Biodiversidade microbiana da Ilha da Trindade, prospecção genética e aplicações biotecnológicas utilizando micro-organismos autóctones

• Ano de defesa: 2016
• Autor(a) principal: Rodrigues, Edmo Montes
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Viçosa
• Palavras-chave em Português: Biorremedição; Hidrocarbonetos; Bactérias - Microbiologia Aplicada; Emulsões; Rhodococcus rhodochrous; Nocardia farcinica; Microbiologia Aplicada
• Link de acesso: http://www.locus.ufv.br/handle/123456789/10020

Esse estudo é iniciado com uma revisão bibliográfica em que aborda a biorremediação de hidrocarbonetos pesados e hidrocarbonetos aromáticos policíclicos (PAHs). Na revisão, são explorados aspectos que incluem a obtenção de micro- organismos com capacidade de degradar hidrocarbonetos, vias metabólicas de biodegradação, as consequências ambientais da contaminação e por fim aborda novos estudos que utilizam estratégias e novas tecnologias de biorremediação possíveis em ambientes aquáticos e solos. A parte experimental de nosso estudo segue a mesma linha de pesquisa desenvolvida durante o mestrado. De maneira preventiva, busca-se avaliar e desenvolver metodologias para biorremediar as adjacências da Ilha da Trindade, ambiente pristino e de valor ecológico, caso ocorram acidentes envolvendo o derramamento de hidrocarbonetos. Inicialmente, objetivamos avaliar o genoma dos isolados bacterianos autóctones da comunidade microbiana existente nas águas marinhas que circundam a Ilha da Trindade, Rhodococcus rhodochrous TRN7 e Nocardia farcinica TRH1, isolados durante o trabalho de mestrado como sendo capazes de degradar uma grande variedade de hidrocarbonetos de petróleo. Nosso objetivo também foi avaliar a estrutura da comunidade microbiana e o catabolismo de fenantreno após contaminação de microcosmos contendo água coletada na mesma região e utilizar micro-organismos autóctones como estratégia de bioaumentação. Por fim, objetivou-se desenvolver um produto biotecnológico baseado em emulsões duplas W/O/W fertilizadas, capaz de promover a bioestimulação sem a perda instantânea de nutrientes em águas oceânicas oligotróficas contaminadas por compostos orgânicos hidrofóbicos. Os genomas de R. rhodochrous TRN7 e N. farcinica TRH1 possuem genes de degradação de compostos alifáticos e aromáticos, sendo que 17 genes envolvidos com a biossíntese de antibióticos foram anotados com o genoma de R. rhodochrous TRN7, enquanto que no genoma de N. farcinica TRH1 foram identificados genes relacionados à degradação de caprolactam, precurssor do nylon, e do pesticida atrazina, o que torna ambos os isolados candidatos a serem empregados tanto em estratégias de bioaumentação quanto em outras áreas biotecnológicas. Após a contaminação de microcosmos com hidrocarbonetos, a comunidade microbiana da água litorânea da Ilha da Trindade passa a ser dominada por Gammaproteobacteria, grupo que compõe mais de 72% das sequências analisadas, enquanto que no tratamento controle houve predomínio de Proteobacteria (95% das sequências). Destaca-se a abundância de representantes do gênero Alteromonas, presentes em todos os tratamentos contaminados, com maior valor de abundância (66% das sequências) no tratamento contendo apenas fenantreno como contaminante. Decorridos 30 dias da contaminação, os valores de diversidade foram reduzidos, havendo domínio de grupos bacterianos reconhecidos pela presença de membros com atividade hidrocarbonoclástica. A capacidade de mineralização de fenantreno pela microbiota autóctone da Ilha da Trindade é reduzida quando outros PAHs e hidrocarbonetos de alto peso molecular estão presentes no ambiente. Em relação às emulsões produzidas, nossos resultados mostraram que elas podem ser utilizadas com o propósito de liberação gradual de nutrientes na fase aquosa dispersa. A emulsão é composta por gotículas que variam em um amplo espectro de tamanho que se desestabilizam temporalmente, resultando na liberação da inorgânicos. Quando utilizadas em hidrocarbonoclásticas, fase aquosa conjunto em microcosmos interna, ou contendo não, água contendo nutrientes com bactérias litorânea da Ilha da Trindade contaminada com petróleo, as emulsões W/O/W fertilizadas proporcionaram aumentos significativos da atividade microbiana. Como conclusões, nosso trabalho mostrou que a contaminação por hidrocarbonetos resulta na perda de diversidade microbiana da comunidade microbiana da água litorânea da Ilha da Trindade, e que um ambiente considerado pristino possui microbiota capaz de degradar hidrocarbonetos. Por fim, conclui-se que emulsões duplas W/O/W fertilizadas são uma alternativa para proporcionar aumento significativo na atividade catabólica de hidrocarbonetos em ambientes marinhos oligotróficos.