Perfil biotecnológico de microrganismos tolerantes a metais potencialmente tóxicos, capazes de promover crescimento vegetal e remediar resíduos agroindustriais

• Ano de defesa: 2019
• Autor(a) principal: Santos, Elane Cristina Lourenço dos
• Orientador(a): Lopez, Ana Maria Queijeiro
• Banca de defesa: Ferreira, Luiz Fernando Romanholo , Duarte, Alysson Wagner Fernandes , Lima, Dimas José da Paz , Gomes, Francis Soares
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Alagoas
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Química e Biotecnologia
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Fertilizantes biológicos; Hormônios vegetais; Fertirrigação; Biological fertilizer; Plant hormones; Fertirrigation
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA
• Link de acesso: http://www.repositorio.ufal.br/handle/riufal/6646

A preocupação com uma produção agrícola o mais sustentável possível, e com a minimização ou reciclagem de resíduos gerados nos diferentes processos agroindustriais, entre eles os do setor sucroalcooleiro brasileiro, tem aumentado nas últimas duas décadas. No tocante a tais resíduos, comumente apresentam elevados níveis de compostos orgânicos e, dependendo dos processos industriais, inclusive com alguns metais potencialmente tóxicos, devendo passar por tratamento antes de serem dispensados. Assim, a busca de formas de microbiolização do solo e/ou mudas para aumento da produtividade no campo, bem como a biorremediação de resíduos, têm sido alternativas ecoeficientes visadas. Neste trabalho, bactérias tolerantes a alto gradiente osmótico e diferentes concentrações de sais de metais potencialmente tóxicos (CuSO4, NiSO4 6H2O, CdSO4. 8/3H2O, ZnSO4.7H2O, PbCl2, CoSO4.7H2O, MnSO4. H2O, 2CrO4 e HgCl2), foram isoladas e avaliadas quanto a seu perfil de atividades enzimáticas (na presença e ausência dos sais de metais estudados), tolerância a altas temperatura e concentrações de NaCl, sensibilidade a antibióticos (Amicacina, Norfloxacina e Tetraciclina), tipo de simbiose, e, finalmente, identificadas bioquímica e molecularmente. Além disso, verificou-se se as estirpes mais eficientes podiam promover o crescimento vegetal (germinação de Lactuva sativa), secretar biossurfactantes/bioemulsificantes e biorremediar resíduos (lodo e efluente) sucroalcooleiros. Por fim, testou-se uma formulação de baixo custo que tornasse viável a aplicação do consórcio microbiano in vitro e/ou em condições de campo. Cinco bactérias tolerantes a gradiente osmótico e a altas concentrações dos sais de metais testados foram selecionadas e mostraram-se capazes de produzir enzimas de interesse biotecnológico. Nos testes de tipo de simbiose, comprovou-se que os cinco isolados selecionados podem coexistir, ou seja, compor um consórcio microbiano sem antagonizarem-se. Estes foram identificados bioquimicamente e molecularmente como Pseudomonas aeruginosa - EFI, Bacillus atrophaeus - EFII, B. cereus -EFIII, Lysinibacillus macroides - LOII e B. thuringiensis - LOIII. Com exceção do isolado P. aeruginosa - EFI, todos os demais são termófilos facultativos e sensíveis aos antibióticos testados. O cultivo em sais de metais potencialmente tóxicos não afetou a atividade da catalase, mas em altas concentrações afetou a citrocromo-oxidase em L. macroides - LOII, e a da nitrato-redutase em P. aeruginosa - EFI, L. macroides - LOII e B. thuringiensis - LOIII. Apenas B. atrophaeus - EFII apresentou ambas as capacidades biossurfactante e bioemulsificante nas condições estudadas, e foi o único que não solubilizou fosfato em meio líquido. Todos os isolados fixaram nitrogênio e produziram AIA in vitro. A inoculação de sementes de alface com o consórcio também proporcionou alta taxa de germinação (97%) das mesmas. As cinco estirpes foram capazes de modificar in vitro os efluentes (sintético e agroindustrial) e o lodo estudados, sugerindo sua posterior aplicação em fertirrigação e biossólido para o solo, respectivamente. Em condições de campo, o consórcio foi utilizado no tratamento do efluente de uma indústria sucro-alcooleira, e sua eficiência durante uma safra também foi comprovada (monitoramento de diferentes parâmetros físico-químicos), com taxa média de remoção de Demanda Química de Oxigênio (DQO) de 72,50%. Portanto, com relação aos aspectos estudados, as 5 bactérias isoladas e selecionadas apresentam potencial de aplicação biotecnológica, em especial como suplemento para a promoção do crescimento vegetal e na biorremediação de resíduos agroindustriais.