Uso da mutagênese física para melhor solubilização de fósforo por bactérias
| Ano de defesa: | 2025 |
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| Tipo de documento: | Dissertação |
| Tipo de acesso: | Acesso aberto |
| Idioma: | por |
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Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
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| Programa de Pós-Graduação: |
Não Informado pela instituição
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| Palavras-chave em Português: | |
| Link de acesso: | https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/11/11140/tde-24062025-145927/ |
Resumo: | Os solos brasileiros apresentam naturalmente deficiência do elemento fósforo (P) devido, principalmente, à sua elevada reatividade e interação com os coloides do solo, responsáveis pela sua fixação. Com isso, a agricultura brasileira é altamente dependente da adubação fosfatada a fim de manter os níveis produtivos, sem ocasionar prejuízos para as culturas. Atualmente, novas biotecnologias tem sido aplicadas para auxiliar a suplementação nutricional. Dentre elas, ganha grande destaque o emprego dos microrganismos solubilizadores de fosfato (MSF), que são os responsáveis pela manutenção do ciclo ativo de P no solo, permitindo sua renovação. Uma das futuras tendências envolvendo esses microrganismos é a prospecção de linhagens com atividade solubilizadora melhorada. Para isso, além da bioprospecção clássica, agentes mutagênicos podem ser usados, aplicando pressão ambiental e selecionando novas linhagens com possíveis alterações genéticas para a característica de interesse. Diante desse pressuposto, o presente trabalho objetivou aplicar ondas de radiação UV-C sobre MSFs, com foco na indução de mutações que promovam incrementos na disponibilização de P nas formas inorgânica e orgânica. A performance das linhagens se deu em condições in vitro e a solubilização e mineralização foram avaliadas quantitativamente e qualitativamente em meios específicos. Os resultados obtidos demonstram a aleatoriedade desse tipo de mutação, bem como sua eficácia em promover alterações genéticas que refletiram na atividade solubilizadora das linhagens. Dentre todas as linhagens avaliadas, as linhagens mutantes FB12 e FB44 sobressaíram-se com os maiores ganhos no potencial solubilizador de P quando comparados com a linhagem selvagem. As linhagens tiveram sua diversidade genética avaliada via BOX-PCR, visando conhecer a distribuição dos padrões genéticos bacterianos e confirmar a identificação dos mutantes em relação às linhagens selvagens. As linhagens selvagens e mutantes com resultados de solubilização mais promissores foram submetidos ao sequenciamento do gene 16S rRNA, o que revelou a afiliação dos mesmos ao gênero Bacillus, um grupo bacteriano com funções de grande destaque agronômico. Este trabalho demonstrou o potencial de melhorias na atividade biológica de linhagens bacterianas, expandindo a visão acerca da aplicação de ferramentas biotecnológicas, visando maximizar os benefícios trazidos por microrganismos na agricultura em prol da redução da dependência de insumos químicos. |
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Uso da mutagênese física para melhor solubilização de fósforo por bactériasUse of physical mutagenesis for improved phosphorus solubilization by bacteriaBacillus sp.Bacillus sp.Alterações genéticasDisponibilidade de fósforoGenetic changesInduced mutationsMutações induzidasPhosphorus availabilityOs solos brasileiros apresentam naturalmente deficiência do elemento fósforo (P) devido, principalmente, à sua elevada reatividade e interação com os coloides do solo, responsáveis pela sua fixação. Com isso, a agricultura brasileira é altamente dependente da adubação fosfatada a fim de manter os níveis produtivos, sem ocasionar prejuízos para as culturas. Atualmente, novas biotecnologias tem sido aplicadas para auxiliar a suplementação nutricional. Dentre elas, ganha grande destaque o emprego dos microrganismos solubilizadores de fosfato (MSF), que são os responsáveis pela manutenção do ciclo ativo de P no solo, permitindo sua renovação. Uma das futuras tendências envolvendo esses microrganismos é a prospecção de linhagens com atividade solubilizadora melhorada. Para isso, além da bioprospecção clássica, agentes mutagênicos podem ser usados, aplicando pressão ambiental e selecionando novas linhagens com possíveis alterações genéticas para a característica de interesse. Diante desse pressuposto, o presente trabalho objetivou aplicar ondas de radiação UV-C sobre MSFs, com foco na indução de mutações que promovam incrementos na disponibilização de P nas formas inorgânica e orgânica. A performance das linhagens se deu em condições in vitro e a solubilização e mineralização foram avaliadas quantitativamente e qualitativamente em meios específicos. Os resultados obtidos demonstram a aleatoriedade desse tipo de mutação, bem como sua eficácia em promover alterações genéticas que refletiram na atividade solubilizadora das linhagens. Dentre todas as linhagens avaliadas, as linhagens mutantes FB12 e FB44 sobressaíram-se com os maiores ganhos no potencial solubilizador de P quando comparados com a linhagem selvagem. As linhagens tiveram sua diversidade genética avaliada via BOX-PCR, visando conhecer a distribuição dos padrões genéticos bacterianos e confirmar a identificação dos mutantes em relação às linhagens selvagens. As linhagens selvagens e mutantes com resultados de solubilização mais promissores foram submetidos ao sequenciamento do gene 16S rRNA, o que revelou a afiliação dos mesmos ao gênero Bacillus, um grupo bacteriano com funções de grande destaque agronômico. Este trabalho demonstrou o potencial de melhorias na atividade biológica de linhagens bacterianas, expandindo a visão acerca da aplicação de ferramentas biotecnológicas, visando maximizar os benefícios trazidos por microrganismos na agricultura em prol da redução da dependência de insumos químicos.Brazilian soils naturally present phosphorus (P) deficiency, mainly due to its high reactivity and interaction with soil colloids, which are responsible for its fixation. As a result, Brazilian agriculture is highly dependent on phosphate fertilization in order to maintain productive levels without causing damage to crops. Currently, new biotechnologies have been applied to assist in nutritional supplementation. Among them, the use of phosphate-solubilizing microorganisms (PSMs) strand out as key players in maintaining the active P cycle in the soil, enabling its renewal. One of the future trends involving these microorganisms is the prospecting of strains with enhanced solubilizing activity. For this purpose, in addition to classical bioprospecting, mutagenic agents can be used to apply environmental pressure and select new colonies with potential genetic alterations for the trait of interest. Based on this premise, the present study aimed to apply UVC radiation waves to PSMs, focusing on inducing mutations that promote increased availability of P in both inorganic and organic forms. The performance of the strains was assessed under in vitro conditions, and solubilization and mineralization were evaluated quantitatively and qualitatively in specific media. The results obtained demonstrate the randomness of this type of mutation, as well as its effectiveness in promoting genetic changes that affected the solubilizing activity of the strains. Among all the strains evaluated, the mutant strains FB12 and FB44 stood out with the greatest improvements in P-solubilizing potential when compared to the wild-type strain. The genetic diversity of the strains was assessed using BOX-PCR, in order to understand the distribution of bacterial genetic patterns and confirm the identification of mutants in relation to wild strains. The wild and mutant strains with the most promising solubilization results were subjected to 16S rRNA gene sequencing, which revealed their affiliation with the Bacillus genus, a bacterial group with significant agronomic relevance. This study demonstrated the potential for improving the biological activity of bacterial strains, expanding the perspective on the use of biotechnological tools aimed at maximizing the benefits provided by microorganisms in agriculture, and contributing to the reduction of dependence on chemical inputs.Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPAndreote, Fernando DiniGonçalves, Bruna de Souza2025-04-25info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttps://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/11/11140/tde-24062025-145927/reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USPLiberar o conteúdo para acesso público.info:eu-repo/semantics/openAccesspor2025-06-24T19:32:02Zoai:teses.usp.br:tde-24062025-145927Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212025-06-24T19:32:02Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false |
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