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Orientadores: Aline Carvalho da Costa, Jaciane Lutz Ienczak Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química Resumo: O bioetanol de 1° geração (proveniente do melaço e caldo de cana-de-açúcar) possui processo fermentativo consolidado no Brasil. O processo Melle Boinot é caracterizado pela utilização de alta densidade e reuso celular e tratamento ácido. Essas estratégias têm como resultado baixo tempo de fermentação e alto rendimento de etanol, entretanto, um problema associado é a contaminação bacteriana. Bactérias do gênero Lactobacillus são os principais contaminantes das destilarias brasileiras e em concentrações superiores à 108 UFC/mL pode resultar na perda de 1 à 5 % na eficiência fermentativa. A aplicação das estratégias do processo 1G na produção de bioetanol de segunda geração (2G) (obtido à partir de biomassa lignocelulósica) pode resultar no incremento da conversão de xilose em bioetanol, contudo, espera-se que a contaminação bacteriana seja um problema associado a esse processo. Nesse trabalho, o efeito da contaminação por L. fermentum I2 sobre o processo fermentativo de S. passalidarum NRRLY-27907 foi estudado em fermentações em batelada alimentada com alta densidade e reuso celular e tratamento ácido em meio composto por glicose e xilose. Na ausência da levedura, L. fermentum I2 foi capaz de consumir glicose e xilose em meio Man, Rogosa e Sharpe (MRS) + xilose (com aminoácidos e vitaminas), mas não foi capaz de consumir açúcares em meio sintético (composto por glicose, xilose, ureia e sais). Em co-cultura com S. passalidarum, essa bactéria foi capaz de persistir no processo em concentração de 108 UFC/mL e produzir ácidos orgânicos, porém não se verificou a presença de floculação e perda de viabilidade da levedura. Em relação aos parâmetros fermentativos de S. passalidarum NRRL Y-27907, verificou-se que a presença da bactéria impactou apenas o consumo de xilose, sendo que tanto em cultura pura (S. passalidarum) como co-cultura (S. passalidarum e L. fermentum) a produção máxima de etanol foi equivalente à 21 g.L-1 com produtividade volumétrica de 0,65 a 0,70 g.L-1.h-1. Embora se tenha baixo efeito sobre os parâmetros fermentativos, a análise de secretoma demonstrou uma possível alteração no perfil de proteínas secretadas pela S. passalidarum na presença da bactéria Abstract: First generation bioethanol (1G) (from sugarcane juice and molasses) has a consolidated fermentation process in Brazil. Melle Boinot process is characterized by high cell density, cell recycle and H2SO4 yeast-cream treatment. These strategies result in a very short of the fermentation and high bioethanol production, however, are associated with bacterial contamination problems. Lactobacillus genus are the main bacteria isolated from tanks of Brazilian mills and in concentrations up to 108 CFU/mL results in the decrease of the 1-5 % of the volumetric ethanol yield. The use of the 1G strategies in second generation bioethanol production (2G) (from lignocellulosic biomass) may be an option to increase the conversion of the xylose into ethanol, but the bacterial contaminations can be a problem of this process. In this work, the effect of the bacterial contamination with L. fermentum I2 on the ethanol production by S. passalidarum NRRL Y-27907 was studied in fed-batch fermentations with high cell density, cell recycle and H2SO4 yeast-cream treatment using glucose and xylose based synthetic broth. Without the yeast, L. fermentum I2 was able to consume glucose and xylose simultaneously in Man, Rogosa and Sharpe (MRS) + xylose broth (with amino acids and vitamins), but was not able to consume sugars in glucose and xylose based synthetic broth (composed by glucose, xylose, urea and salts). In co-culture with S. passalidarum NRRL Y-27907, this bacteria was able to persist in the fermentation with concentration of the 108 CFU/ mL and produce organic acids but was not verified a decrease in viability and flocculation of the yeast.. The presence of the L. fermentum I2 affected only the xylose consumption by S. passalidarum, with maximum ethanol title equal to 21 g.L-1 and ethanol volumetric productivity varied from 0.65 to 0.70 g.L-1. Though the effect of the contamination about the fermentative parameters of S. passalidarum was lower, the secretome study showed alteration in protein profile secreted by S. passalidarum in the presence of the bacteria Mestrado Engenharia Química Mestra em Engenharia Química CNPQ 132142/2017-1 FAPESP 2017/04997-0; 2016/06142-0

Orientadores: Juliana Lischka Sampaio Mayer, Maria Letícia Bonatelli Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia Resumo: Microrganismos endofíticos são aqueles que habitam o interior dos órgãos e tecidos de plantas sem causar danos ao hospedeiro. Sua função ainda é pouco conhecida, porém alguns endófitos já foram descritos como produtores de compostos benéficos para a planta, como antibióticos e fatores de crescimento. Os fungos que desenvolvem ao menos um complexo de hifas (pelotons) no interior das células vegetais são denominados de micorrízicos de orquídeas. Em condições naturais, as orquídeas são dependentes de associações micorrízicas durante seus estágios iniciais de desenvolvimento, na qual os fungos fornecem suporte nutricional para o embrião até o estabelecimento da plântula. No entanto, algumas espécies de orquídeas permanecem aclorofiladas, sendo totalmente dependentes de seus parceiros micorrízicos durante todo o seu ciclo de vida. Durante a germinação das sementes de orquídeas ocorre a formação de uma estrutura de formato coniforme, também denominada de protocormo. "Pogoniopsis schenckii" Cogn. é uma espécie rara, aclorofilada e mico-heterotrófica que se desenvolve sob matéria orgânica em florestas densas. Estudos com a espécie podem ajudar a compreender melhor o estilo de vida mico-heterotrófico, além de poder ser útil para planos de conservação. Os principais objetivos do presente estudo foram descrever a comunidade de fungos endofíticos de diferentes órgãos, avaliar seu papel na germinação e descrever o desenvolvimento do protocormo de P. schenckii. Deste modo, foram isolados os fungos endofíticos presentes nas raízes, haste floral e frutos da espécie e estes foram identificados através de sequenciamento de DNA. Além disso, os fungos isolados foram utilizados em ensaios de germinação simbiótica com as sementes da orquídea e a estrutura dos protocormos foi analisada por meio de diferentes técnicas. Foram identificados cerca de seis gêneros de fungos, todos pertencentes ao filo "Ascomycota", e nenhum deles são conhecidos como micorrízicos. No entanto, alguns isolados dos gêneros "Trichoderma", "Fusarium" e, especialmente, "Clonostachys" demonstraram potencial germinativo das sementes de P. schenckii, proporcionando o rompimento do tegumento externo das sementes aos 20 dias do início dos testes. Os protocormos analisados em microscopia eletrônica de transmissão não apresentaram formação de pelotons, mas hifas fúngicas foram observadas ocupando o interior das células vivas. Este é o primeiro relato da germinação de uma espécie de orquídea mico-heterotrófica e aclorofilada sendo estimulada pela presença de fungos endofíticos não micorrízicos isolados de raiz e de fruto Abstract: Endophytic microorganisms are those that inhabit the interior organs and tissues of plants without causing damage to the host. Its role is still poorly understood, but some endophytes have been described as producing beneficial compounds for the plant, such as antibiotics and growth factors. Fungi that develop at least a complex of hyphae (pelotons) within plant cells are called mycorrhizal orchids. Under natural conditions, orchids are dependent on mycorrhizal associations during their early stages of development, in which fungi provide nutritional support to the embryo until the establishment of the seedling. However, some species of orchids remain achlorophyllous, being totally dependent on their mycorrhizal partners throughout their life cycle. During the germination of orchid seeds the formation of a coniform structure, also called protocorm, takes place. Pogoniopsis schenckii Cogn. Is a rare, achlorophyllous and myco-heterotrophic specie that grows under organic matter in dense forests. Studies with the species may help to better understand the myco-heterotrophic lifestyle, and may be useful for conservation plans. The main objectives of the present study were to describe the community of endophytic fungi present in different organs, to evaluate their role in germination and to describe the development of protocorm of P. schenckii. In this way, the endophytic fungi present in the roots, floral stem and fruits of the specie were isolated and these were identified through DNA sequencing. In addition, the isolated fungi were used in trials of symbiotic germination with the orchid seeds and the protocormos structure was analyzed by different techniques. About six genera of fungi, all belonging to the Ascomycota phylum, have been identified, and none of them are known as mycorrhizal fungi. However, some isolates of the genera Trichoderma, Fusarium and, especially, Clonostachys demonstrated germination potential of P. schenckii seeds, providing rupture of the outer seed coat 20 days after the beginning of the tests. The protocorms analyzed in transmission electron microscopy did not present peloton formation, but fungal hyphae were observed occupying the interior of the living cells. This is the first report of the germination of a myco-heterotrophic and aclorophyllous orchid specie being stimulated by the presence of non-mycorrhizal endophytic fungi isolated from roots and fruit Mestrado Biologia Vegetal Mestra em Biologia Vegetal FAPESP 2015/26479-6 CNPQ