pH, foi monitorado pela medida da Densidade Óptica (D.O) a 600 nm. Os ensaios foram realizados a 35 oC, durante 7 dias. As taxas de crescimento foram ajustadas ao modelo de raiz quadrada, sendo um modelo para cada antimicrobiano estudado. Para a modelagem dos limites de crescimento/não crescimento de L. monocytogenes, o pH do caldo BHI, foi ajustado em 4,6, 5,5, 6,5 e 7,0, utilizando o ácido lático; 5,0, 5,8, 6,6 e 7,0, empregando o ácido acético e 4,4, 5,4, 6,5 e 7,0, usando o ácido cítrico. Os tubos de ensaio contendo o meio de cultura e o micro-organismo estudado foram incubados a 5 oC, 10 oC , 15 oC , 25 oC e 35 oC, durante 21 dias. O desenvolvimento bacteriano foi acompanhado pela determinação da D.O a 600 nm. O inóculo inicial em todos os tratamentos foi de aproximadamente 1,0 x 10 3 UFC.mL -1 . Observou-se que o menor valor de pH mínimo para o crescimento de L. monocytogenes ocorreu ao ser empregado o ácido cítrico e o maior valor, ao ser empregado o ácido acético. A diferença estatística (p0,87). O modelo probabilístico de regressão logística mostrou-se como importante ferramenta para descrição da região de interface de crescimento/não crescimento. Para cada ácido foi gerado um modelo de probabilidade de regressão logística. Houve diferença estatística (p0.87). The probabilistic model of logistic regression showed up as an important tool for describing the interface region growth/no growth. For each acid generated a logistic regression model likelihood. There was a statistical difference (p

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior O petróleo é a principal fonte de energia no Brasil, onde o consumo de óleo continua subindo desde 2013, atingindo atualmente 2.2% do total de energia consumida no mundo. A descoberta recente de petróleo nas baias do Espirito Santo, Campos e Santos, pode representar uma excelente oportunidade para atender as demandas energéticas nacionais. Entretanto, a exploração de petróleo oferece riscos a microbiota e toda a vida marinha. Microrganismos são responsáveis pela ciclagem de nutrientes, podem degradar compostos orgânicos recalcitrantes e muitas espécies são reportadas como sensíveis à contaminação por hidrocarbonetos do petróleo. Esse trabalho teve o objetivo de avaliar as alterações na comunidade microbiana em solos sob a contaminação por petróleo e avaliar os efeitos do Co-produto de biodiesel (BCP) como um agente protetor da microbiota do solo perante a adição de petróleo. Foram utilizados solos da Ilha da Trindade, e da estação de pesquisa Highfield no Rothamsted Research, UK. Foram montados microcosmos com 20 gramas de solo e os tratamentos utilizaram petróleo intemperizado. Os solos foram incubados a 26° C com correção da umidade para cerca de 60% da capacidade de retenção de água dos solos. Foi utilizada a medição de evolução de CO2 para avaliar a atividade do solo, durante o período de incubação, e a extração de DNA genômico do solo, ao final do período de incubação, para avaliar as mudanças nas comunidades microbianas dos tratamentos e controles. O DNA foi submetido para o sequenciamento de amplicons de 16S rDNA para a avaliação de Bacteria e Archaea e de amplicons da região ITS1 para a avaliação de Fungos utilizando a plataforma Illumina HiSeq. Foi feita a comparação das diversidades alpha e beta e análise das alterações taxonômicas. Essa tese está dividida em dois capítulos. O primeiro descreve os efeitos do petróleo nas comunidades microbianas do solo da Ilha da Trindade. No segundo capítulo foi testado o efeito protetor do BCP sobre a microbiota dos solos da Ilha da Trindade, do campo Bare Fallow e do campo Grassland do Rothamsted Research contra a adição de óleo. O petróleo teve um grande efeito negativo sobre a diversidade microbiana da Ilha da Trindade, mas não mudou a diversidade microbiana dos solos agrícolas do Rothamsted. A comparação taxonômica mostrou aumento do filo Actinobacteria, mudanças em várias classes de Proteobacteria e redução da classe Nitrosphaerales do filo Archaea. Esse é o primeiro esforço para aquisição de conhecimento sobre o efeito da contaminação de solos de uma ilha oceânica brasileira com petróleo. Essa informação é importante para guiar qualquer futura estratégia de biorremediação que se faça necessária. Crude oil is still the dominant energy source in Brazil where oil consumption keeps rising since 2013, reaching nowadays 2.2% of the world‟s energy consumption. A recent discovery of crude oil reservoirs at the Espirito Santo, Campos and Santos basins, can represent an excellent opportunity to meet the country‟s economic and energetic demands. However, offshore exploration offers risks to the microbiota and the whole sea life. Microbes are responsible for nutrient cycling can degrade recalcitrant organic compounds and several species have been reported as sensitive to petroleum hydrocarbons. This work aimed to evaluate microbial community shifts in soils under crude oil contamination and assess the effects of Biodiesel co-product (BCP) as a protecting agent of soil microbiota under crude oil addition. We used soils from the Trindade Island and from the Highfield research station at Rothamsted Research, UK. We assembled microcosms of 20 grams and contaminated the soils using weathered crude oil. Soils were incubated at 26° C with moisture correction to ca. 60% water holding capacity. We used CO2 evolution measurements to evaluate soil activity, during the incubation, and soil genomic DNA extraction, at the end of incubation period, to evaluate microbial community changes from treatments and controls. DNA was submitted to amplicon sequencing of 16S rDNA for Bacteria and Archaea and the ITS1 region for Fungi using Illumina MiSeq platform. We compared alpha and beta-diversity and taxonomic shifts. This thesis is divided in two chapters. The first describes the effects of crude oil on Trindade Island‟s soil microbial communities. In the second chapter we tested the protective effects of BCP on Trindade Island, Rothamsted‟s Bare Fallow and Grassland soils, against the amendment with crude oil. Crude oil had a major negative effect on microbial diversity for Trindade Island, but didn‟t change the diversity of Rothamsted agricultural soils. Taxonomy comparisons showed rise of the Actinobacteria phylum, shifts in several Proteobacteria classes and reduction of the Archaea class Nitrososphaerales. This is the first effort in acquiring knowledge concerning the effect of crude oil contamination in soils of a Brazilian oceanic island. This information is important to guide any future bioremediation strategy that can be required.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico The mechanization makes agricultural work less strenuous, more homogeneous farming and increases crop productivity. The system of mechanized tillage directly influence the physical and biological soil properties, in addition to providing appropriate environment for establishment of cultures. Some studies have reported the microbial activity in the soil of the same quality. Microbial activity can be measured by the microbial biomass carbon, soil basal respiration, metabolic quotient and microbial quotient, among others. Tillage can affect the microbial activity because the levels of soil organic carbon can be changed as well as the density, temperature and soil moisture. Several studies using microbiological analyzes for determination of disturbances in agricultural and forestry crops, but the quantification of the interference of tillage, in an isolated form in soil microbial activity is rarely studied. Knowing how much and how tillage impacts on soil microbiota, one can analyze the effects of this process, and seek to mitigate noxious factors, seeking managements best suited to each type of soil and crop systems to be implemented. Thus objective with this study was to evaluate how different systems of mechanized tillage can affect their microbiological activity, evaluating the total organic carbon, microbial biomass carbon, basal soil respiration, metabolic quotient and the quotient soil microbial. The experiment was conducted in an experimental area belongs to the Federal University of Viçosa, was used as treatments for the following types of tillage: No tillage (PD) and conventional tillage (PC) and minimum tillage (CM). The treatments were arranged in a randomized block. The experiment was disposed in a split plot sub subdivided, where the parcels types of tillage systems, subplots depths and in the sub split plots sampling periods in randomized block design with 4 replications causualizados. Data were analyzed by analysis of variance and means were compared using the Tukey test, adopting the 5% level of probability. All analyzes were performed with the aid of SAEG. Microbiological analyzes were conducted at the Laboratory of Organic Matter in Soil, Federal University of Viçosa department. The collections were made in triplicate in two depths, the bands from 0 to 0,10 m from 0,10 to 0,20 m depth. We determined the total organic carbon (COT), microbial biomass carbon (CBM), basal soil respiration (RBS), metabolic quotient (qCO2) and microbial quotient (qMic). The no tillage showed higher levels of microbial biomass carbon and soil basal respiration, in the range 0 0,10 m depth. The values of metabolic quotient were higher in minimum tillage system. The no till was the system that had higher microbial activity in the soil. A mecanização torna o trabalho agrícola menos árduo, a lavoura mais homogênea e aumenta a produtividade das culturas. O sistema de preparo mecanizado do solo influencia diretamente as propriedades físicas e biológicas do solo, além de propiciar ambiente adequado para estabelecimento das culturas. Alguns estudos relacionam à atividade microbiológica do solo a qualidade do mesmo. A atividade microbiológica pode ser mensurada através do carbono da biomassa microbiano, respiração basal do solo, quociente metabólico e quociente microbiano. O preparo do solo pode interferir na atividade microbiológica, pois os teores de carbono orgânico do solo podem ser alterados assim como a densidade do solo, a temperatura e a umidade do solo. Vários estudos utilizam as análises microbiológicas para determinações de perturbações em culturas agrícolas e florestais, mas a quantificação da interferência do preparo do solo, de forma isolada na atividade microbiana do solo é pouco estudada. Conhecendo-se quanto e como o preparo do solo impacta a microbiota do solo, pode-se analisar os efeitos deste processo, e procurar mitigar fatores nocivos, buscando sistemas de manejos mais adequados a cada tipo de solo e da cultura a ser implementada. Dessa forma objetivou-se com o presente trabalho avaliar como os diferentes sistemas de preparo mecanizado do solo podem afetar a sua atividade microbiológica, avaliando o carbono orgânico total, o carbono da biomassa microbiana, a respiração basal do solo, o quociente metabólico e o quociente microbiano do solo. O experimento foi realizado numa área experimental pertencente à Universidade Federal de Viçosa. Utilizaram-se como tratamentos os seguintes tipos de preparo do solo: plantio direto (PD), Plantio convencional (PC) e cultivo mínimo (CM). O experimento foi disposto em um esquema de parcelas sub subdivididas, tendo nas parcelas os tipos de preparos do solo, nas subparcelas as profundidades e nas sub subparcelas as épocas de amostragem, no delineamento de blocos causualizados com 4 repetições. Os dados foram analisados empregando-se a analise de variância e as médias comparadas utilizando-se o teste Tukey adotando o nível de 5% de probabilidade. Todas as análises foram realizadas com o auxilio do SAEG. As análises microbiológicas foram realizadas no Laboratório de Matéria Orgânica, do departamento de solos da Universidade Federal de Viçosa. As coletas foram realizadas em triplicata, em duas profundidades, nas faixas de 0,0 a 0,10 m e de 0,10 a 0,20 m de profundidade. Foram determinadas o Carbono orgânico total (COT), Carbono da biomassa microbiana (CBM), Respiração basal do solo (RBS), quociente metabólico (qCO2) e quociente microbiano (qMic). O plantio direto apresentou maiores índices de carbono da biomassa microbiana e respiração basal do solo, na faixa de 0,0 - 0,10 m de profundidade. Os valores do quociente metabólico foram maiores no sistema de cultivo mínimo. O plantio direto foi o sistema que apresentou maior atividade microbiológica do solo.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior The cow urine applied to lettuce (Lactuca sativa L.) has promoted the growth and production of leaves. However, questions have been raised regarding the microbiological contamination. The study aimed to evaluate the effect of solutions of cow urine on plant growth characteristics and microbiological quality of lettuce. Four experiments were conducted in IFMG - Campus São João Evangelista MG. Experiments 1 and 2 were carried out from November 2011 to February 2012 and the experiments 3 and 4 in the period August to November 2012. The experiments were conducted in greenhouse under organic cropping system. Experiments 1 and 2 consisted of five treatments, corresponding to concentrations of cow urine solutions of 0.0, 0.5, 1.0, 2.0 and 4.0%, conducted in a completely randomized design with five replications. In experiment 1, the application of the solutions was foliar and in experiment 2 was in the soil, both with lettuce 'Regina 2000'. Experiments 3 and 4 were made up of five treatments, solutions corresponding to concentrations of 0.0, 2.0, 4.0, 6.0 and 10%, conducted in a completely randomized design with four replications. In both, the application of foliar solution was only in experiment 3 the lettuce was the 'Regina 500' and in experiment 4 Lettuce was 'Babá de Verão'. The solutions were prepared with the same water used for irrigation, and the control received only water. In all the experiments were applied 60 mL of solution/plant. This volume was divided into five applications, starting seven days following transplantation of seedlings, applying respectively 5, 5, 10, 20 and 20 mL/plant. The plot consisted of four longitudinal rows of 1.75 m long, with plants spaced 0.25 x 0.25 m. The six central plants from the two central rows were considered useful. Were evaluated the production of lettuce and microbiological analysis of irrigation water, the cow urine stored, the solutions applied cow urine, lettuce washed and not washed in pure water. Qualitative data were subjected to analysis of variance. The data on the concentration of the solutions were subjected to regression analysis, using the t test, the 1% and 5% probability. Solutions cow urine applied foliar or soil, the concentration of up to 5.21%, promoted plant growth and yield of lettuce. Solutions cow urine applied to soil, up to a concentration of 4%, and foliar up to 10%, did not improve the microbial load in lettuce. The cow urine in sealed plastic bombona kept in the dark showed growth of micro- organisms total coliforms, fecal coliforms and aerobic mesophilic until around the 5th week, dropping dramatically and reaching zero, or close to it, in the 7th week. The irrigation water had a high microbial load and was largely responsible for the microbial load on the lettuce, and the simple washing of lettuce leaves with pure water, although reducing the microbial load, was not effective for reducing this burden to acceptable levels for diners. A urina de vaca aplicada em alface (Lactuca sativa L.) tem promovido o seu crescimento e a produção de folhas. Todavia, questionamentos têm sido feitos em relação à contaminação microbiológica. O trabalho teve como objetivo avaliar o efeito da aplicação de soluções de urina de vaca sobre características de crescimento de planta e qualidade microbiológica da alface. Foram realizados quatro experimentos no IFMG Campus São João Evangelista - MG. Os experimentos 1 e 2 foram desenvolvidos no período de novembro de 2011 a fevereiro de 2012 e os experimentos 3 e 4 no período de agosto a novembro de 2012. Os experimentos foram conduzidos em ambiente protegido e em sistema de cultivo orgânico. Os experimentos 1 e 2 foram constituídos de cinco tratamentos, correspondentes às concentrações de soluções de urina de vaca de 0,0; 0,5; 1,0; 2,0 e 4,0%, conduzidos no delineamento inteiramente casualizado, com cinco repetições. No experimento 1, a aplicação das soluções foi via foliar e no experimento 2 foi via solo, ambos com a alface 'Regina 2000'. Os experimentos 3 e 4 foram constituídos de cinco tratamentos, correspondentes às concentrações de soluções de 0,0; 2,0; 4,0; 6,0 e 10%, conduzidos no delineamento inteiramente casualizado, com quatro repetições. Em ambos, a aplicação das soluções foi via foliar. No experimento 3 a alface foi a 'Regina 500' e no experimento 4 a alface foi 'Babá de Verão'. As soluções foram preparadas com a mesma água utilizada para irrigação, sendo que a testemunha recebeu somente água. Em todos os experimentos foram aplicados 60 mL de solução/planta. Esse volume foi dividido em cinco aplicações semanais, iniciando sete dias após transplante das mudas, aplicando-se, respectivamente, 5, 5, 10, 20 e 20 mL de solução/planta. A parcela foi constituída por quatro fileiras longitudinais de 1,75 m de comprimento, com plantas espaçadas de 0,25 x 0,25 m. Foram consideradas úteis, as seis plantas centrais das duas fileiras centrais. Foram avaliadas características de produção da alface e realizadas análises microbiológicas da água de irrigação, da urina de vaca armazenada, das soluções de urina de vaca aplicadas, da alface lavada e não lavada em água pura. Os dados qualitativos foram submetidos à análise de variância. Os dados referentes às concentrações das soluções foram submetidos à análise de regressão, utilizando-se o teste t, a 1% e a 5% de probabilidade. Soluções de urina de vaca aplicadas via foliar ou solo, na concentração de até 5,21%, promoveram o crescimento das plantas e a produção da alface. Soluções de urina de vaca aplicadas via solo, até a concentração de 4%, e via foliar até 10%, não promoveram aumento da carga microbiana em alface. A urina de vaca hermeticamente fechada em bombona plástica mantida no escuro apresentou crescimento dos micro-organismos coliformes totais, coliformes termotolerantes e aeróbios mesófilos até por volta da 5ª semana, caindo drasticamente e alcançando nível zero, ou próximo desse, na 7ª semana. A água de irrigação com elevada carga microbiana foi a maior responsável pela carga microbiana em alface, sendo que a simples lavação das folhas de alface com água pura, apesar de reduzir a carga microbiana, não foi eficaz em reduzir essa carga até níveis aceitáveis aos comensais.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior Bacteria belonging to the genus Bacillus have physiological plasticity regarding to the conditions of temperature, pH and salinity of the environments in where they are found, such as: water, soil, polluted environments, among others. Under the environmental aspect, these bacteria have the capacity to produce biosurfactants which put them as potential microorganisms for the application of Microbial Enhanced Oil Recovery (MEOR).Technologies economically viable and of growing acceptance, like MEOR, can receive additional informations from the molecular tools about the microbial behavior. In this context, the fluorescence in situ hybridization technique (FISH) is an important tool for detection of microorganisms present in different samples. This technique allows the detection of microorganisms without the need of cultivation. Oligonucleotide probes complementary to the rRNA can be designed with specificities that range from the species level to the domains level. The aims of this work was to apply the FISH technique to detect bacteria of the genus Bacillus and establish the best combination of parameters which combines specificity and good fluorescence signal intensity of the probes utilized. In this way, it was utilized a specific probe for the genus Bacillus (BAC07) and a universal probe for the Domain Bacteria (EUB338). The in silico analysis revealed that the target sequence of probe BAC07 is found predominantly in bacteria of the genus Bacillus, however the possibility of hybridization of probe BAC07 with another member of class Bacilli was not discarded. The parameters analyzed for the application of the FISH technique and evaluation of the specificity of probe BAC07 were: cell fixation method, formamide concentration added to the hybridization buffer and pretreatment of cells with lysozyme. The combination of parameters that ensured the best signal for the probe EUB338 was: cells fixed in paraformaldehyde solution 4%, hybridization buffer containing 35% formamide, without pretreatment with lysozyme; the best conditions for the probe BAC07 were: cells fixed in paraformaldehyde solution 4%, hybridization buffer containing 40% formamide, without pretreatment with lysozyme. A specific detection of bacteria of the genus Bacillus was achieved by probe BAC07. However, the fluorescence signal intensity was very weak when in comparison to the signal of probe EUB338, thereby, for the utilization of probe BAC07 for detection of Bacillus in environmental samples, an enhanced signal is required. Bactérias pertencentes ao gênero Bacillus possuem grande plasticidade fisiológica no que se refere às condições de temperatura, pH e salinidade dos ambientes nos quais são encontradas, como: água, solo, ambientes poluídos, entre outros. Sob o aspecto ambiental, possuem a capacidade de produção de biossurfactantes que as colocam como micro-organismos potenciais para aplicação na Recuperação Avançada de Petróleo Melhorada por Micro-organismos (MEOR). Tecnologias economicamente viáveis e de crescente aceitação, como a MEOR, podem receber informações adicionais das ferramentas moleculares acerca do comportamento microbiano. Neste contexto, a técnica de hibridização fluorescente in situ (FISH) apresenta-se como uma importante ferramenta para detecção de microorganismos presentes em diferentes amostras. Trata-se de uma técnica que permite a detecção de micro-organismos sem a necessidade prévia de cultivo. Sondas de oligonucleotídeos complementares ao RNAr podem ser elaboradas com especificidade que varia desde o nível de espécie até o nível de Domínio. Este trabalho teve como objetivos aplicar a técnica de FISH para detectar bactérias do gênero Bacillus e estabelecer a melhor combinação de parâmetros que aliassem especificidade à emissão de um adequado sinal de fluorescência das sondas utilizadas. Desta forma, foram utilizadas uma sonda específica para o gênero Bacillus (BAC07) e uma sonda universal para o Domínio Bacteria (EUB338). A análise in silico revelou que a sequência-alvo da sonda BAC07 é encontrada predominantemente em bactérias do gênero Bacillus, porém não foi descartada a possibilidade de hibridização da sonda BAC07 com outros membros da classe Bacilli. Para aplicação da técnica de FISH e avaliação experimental da especificidade da sonda BAC07, os parâmetros avaliados foram: o método de fixação das células, a concentração de formamida adicionada ao tampão de xi hibridização e o pré-tratamento das células com lisozima. A combinação de parâmetros que garantiu o melhor sinal para a sonda EUB338 foi: células fixadas em solução de paraformaldeído 4%, tampão de hibridização com 35% de formamida, sem pré-tratamento com lisozima; as melhores condições para a sonda BAC07 foram: a fixação das células em solução de paraformaldeído 4%, tampão de hibridização com 40% de formamida e sem pré-tratamento com lisozima. Conseguiu-se uma detecção específica de bactérias do gênero Bacillus pela sonda BAC07. No entanto, o sinal de fluorescência foi muito fraco quando comparado ao sinal da sonda EUB338, de modo que, para utilização da sonda BAC07 para detecção específica de Bacillus em amostras ambientais, o estabelecimento de condições que promovam a intensificação do sinal é requerido.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico Silage is a sort of conserved fodder obtained through the fermentation of forage by lactic bacteria, which convert the soluble carbohydrates in lactic acid. This acid is responsible for reducing the pH of the ensiled mass, inhibiting the growth of deteriorating and pathogenic microorganisms, with no interference in the nutritional features of the ensiled culture. In addition to the lactic acid, the lactic bacteria may produce other antimicrobial compounds, such as the bacteriocins. In the present study, it was isolated 256 cultures of lactic bacteria from Estilosantes Campo Grande, in varied periods of fermentation. Among the 256 isolates obtained, 83% (214) displayed antagonist activity against the indicator microorganism. Among these, only 10% were capable of growing in basal medium. An analysis of the genetic diversity of 20 isolates was done by BOX-PCR. Eight isolates of lactic bacteria which presented high antagonist activity and elevated growth rate were selected and their fermenting profile in 49 carbohydrates sources allowed the identification of theses isolates, such as Pediococcus pentosaceus, Pediococcus acidilactici e Lactobacillus plantarum. The analysis of the 16S rDNA showed the same identification. The crude extract of the antimicrobial substance similar to bacteriocin (Blis) of three isolates inhibited the growth of the indicator microorganism, and the antagonist activity was also observed after pH neutralization (pH 7,0) with NaOH. The antagonist activity of the Blis crude extract was lost after the treatment with proteolytic enzymes. These three lactic acid bacteria isolates presented a broad spectrum of antagonist activity, inhibiting several species of different microorganisms. The antimicrobial feature of these isolates observed in this in this work, associated with other growth and fermentation physiological parameters shows that the lactic bacteria cultures isolated in silage from Estilosantes Campo Grande are potential candidates to be evaluated as inoculants in legume silage. A silagem é uma forma de forragem conservada obtida por meio da fermentação da forrageira pelas bactérias lácticas, que convertem os carboidratos solúveis em ácido láctico. Este ácido é responsável por reduzir o pH da massa ensilada, inibindo o crescimento de micro-organismos deterioradores e patogênicos, sem interferir com as características nutricionais da cultura ensilada. Além do ácido láctico, as bactérias lácticas podem produzir outros compostos antimicrobianos, como as bacteriocinas. Neste estudo, foram isoladas 256 culturas de bactérias lácticas da silagem de Estilosantes Campo Grande, em diferentes períodos de fermentação. Dos 256 isolados de bactérias lácticas obtidos, 83% (214) demonstraram atividade antagonista contra o micro-organismo indicador. Dentre estes, apenas 10% foram capazes de crescer em meio basal. Análise da diversidade genética de 20 isolados foi realizada por BOX-PCR. Oito isolados de bactérias lácticas que apresentaram alta atividade antagonista e elevada velocidade de crescimento foram selecionados e o perfil de fermentação de 49 carboidratos permitiu a identificação desses isolados como Pediococcus pentosaceus, Pediococcus acidilactici e Lactobacillus plantarum. A análise do gene 16S rDNA mostrou a mesma identificação. O extrato bruto da substância antimicrobiana semelhante a bacteriocina (Blis) de três isolados de bactérias lácticas inibiu o crescimento do micro-organismo indicador, e a atividade antagonista do extrato também foi observada após a neutralização do pH (pH 7,0) com NaOH. A atividade antagonista do extrato bruto da Blis foi perdida após o tratamento com enzimas proteolíticas. Estes tres isolados de bactérias lácticas demonstraram amplo espectro de atividade antagonista, inibindo várias espécies de micro-organismos diferentes. A característica antimicrobiana destes isolados observada neste trabalho, associada com outros parâmetros fisiológicos de crescimento e fermentação faz com que as culturas de bactérias lácticas isoladas de silagem de Estilosantes Campo Grande sejam candidatos potenciais para serem avaliados como inoculantes em silagens de leguminosas.