TCC - Biotecnologia

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ILACVN - Centro Interdisciplinar de Ciências da Vida - Bacharelado em Biotecnologia

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Diversidade microbiana endofítica em sementes do gênero Zea: análise comparativa de milho-pipoca crioulo e do parente silvestre da espécie com uma variedade transgênica
(2025-05-04) Carvalho, Thaynara Cristina de
A microbiota endofítica desempenha um papel fundamental na adaptação das plantas a diferentes ambientes, influenciando sua resistência a estresses bióticos e abióticos. Neste estudo, investigou-se a diversidade e composição da microbiota endofítica radicular em diferentes variedades de milho, incluindo o teosinto (Zea luxurians), variedades crioulas de milho-pipoca (Roxa, Colorida e Vermelha) e um híbrido transgênico SX 3197 TR, com o objetivo de avaliar o impacto do processo de domesticação e do manejo agrícola sobre a comunidade microbiana. A hipótese testada foi de que a domesticação, o melhoramento genético e o cultivo em ambientes com diferentes níveis de insumos influenciam diretamente a diversidade da microbiota endofítica. As sementes foram coletadas em Anchieta (SC), desinfestadas e germinadas em condições controladas. O DNA microbiano das raízes foi sequenciado (gene 16S rRNA) e analisado com os pacotes DADA2, Phyloseq e Vegan. Os resultados mostraram que o teosinto, parente silvestre do milho, teve a microbiota mais diversa, com 339 Unidades Taxonômicas Operacionais (OTUs), incluindo bactérias ligadas à resistência a estresses. As variedades crioulas apresentaram menos OTUs (Vermelha: 172, Roxa: 77, Colorida: 22), mas mantiveram microrganismos adaptativos e potencialmente benéficos. O milho híbrido transgênico teve 237 OTUs, mas concentradas em menos grupos microbianos, possivelmente devido à sua base genética mais restrita e ao uso intensivo de insumos no cultivo. A ausência de OTUs em comum entre os genótipos destaca a influência do tipo de milho, do manejo e do ambiente na composição microbiana. Esses achados reforçam a importância de conservar a diversidade genética do milho e de seu microbioma, especialmente em variedades menos domesticadas, que podem servir de fonte para o desenvolvimento de bioinsumos e práticas agrícolas mais sustentáveis. Pesquisas futuras devem explorar o potencial funcional dessas comunidades microbianas. Resumen La microbiota endofítica desempeña un papel fundamental en la adaptación de las plantas a diferentes ambientes, influyendo en su resistencia a estreses bióticos y abióticos. En este estudio se investigó la diversidad y composición de la microbiota endofítica radicular en distintas variedades de maíz, incluyendo el teocintle (Zea luxurians), variedades criollas de maíz-palomero (Roxa, Colorida y Vermelha) y un híbrido transgénico (SX 3197 TR), con el objetivo de evaluar el impacto del proceso de domesticación y del manejo agrícola sobre la comunidad microbiana. La hipótesis evaluada fue que la domesticación, el mejoramiento genético y el cultivo en ambientes con distintos niveles de insumos influyen directamente en la diversidad de la microbiota endofítica. Las semillas fueron recolectadas en Anchieta (SC), desinfectadas y germinadas en condiciones controladas. El ADN microbiano de las raíces fue secuenciado (gen 16S rRNA) y analizado con los paquetes DADA2, Phyloseq y Vegan. Los resultados mostraron que el teocintle, pariente silvestre del maíz, presentó la microbiota más diversa, con 339 Unidades Taxonómicas Operacionales (OTUs), incluyendo bacterias asociadas a la resistencia a estreses. Las variedades criollas mostraron un menor número de OTUs (Vermelha: 172, Roxa: 77, Colorida: 22), pero conservaron microorganismos adaptativos y potencialmente beneficiosos. El maíz híbrido transgénico presentó 237 OTUs, concentradas en un menor número de grupos microbianos, posiblemente debido a su base genética más restringida y al uso intensivo de insumos en su cultivo. La ausencia de OTUs compartidas entre los genotipos destaca la influencia del tipo de maíz, el manejo y el ambiente en la composición de la comunidad microbiana. Estos hallazgos refuerzan la importancia de conservar la diversidad genética del maíz y su microbioma, especialmente en variedades menos domesticadas, que pueden ser fuentes valiosas de microorganismos beneficiosos para el desarrollo de bioinsumos y prácticas agrícolas más sostenibles. Futuros estudios deben profundizar en el potencial funcional de estas comunidades microbianas.
Análise da geração de biogás a partir da digestão anaeróbia de permeado de soro de leite bovino pré tratado e dejetos animais
(2025-04-02) Rodrigues, Heveli dos Santos
Diante da busca por combustíveis renováveis e do cenário crítico que o planeta passa atualmente em relação às mudanças climáticas, torna-se essencial adotar medidas mitigadoras. A gestão sustentável de resíduos agroindustriais, aliada ao potencial de produção de biogás, surge como uma solução promissora, convertendo desafios ambientais da pecuária em oportunidades para a geração de energia limpa e renovável. Nesse contexto, o presente estudo investigou a viabilidade da produção de biogás via digestão anaeróbia do permeado de soro de leite e dejetos animais, visando valorizar energeticamente resíduos agroindustriais e reduzir seu impacto ambiental. Para isso, buscou-se esterilizar o permeado por tratamento térmico, mantendo os dejetos como única fonte de inóculo, a fim de controlar parâmetros como acidificação do sistema e produção de H₂S. O estudo foi dividido em duas fases: a primeira consistiu na caracterização das amostras e no estabelecimento de parâmetros, incluindo a definição das condições de tratamento térmico; na segunda fase, os parâmetros pré-definidos foram aplicados e novas avaliações foram realizadas. Para isso, o permeado de soro de leite bovino foi submetido a tratamento térmico em banho-maria a 80°C e 95°C, seguido de plaqueamento em meio nutritivo ágar nutriente e ágar leite, com incubação a 37°C por 14 dias. Além disso, foram avaliados fatores físico-químicos e determinou-se a produção do biogás e metano de forma quantitativa e qualitativa. Os tratamentos térmicos demonstraram eficácia na redução da microbiota do efluente avaliado, sendo mais expressivos a 95°C. As análises físico-químicas indicaram uma redução nos sólidos voláteis (entre 88,46% e 88,73%) e no teor de sulfato (de 208 a 178 mg/L). Os níveis de DQO reduziram na amostra tratada a 80°C (131.525 mgO₂/L), mas aumentaram na a 95°C (142.925 mgO₂/L) em relação ao branco (141.925 mgO₂/L). Quanto à neutralização das amostras tratadas à 80°C e 95°C, estas ficaram nas faixas de 9 e 8,7, respectivamente. O potencial de produção de biogás variou de 741 ± 11,79 a 770 ± 4,76 LN kg⁻¹ SV, com incrementos de 0,54% e 4,48% nas amostras tratadas a 80°C e 95°C, respectivamente. Os teores de metano, superiores a 50%, apresentaram aumento de 6,95% na amostra tratada a 80°C e de 11,5% na tratada a 95°C. No entanto, a produção de H₂S também se intensificou, com elevação de 36% na amostra a 80°C e de 83,7% na a 95°C, atingindo picos de 1473,5 e 1990,5 ppm, respectivamente, de modo que esse aumento representa um desafio para a viabilidade da geração de biogás a partir do permeado de soro de leite bovino. Dessa forma, as intervenções propostas neste estudo resultaram em melhorias nos teores de biogás e metano, embora também tenham elevado os níveis de H₂S. Esse aumento pode estar relacionado à composição do substrato utilizado, rico em compostos sulfurados. Assim, reforça-se a necessidade de pesquisas contínuas para mitigar esse efeito indesejado, ao mesmo tempo em que se valoriza os resíduos agroindustriais como uma fonte energética sustentável. Resumen Ante la búsqueda de combustibles renovables y el escenario crítico que atraviesa actualmente el planeta en relación con el cambio climático, se vuelve esencial adoptar medidas mitigadoras. La gestión sostenible de residuos agroindustriales, aliada al potencial de producción de biogás, surge como una solución prometedora, convirtiendo desafíos ambientales de la ganadería en oportunidades para la generación de energía limpia y renovable. En este contexto, el presente estudio investigó la viabilidad de la producción de biogás vía digestión anaeróbica del permeado de suero de leche y desechos animales, buscando valorizar energéticamente residuos agroindustriales y reducir su impacto ambiental. Para esto, se buscó esterilizar el permeado por tratamiento térmico, manteniendo los desechos como única fuente de inóculo, a fin de controlar parámetros como acidificación del sistema y producción de H₂S. El estudio se dividió en dos fases: la primera consistió en la caracterización de las muestras y el establecimiento de parámetros, incluyendo la definición de las condiciones de tratamiento térmico; en la segunda fase, los parámetros predefinidos fueron aplicados y se realizaron nuevas evaluaciones. Para esto, el permeado de suero de leche bovino fue sometido a tratamiento térmico en baño maría a 80°C y 95°C, seguido de plaqueo en medio nutritivo agar nutriente y agar leche, con incubación a 37°C durante 14 días. Además, se evaluaron factores físico-químicos y se determinó la producción de biogás y metano de forma cuantitativa y cualitativa. Los tratamientos térmicos demostraron eficacia en la reducción de la microbiota del efluente evaluado, siendo más expresivos a 95°C. Los análisis físico-químicos indicaron una reducción en los sólidos volátiles (entre 88,46% y 88,73%) y en el contenido de sulfato (de 208 a 178 mg/L). Los niveles de DQO se redujeron en la muestra tratada a 80°C (131.525 mgO₂/L), pero aumentaron en la de 95°C (142.925 mgO₂/L) en relación con el blanco (141.925 mgO₂/L). En cuanto a la neutralización de las muestras tratadas a 80°C y 95°C, estas quedaron en los rangos de 9 y 8,7, respectivamente. El potencial de producción de biogás varió de 741 ± 11,79 a 770 ± 4,76 LN kg⁻¹ SV, con incrementos de 0,54% y 4,48% en las muestras tratadas a 80°C y 95°C, respectivamente. Los contenidos de metano, superiores al 50%, presentaron un aumento del 6,95% en la muestra tratada a 80°C y del 11,5% en la tratada a 95°C. Sin embargo, la producción de H₂S también se intensificó, con un aumento del 36% en la muestra a 80°C y del 83,7% en la a 95°C, alcanzando picos de 1473,5 y 1990,5 ppm, respectivamente, de modo que este aumento representa un desafío para la viabilidad de la generación de biogás a partir del permeado de suero de leche bovino. De esta forma, las intervenciones propuestas en este estudio resultaron en mejoras en los contenidos de biogás y metano, aunque también elevaron los niveles de H₂S. Este aumento puede estar relacionado con la composición del sustrato utilizado, rico en compuestos sulfurados. Así, se refuerza la necesidad de investigaciones continuas para mitigar este efecto indeseado, al mismo tiempo que se valorizan los residuos agroindustriales como una fuente energética sostenible.
Inibição do crescimento de bactérias patogênicas por antimicrobianos produzidos por bactérias da Antártica
(2025) Magalhães, Gabriel Neumann
A busca por novos compostos antimicrobianos é essencial diante do aumento da resistência bacteriana a antibióticos convencionais. Comunidades microbianas que habitam o continente Antártico vêm sendo recuperadas de diversos substratos coletados neste ambiente, linhagens que demonstram ser promissoras na produção de biomoléculas com atividades antimicrobianas. Este estudo investigou a produção de compostos antimicrobianos sintetizados por linhagens bacterianas isoladas de sedimento marinho coletado na Ilha Deception, Antártica. Foram utilizadas 13 linhagens bacterianas previamente reativadas, sendo submetidas a ensaios de difusão em disco contra os patógenos humanos Staphylococcus aureus, Salmonella typhimurium e Pseudomonas aeruginosa. Nenhuma das amostras testadas apresentou halos de inibição, sugerindo a ausência de atividade antimicrobiana detectável por esse método. Diante desse resultado, foi realizado o ensaio de Concentração Inibitória Mínima (CIM) com oito, das treze linhagens reativadas, no qual foi observada atividade antimicrobiana entre 0.50 a 0,003 mg mL-1, sendo a menor concentração eficiente contra S. typhimurium. Os resultados sugerem que as linhagens bacterianas do ambiente antártico produzem metabólitos com potencial antimicrobiano, destacando-se como possíveis fontes para o desenvolvimento de novas terapias contra infecções bacterianas.
Avaliação da suscetibilidade ao antifúngico Anfotericina B (AmB) de fungos oportunistas isolados de ambientes impactados
(2025) Perdomo, Ingrid Leão
Os fungos representam um dos grupos de organismos mais diversos existentes e desempenham papéis cruciais na decomposição de matéria orgânica, ciclagem de nutrientes e na produção de medicamentos. No entanto, eles também podem atuar como patógenos de humanos e os fungos oportunistas, em particular, provavelmente evoluíram devido às pressões de seleção, permitindo assim o estabelecimento no hospedeiro mamífero. Contudo, esses organismos possuem uma capacidade de virulência inerente baixa e causam doenças em hospedeiros com um sistema imune enfraquecido. O tratamento de infecções fúngicas é desafiador devido à restrita diversidade de agentes antifúngicos, bem como ao aumento da resistência a esses medicamentos. As mudanças ambientais, como o aquecimento global e a poluição, contribuem para a propagação de fungos resistentes, o que representa um problema de saúde pública. Dessa forma, o presente trabalho avaliou a susceptibilidade de fungos oportunistas isolados de ambientes impactados por atividade antrópicas ao antifúngico Anfotericina B (AmB), com base na metodologia de referência E.DEF. 9.4 do European Committee on Antimicrobial Susceptibility Testing (EUCAST) e analisou o impacto das alterações ambientais na possível aquisição de resistência dos fungos ao agente antifúngico. Foram avaliados 27 fungos filamentosos depositados na Coleção de Cultura de Microrganismos de Importância Biotecnológica e Ambiental (CCMIBA), isolados de sedimentos a partir de três pontos da região de Arroio Dourado, em Foz do Iguaçu, Paraná. O primeiro ponto de coleta (P1) está localizado antes do antigo lixão, influenciado pelas grandes áreas de cultivo de milho e soja; o segundo ponto (P2) está localizado após a região do antigo lixão e com grande influência de atividade antrópica, como assentamentos, moradias ilegais e descarte de esgoto doméstico sem tratamento; já o terceiro ponto de amostragem (P3) se localiza onde o córrego se junta ao Rio Tamanduá, onde seu fluxo aumenta substancialmente. A maioria dos fungos testados, 51,9%, apresentaram alta resistência à Anfotericina B. A média e a baixa resistência foram identificadas em 22,2% e 25,9% dos fungos, respectivamente. Esses resultados sugerem que, para a maioria dos fungos, é necessária uma concentração elevada de Anfotericina B para exercer uma ação antifúngica eficaz. Ao relacionar os resultados com os pontos de coleta, o P1 teve a maior contribuição para a alta resistência, 25,9%, seguido pelo P2 (14,8%) e pelo P3, que apresentou a menor contribuição para a resistência alta, 11,1%. Já em relação aos gêneros testados, os isolados do gênero Trichoderma apresentaram a segunda maior proporção de resistência alta (14,8%), seguidos por Aspergillus (3,7%) e Penicillium (3,7%). Além disso, a maior proporção para alta resistência (18,5%) foi observada em isolados ainda não identificados, o que destaca a importância da identificação taxonômica para compreender melhor os mecanismos de resistência. O trabalho evidenciou a capacidade de sobrevivência e adaptação dos fungos frente às pressões ambientais, cenário que ressalta a importância de desenvolver práticas mais sustentáveis, como a redução do descarte inadequado de contaminantes, uma vez que esses fatores podem contribuir para o desenvolvimento de cepas resistentes. Resumen Los hongos representan uno de los grupos de organismos más diversos que existen y desempeñan papeles cruciales en la descomposición de la materia orgánica, el ciclo de los nutrientes y la producción de medicamentos. Sin embargo, también pueden actuar como patógenos del ser humano y, en particular, los hongos oportunistas probablemente han evolucionado debido a presiones de selección, lo que les ha permitido establecerse en el hospedador mamífero. Sin embargo, estos organismos tienen una baja capacidad de virulencia inherente y causan enfermedades en huéspedes con un sistema inmunitario debilitado. El tratamiento de las infecciones fúngicas supone un reto debido a la restringida diversidad de agentes antifúngicos, así como al aumento de la resistencia a estos fármacos. Los cambios ambientales, como el calentamiento global y la contaminación, contribuyen a la propagación de hongos resistentes, lo que representa un problema de salud pública. Por lo tanto, este estudio evaluó la susceptibilidad de hongos oportunistas aislados de entornos afectados por actividades antropogénicas al fármaco antifúngico Anfotericina B (AmB), basándose en la metodología de referencia E.DEF. 9.4 del European Committee on Antimicrobial Susceptibility Testing (EUCAST) y se analizó el impacto de los cambios ambientales en la posible adquisición de resistencia fúngica al antifúngico. Se evaluaron 27 hongos filamentosos depositados en la Colección de Cultivos de Microorganismos de Importancia Biotecnológica y Ambiental (CCMIBA), aislados de sedimentos de tres puntos de la región de Arroio Dourado, en Foz do Iguaçu, Paraná. El primer punto de colecta (P1) está localizado antes del antiguo basurero, influenciado por grandes áreas de cultivo de maíz y soja; el segundo punto (P2) está localizado después del antiguo basurero y está fuertemente influenciado por la actividad antropogénica, como asentamientos, viviendas ilegales y eliminación de aguas residuales domésticas no tratadas; mientras que el tercer punto de muestreo (P3) está localizado donde el arroyo se une al río Tamanduá, donde su caudal aumenta sustancialmente. La mayoría de los hongos analizados, el 51,9%, mostraron una alta resistencia a la anfotericina B. Se identificó resistencia media y baja en el 22,2% y el 25,9% de los hongos, respectivamente. Estos resultados sugieren que, para la mayoría de los hongos, se requiere una concentración elevada de Anfotericina B para ejercer una acción antifúngica eficaz. Al relacionar los resultados con los puntos de recogida, P1 tuvo la mayor contribución a la alta resistencia, un 25,9%, seguido de P2 (14,8%) y P3, que tuvo la menor contribución a la alta resistencia, un 11,1%. En cuanto a los géneros analizados, los aislados del género Trichoderma presentaron la segunda mayor roporción de alta resistencia (14,8%), seguidos de Aspergillus (3,7%) y Penicillium (3,7%). Además, la mayor proporción de resistencias elevadas (18,5%) se observó en aislados que aún no habían sido identificados, lo que pone de relieve la importancia de la identificación taxonómica para comprender mejor los mecanismos de resistencia. El trabajo puso de relieve la capacidad de los hongos para sobrevivir y adaptarse a las presiones medioambientales, un escenario que subraya la importancia de desarrollar prácticas más sostenibles, como la reducción de la eliminación inadecuada de contaminantes, ya que estos factores pueden contribuir al desarrollo de cepas resistentes.
Identificação de fungos filamentosos isolados: avanços, desafios taxonômicos e sua relevância biotecnológica
(2025) Fagundes, Luiz Fernando Grandi
Devido às suas particularidades, os fungos ao longo do tempo apresentaram diversos dilemas em relação a sua identificação, desde sua própria sistemática até as abordagens utilizadas. Com algumas inovações biotecnológicas recentes, principalmente as moleculares, como a reação em cadeia da polimerase (PCR), metagenômica e análises filogenéticas, surgiram soluções, mas também problemas à micologia. A relação entre fungos e biotecnologia é forte, pois estes apresentam alto potencial biotecnológico em diversos âmbitos, bem como a biotecnologia apresenta alto potencial de avanços à micologia. Através de uma metodologia de análise cienciométrica, baseada no protocolo PRISMA, almejou-se observar os padrões, tendências e lacunas presentes na identificação de fungos filamentosos isolados e analisar qual o papel que a biotecnologia exerceu e pode exercer neste campo de pesquisa. A coleta amostral na base de dados Web Of Science resultou em 2.094 registros, os quais foram triados com o auxílio da plataforma RAYYAN utilizando critérios bem definidos de exclusão, resultando em 534 artigos que pertenciam ao escopo do trabalho. Dentro deste grupo amostral foram identificadas seis abordagens de identificação bem definidas (química, imunológica, molecular, morfológica, fisiológica e proteômica) e uma refletindo abordagens indefinidas. As áreas de pesquisa foram determinadas baseando-se nas informações disponíveis dos artigos e foram observadas sete áreas principais: agropecuária, biotecnologia, cultural, ambiental, saúde, industrial e taxonomia. Foi analisada a distribuição dos artigos ao longo do tempo e os eventos de acréscimo e declínio apresentaram possíveis explicações por acontecimentos históricos dentro da taxonomia fúngica. Entre as abordagens, identificou-se uma possível emergência com a abordagem química, uma ampla adesão da molecular, persistência da morfológica, escassez da fisiológica e possível estabelecimento da proteômica. Das áreas, foi identificada grande quantidade de artigos sendo contemplados pela área da saúde (304), uma quantidade razoável e similar (~121) para biotecnologia, ambiental e agropecuária, e poucos artigos (>70) para as áreas de taxonomia, industrial e cultural. Um ponto a se destacar é a baixa quantidade de artigos da área biotecnologia que que utilizaram a abordagem proteômica, uma análise baseada em conhecimentos biotecnológicos. Atentando-se à demanda taxonômica atual sobre a identificação de fungos por abordagens polifásicas, concluiu-se que esta é um alvo estratégico à biotecnologia, pois impulsiona avanços em bioinformática e inteligência artificial, ampliando as aplicações biotecnológicas. Resumen Durante las últimas décadas, debido a sus particularidades, los hongos han presentado algunos dilemas en su identificación, desde su propia sistemática hasta por los abordajes utilizados. Con algunas innovaciones biotecnológicas recientes, principalmente moleculares, cómo la reacción en cadena de la polimerasa (PCR), metagenómica y análisis filogenéticos, surgieron soluciones, pero también nuevos problemas para la micología. A través de una metodología de análisis cienciométrico, basado en el protocolo PRISMA, se aspiró a reconocer patrones, tendencias y carencias presentes en la identificación de hongos y el papel que la biotecnología ejerció y puede ejercer en este campo. La muestra se colectó desde la base de documentos bibliográficos Web Of Science, que resultó en 2.094 registros, los cuales fueron categorizados con asistencia de la plataforma RAYYAN, utilizando criterios de exclusión definidos, resultando en la obtención de 534 artículos que pertenecen al objetivo de este trabajo. Desde esa muestra fueron identificadas seis abordajes de identificación bien definidas (química, inmunológica, molecular, morfológica, fisiológica y proteómica) y una tipificando abordajes imprecisos. Las áreas de investigación fueron definidas basándose en las informaciones disponibles de los artículos y fueron, identificadas principalmente siete: agropecuaria, biotecnología, cultural, ambiental, salud, industrial y taxonomía. Se analizó la distribución de los artículos a lo largo del tiempo, y el aumento y disminución de la producción bibliográfica tuvieron posibles explicaciones debido a la historia de la taxonomía de los hongos. Sobre los abordajes, se observó una posible emergencia del abordaje químico, un amplio uso de la molecular, persistencia de la morfológica, escasez de la fisiológica y posible establecimiento de la proteómica. En cuanto a las áreas, se observó una gran cantidad de artículos contemplados por el área de la salud (304), una cantidad considerable y similar (~121) para biotecnología, ambiental y agropecuaria, y una menor cantidad (>70) para taxonomía, industrial y cultural. Un punto a destacar es la baja cantidad de artículos de la área biotecnología que utilizan el abordaje proteómica, un análisis basado en conocimientos biotecnológicos. Considerando la creciente demanda taxonómica actual para la identificación de hongos por abordajes polifásicas, se concluyó que esta representa un objetivo estratégico para la biotecnología, ya que impulsa avances em bioinformática e inteligencia artificial, ampliando las aplicaciones biotecnológicas.
Análise de contaminação transgênica Bt em variedades crioulas de milho (Zea mays L.) de um microcentro de diversidade da espécie
(2025) Oliveira, Camila Vaz de
Existem normas de biossegurança para subsistência, a Instrução Normativa nº 4 delimita a distância necessária o isolamento dos cultivos geneticamente modificados GM com o intuito de evitar a contaminação genética. Este fator ameaça a agrobiodiversidade especialmente em microcentros de diversidade, onde a preservação é essencial. A contaminação genética por milho Bt é uma preocupação devido à sua dispersão do pólen. O presente estudo foi realizado no município de Anchieta - Santa Catarina, um microcentro de diversidade da espécie de milho Zea mays L., tendo como objetivo principal investigar eventos presença de contaminação de evento transgênico Bt e propor estratégias para cenários de contaminação, bem como a conservação das variedades crioulas. A metodologia adotada contempla entrevistas com dez agricultores rurais para caracterização socioeconômica, para a seleção das variedades crioulas cultivadas e teste de detecção da proteína Cry1Ab por meio do kit diagnóstico QuickStix (Envirologix). Como parte do estudo, também foi realizado um workshop apresentando estratégias de enfrentamento em caso de contaminação. Os resultados mostraram que a maioria dos agricultores é de homens idosos, com mais de 70 anos de experiência na região, embora a distribuição etária se mostrasse variada, possuindo pequenas propriedades (entre 5 e 10 hectares). O solo pedregoso e o estilo de manejo de propriedade familiar reforçam a necessidade de variedades adaptadas às condições locais. Foram dez variedades crioulas testadas, sendo que as mesmas foram obtidas em maior parte por trocas entre vizinhos e ações de entidades públicas. As variedades foram caracterizadas por ciclos de cultivo tardios e prolificidade variável, utilizadas para produção de farinha, alimentação animal e consumo doméstico. Em termos de contaminação genética, apenas a variedade Paulistinha indicou a presença da proteína Cry1Ab, evidenciando a vulnerabilidade dos métodos de isolamento, espacial e temporal. Estratégias adotadas pelos agricultores para mitigar o problema, como isolamento temporal (intervalos de 20 a 40 dias entre plantios) e isolamento espacial (distâncias acima de 400 metros), podem não ser medidas totalmente eficazes para a proteção. A partir das informações obtidas, dispõe-se a compreensão da dinâmica envolvendo as práticas, ressaltando dessa maneira a necessidade de políticas públicas que garantam a preservação das variedades crioulas e de formulações de estratégias de enfrentamento e conscientização. Resumen Existen normas de bioseguridad para la subsistencia, la Instrucción Normativa nº 4 define la distancia necesaria para el aislamiento de cultivos transgénicos geneticamente modificados a fin de evitar la contaminación genética. Este factor amenaza la agrobiodiversidad especialmente en los microcentros de diversidad, donde la conservación es esencial. La contaminación genética por maíz Bt es una preocupación debido a su dispersión de polen. El presente estudio se realizó en el municipio de Anchieta – Santa Catarina, microcentro de diversidad de la especie de maíz Zea mays L., con el objetivo principal de investigar eventos de contaminación por un evento transgénico Bt y proponer estrategias para escenarios de contaminación, así como la conservación de variedades criollas. La metodología adoptada incluye entrevistas a diez agricultores rurales para la caracterización socioeconómica, para la selección de variedades criollas cultivadas y prueba de detección de la proteína Cry1Ab utilizando el kit de diagnóstico QuickStix (Envirologix). Como parte del estudio también se realizó un taller donde se presentaron estrategias de afrontamiento en caso de contaminación. Los resultados mostraron que la mayoría de los agricultores son hombres de edad avanzada, con más de 70 años de experiencia en la región, aunque la distribución por edad fue variada, siendo propietarios de propiedades pequeñas (entre 5 y 10 hectáreas). El suelo pedregoso y el estilo de gestión agrícola familiar refuerzan la necesidad de variedades adaptadas a las condiciones locales. Se probaron diez variedades criollas, obtenidas en su mayoría mediante intercambios entre vecinos y acciones de entidades públicas. Las variedades se caracterizaron por ciclos de cultivo tardíos y prolificidad variable, utilizándose para producción de harina, alimentación animal y consumo doméstico. En términos de contaminación genética, sólo la variedad Paulistinha indicó la presencia de la proteína Cry1Ab, destacando la vulnerabilidad de los métodos de aislamiento, tanto espacial como temporal. Las estrategias adoptadas por los agricultores para mitigar el problema, como el aislamiento temporal (intervalos de 20 a 40 días entre plantaciones) y el aislamiento espacial (distancias superiores a 400 metros), pueden no ser medidas totalmente efectivas de protección. A partir de la información obtenida, se dispone de uma comprensión de la dinámica que involucra las prácticas, evidenciándose la necesidad de políticas públicas que garanticen la preservación de las variedades criollas y la formulación de estrategias para enfrentarlas y sensibilizarlas.
Avaliação in vitro da aplicabilidade de bioindicadores na qualidade do solo
(2025) Viera, Ariana Michelle Campos
A qualidade do solo é um conceito fundamental que tem ganhado destaque devido aos intensos processos de degradação que afetam esse recurso natural. Assim, considerando que cerca da metade dos solos habitáveis do mundo são destinados à agricultura, a avaliação da sua qualidade torna-se imprescindível. Nesse sentido, o presente trabalho teve como objetivo realizar uma revisão bibliográfica abrangente para selecionar e avaliar, in vitro, a aplicabilidade de bioindicadores na qualidade do solo. Para isso, foram selecionadas as atividades enzimáticas de arilsulfatase e da betaglicosidase como bioindicadores, devido à sua especificidade e sensibilidade na detecção de alterações no solo. No estudo, foram utilizadas quatro amostras de solo coletadas de um projeto em andamento do grupo de pesquisa, intitulado “Desenvolvimento de Inoculante para Biorremediação de Solos Agrícolas Baseado na Associação de Fungos e Carvão Ativado”. Dessa forma, especificamente, os tratamentos avaliados neste trabalho consistiram em amostras do cultivo de soja em unidades experimentais, compostas por: solo (controle); solo com atrazina; solo com atrazina e bioinoculante fúngico; e solo com atrazina e biochar (carvão ativado); em dois tempo do crescimento vegetal: na semeadura (T0); e estádio V1, quando a primeira folha trifoliolada estava completamente desenvolvida (T1). Sendo que, a qualidade do solo foi avaliada por meio de um estudo de atividade enzimática comparativa a partir da avaliação espectrofotométrica das enzimas usando os substratos p-nitrofenil sulfato de potássio (PNS) e p-nitrofenil β-D-glicosídio (PNG) para arilsulfatase e da betaglicosidase, respectivamente. Os resultados mais relevantes demonstraram que a atividade da arilsulfatase apresentou variações entre os dois tempos analisados, com valores observados mais altos no T1 em relação ao T0. Os tratamentos que incorporaram a atrazina apresentaram maior atividade enzimática quando comparados ao controle, sugerindo que a presença desse composto estimulou a atividade microbiana do solo para arilsulfatase. Em adição, o tratamento composto por solo, atrazina e bioinoculante apresentou também valores altos de arilsulfatase, indicando um efeito benéfico do bioinoculante na detecção enzimática. Em relação à betaglicosidase, sua atividade enzimática foi detectada apenas na amostra de solo coletada no T0, uma vez que as demais amostras estavam fora do intervalo de detecção, o que impossibilitou a obtenção de resultados precisos. Considerando que, o presente estudo não teve como objetivo avaliar a eficiência dos tratamentos, mas sim investigar se as análises enzimáticas são consistentes com as condições do solo, conclui-se que os bioindicadores enzimáticos podem ser empregados para analisar a qualidade do solo, pois oferecem avaliações mais integradas e sensíveis, refletindo de forma mais precisa as condições do solo. Potencial que é especialmente notável para a arilsulfatase. Contudo, recomenda-se a realização de análises conjugadas que considerem outros atributos, como a matéria orgânica e as comunidades microbianas, para uma definição mais precisa da qualidade. Resumen La calidad del suelo es un concepto fundamental que ha cobrado relevancia debido a los intensos procesos de degradación que afectan a este recurso natural. Así, teniendo en cuenta que, alrededor de la mitad de los suelos habitables en el mundo son destinados a la agricultura, resulta esencial evaluar su calidad. En ese sentido, el presente trabajo tuvo como objetivo realizar una revisión bibliográfica exhaustiva para seleccionar y evaluar in vitro la aplicabilidad de bioindicadores en la calidad del suelo. Para ello, fueron seleccionadas las actividades enzimáticas de arilsulfatasa y de betaglucosidasa como bioindicadores, debido a su especificidad y sensibilidad em la detección de alteraciones en el suelo. En el estudio, fueron utilizadas cuatro muestras de suelo recolectadas de un proyecto en curso del grupo de investigación, titulado “Desarrollo de Inoculante para la Biorremediación de Suelos Agrícolas Basado en la Asociación de Hongos y Carbón Activado”. De esa forma, específicamente, los tratamientos evaluados en este trabajo consistieron en muestras de cultivo de soja en unidades experimentales, compuestas por: suelo (control); suelo con atrazina; suelo con atrazina y bioinoculante fúngico; y suelo con atrazina y biochar (carbón activado); en dos fases de crecimiento vegetal: en la siembra (T0); y fase V1 cuando la primera hoja trifoliada estaba completamente desarrollada (T1). Siendo que, la calidad del suelo fue evaluada mediante un estudio de actividad enzimática comparativo a partir de una evaluación espectrofotométrica de las enzimas utilizando los sustratos p-nitrofenil sulfato de potasio (PNS) y p-nitrofenil β-D-glucósido (PNG) para arilsulfatasa y betaglucosidasa, respectivamente. Los resultados más relevantes demostraron que la actividad de arilsulfatasa presentó variaciones entre las dos fases analizadas, con valores observados más altos en T1 en comparación con T0. Los tratamientos que incorporaron atrazina mostraron aumentos de actividad enzimática cuando fueron comparados con el control, sugiriendo así que la presencia de ese compuesto estimuló la actividad microbiana del suelo para arilsulfatasa. Además, el tratamiento compuesto por suelo, atrazina y bioinoculante también presentó valores elevados de arilsulfatasa, indicando un efecto benéfico del bioinoculante sobre la detección enzimática. En cuanto a la betaglicosidasa, su actividad enzimática fue detectada solamente en la muestra de suelo recolectada en T0, ya que las demás muestras estaban fuera del intervalo de detección, lo que impidió la obtención de resultados precisos. Considerando que, el presente estudio no tenía como objetivo evaluar la eficiencia de los tratamientos, sino investigar si las evaluaciones enzimáticas eran coherentes con las condiciones del suelo, se puede concluir que los bioindicadores enzimáticos pueden utilizarse para analizar la calidad del suelo, ya que ofrecen evaluaciones más integradas y sensibles, que reflejan de forma más precisa las condiciones del suelo. Potencial que es especialmente notable para arilsulfatase. No obstante, se recomienda realizar análisis combinados que consideren otros atributos, como la materia orgánica y las comunidades microbianas, para una definición más precisa de la calidad.
A proteína de choque térmico (HSP70) protege os espermatozoides bovinos dos danos causados pelo estresse oxidativo
(2025) Cruz, Lívia Padilha da
HSP70 é uma chaperona essencial para a homeostase celular, especialmente sob estresse oxidativo, condição que compromete funções espermáticas críticas. No entanto, seu papel na resposta do espermatozoide ao estresse oxidativo ainda não está totalmente esclarecido. Este estudo investigou a importância da HSP70 na qualidade espermática bovina sob estresse oxidativo. Para isso, espermatozoides coletados da cauda do epidídimo bovino foram lavados, ressuspendidos em TL-STOCK (5x106 espermatozoides/mL) e distribuídos em 4 grupos experimentais. (1) Controle, (2) VER (100 μM do inibidor de HSP70, VER-155008), (3) H2O2 (2% H2O2) e (4) H2O2 + VER (2% H2O2 + 100 μM VER-155008). Em seguida, os espermatozoides foram incubados por 2 horas a 38,5°C, 5% de CO₂ e alta umidade. Após a incubação, os espermatozoides foram processados para avaliação do estresse oxidativo (CellRox Green; 0,76 μM), da atividade mitocondrial (MitoTracker Red CMXRos; 0,76 μM) e da integridade da membrana acrossomal (FITC-PSA; 50 μg/mL) em microscopia de fluorescência. Os dados foram analisados estatisticamente pelo software SigmaPlot 14.0, com ANOVA seguida pelo teste de Tukey (p<0,05). O percentual de espermatozoides positivos para estresse oxidativo foi menor no grupo controle (16,7 ± 3,8%ᵃ) e aumentou progressivamente nos grupos VER (30,9 ± 3,4%ᵃᵇ), H₂O₂ (36,9 ± 4,2%ᵇ) e H₂O₂ + VER (52,7 ± 1,7%ᶜ). A porcentagem de espermatozoides com alta atividade mitocondrial foi significativamente reduzida pela inibição da HSP70 e pelo estresse oxidativo, com 76,3 ± 3,6%ᵃ no controle, 61,6 ± 3,7%ᵇ no VER, 60,3 ± 2,7%ᵇ no H₂O₂ e 46,9 ± 4,9%ᶜ no H₂O₂ + VER. A porcentagem de espermatozoides com a membrana acrossomal íntegra seguiu tendência semelhante, sendo maior no controle (53,0 ± 1,0%ᵃ), comparada ao VER (37,7 ± 0,3%ᵇ), H₂O₂ (36,7 ± 1,9%ᵇ) e ao H₂O₂ + VER (29,7 ± 0,9%ᶜ). Os achados do presente estudo evidenciam o papel central da HSP70 na homeostase espermática, especialmente em condições de estresse oxidativo. A inibição dessa chaperona intensificou significativamente os efeitos deletérios induzidos pelo peróxido de hidrogênio, refletindo-se no aumento da produção de espécies reativas de oxigênio, na disfunção mitocondrial e na perda da integridade. Esses resultados sugerem que a HSP70 exerce uma função citoprotetora nos espermatozoides, possivelmente mediando mecanismos de defesa celular contra o estresse oxidativo. Diante desses achados, conclui-se que a HSP70 não apenas desempenha um papel fundamental na proteção contra o estresse oxidativo, mas também contribui ativamente para a manutenção da qualidade espermática, regulando aspectos críticos como a atividade mitocondrial e a integridade da membrana acrossomal. Resumen HSP70 es una acompañante esencial para la homeostasis celular, especialmente bajo estrés oxidativo, una condición que compromete funciones críticas de los espermatozoides. Sin embargo, aún no se comprende completamente su papel en la respuesta de los espermatozoides al estrés oxidativo. Este estudio investigó la importancia de HSP70 en la calidad de los espermatozoides bovinos bajo estrés oxidativo. Para ello, los espermatozoides recolectados del epidídimo de la cola bovina fueron lavados, resuspendidos en TL-STOCK (5x106 espermatozoides/mL) y distribuidos en 4 grupos experimentales. (1) Control, (2) VER (inhibidor de HSP70 100 µM, VER-155008), (3) H2O2 (2 % H2O2) y (4) H2O2 + VER (2 % H2O2 + 100 µM VER-155008). Luego, los espermatozoides se incubaron durante 2 horas a 38,5°C, 5% de CO₂ y alta humedad. Después de la incubación, los espermatozoides se procesaron para evaluar el estrés oxidativo (CellRox Green; 0,76 μM), la actividad mitocondrial (MitoTracker Red CMXRos; 0,76 μM) y la integridad de la membrana acrosómica (FITC-PSA; 50 μg/mL) mediante microscopía de fluorescencia. Los datos se analizaron estadísticamente mediante el software SigmaPlot 14.0, con ANOVA seguido de la prueba de Tukey (p<0,05). El porcentaje de espermatozoides positivos para estrés oxidativo fue menor en el grupo control (16,7 ± 3,8%ᵃ) y aumentó progresivamente en los grupos VER (30,9 ± 3,4%ᵃᵇ), H₂O₂ (36,9 ± 4,2%ᵇ) y H₂O₂ + VER (52,7 ± 1,7%ᶜ). El porcentaje de espermatozoides con alta actividad mitocondrial se redujo significativamente por la inhibición de HSP70 y el estrés oxidativo, con 76,3 ± 3,6%ᵃ en control, 61,6 ± 3,7%ᵇ en VER, 60,3 ± 2,7%ᵇ en H₂O₂ y 46,9 ± 4,9%ᶜ en H₂O₂ + VER. El porcentaje de espermatozoides con membrana acrosómica intacta siguió una tendencia similar, siendo mayor en el control (53,0 ± 1,0%ᵃ), en comparación con VER (37,7 ± 0,3%ᵇ), H₂O₂ (36,7 ± 1,9%ᵇ) y H₂O₂ + VER (29,7 ± 0,9%ᶜ). Los hallazgos del presente estudio resaltan el papel central de HSP70 en la homeostasis de los espermatozoides, especialmente en condiciones de estrés oxidativo. La inhibición de esta chaperona intensificó significativamente los efectos nocivos inducidos por el peróxido de hidrógeno, reflejados en el aumento de la producción de especies reactivas de oxígeno, disfunción mitocondrial y pérdida de integridad. Estos resultados sugieren que HSP70 ejerce una función citoprotectora en los espermatozoides, posiblemente mediando mecanismos de defensa celular contra el estrés oxidativo. Ante estos hallazgos, se concluye que HSP70 no sólo juega un papel fundamental en la protección contra el estrés oxidativo, sino que también contribuye activamente al mantenimiento de la calidad del esperma, regulando aspectos críticos como la actividad mitocondrial y la integridad de la membrana acrosómica.
Diversidade microbiana endofítica em sementes crioulas de milho (Zea mays L.) e de um parente silvestre da espécie: uma análise comparativa com uma variedade transgênica
(2025) Cardoso, Julia Benini dos Santos
Este estudo investigou a diversidade microbiana das sementes de diferentes genótipos de milho, analisando o impacto da domesticação, do melhoramento genético e das práticas agrícolas sobre a microbiota. A hipótese foi de que a diversidade microbiana diminuiria conforme o aumento do nível de domesticação e a intensificação do uso de insumos no cultivo. Para testar essa hipótese, foram analisadas as radículas das plântulas germinadas de Teosinto (Zea Luxurians), parente silvestre do milho, três variedades crioulas (Colorido, Amarelão e Rajado) e do híbrido transgênico SX 3197 TR por meio de sequenciamento da região 16S rRNA. O Teosinto apresentou a maior diversidade microbiana, destacando-se como reservatório genético e microbiológico. Dentre as variedades crioulas, o milho Colorido mostrou maior diversidade em níveis taxonômicos superiores, sugerindo uma maior interação ecológica favorável à manutenção de microrganismos benéficos. Já as variedades Amarelão e Rajado apresentaram perfis mais próximos ao do milho transgênico, indicando que práticas agrícolas, como o maior uso de fertilizantes, podem estar reduzindo a variabilidade microbiana. O milho transgênico SX 3197 TR apresentou um número elevado de OTUs, mas menor diversidade em níveis taxonômicos superiores, sugerindo que grupos específicos de bactérias prosperam sob manejo intensivo. A composição da microbiota variou entre os genótipos, com predominância dos Filos Proteobacteria e Actinobacteria para o Teosinto. Já as variedades cultivadas apresentaram predominância de Firmicutes, indicando possíveis impactos do manejo agrícola sobre a estrutura microbiana. Gêneros como Bacillus, Stenotrophomonas e Paenibacillus foram identificados no Teosinto e em algumas variedades crioulas, sugerindo um potencial para aplicações biotecnológicas, como o desenvolvimento de bioinsumos agrícolas. A ausência de OTUs compartilhadas entre os genótipos reforça a singularidade da microbiota de cada variedade e destaca a importância da conservação da diversidade genética do milho para manter a microbiota associada a ele. A domesticação e o melhoramento genético, bem como os distintos ambientes agrícolas de cultivo podem influenciar a microbiota das sementes, com possíveis consequências para a adaptação e a resiliência das plantas em diferentes sistemas agrícolas. É necessário ampliar os estudos sobre o papel funcional das bactérias, incluindo seu isolamento, para explorar seu potencial em bioestimulantes agrícolas. Resumen Este estudio investigó la diversidad microbiana de semillas de diferentes genotipos de maíz, analizando el impacto de la domesticación, el mejoramiento genético y las prácticas agrícolas en el microbiota. La hipótesis era que la diversidad microbiana disminuiría a medida que aumentara el nivel de domesticación y se intensificara el uso de insumos en el cultivo. Para probar esta hipótesis, se analizaron las raicillas de plántulas germinadas de teosinte (Zea Luxurians), un pariente silvestre del maíz, tres variedades locales (Colorido, Amarelão y Rajado) y el híbrido transgénico SX 3197 TR mediante la secuenciación de la región de ARNr 16S. El teocintle presentó la mayor diversidad microbiana, destacándose como reservorio genético y microbiológico. Entre las variedades locales, el maíz Colorido mostró una mayor diversidad en niveles taxonómicos más altos, lo que sugiere una mayor interacción ecológica favorable al mantenimiento de microorganismos beneficiosos. Las variedades Amarelão y Rajado presentaron perfiles más cercanos a los del maíz transgénico, lo que indica que las prácticas agrícolas, como el mayor uso de fertilizantes, pueden estar reduciendo la variabilidad microbiana. El maíz transgénico SX 3197 TR mostró una gran cantidad de OTU pero una menor diversidad en niveles taxonómicos más altos, lo que sugiere que grupos específicos de bacterias prosperan bajo un manejo intensivo. La composición del microbiota varió entre genotipos, con predominio del Phyla Proteobacteria y Actinobacteria para el Teosinte. Las variedades cultivadas mostraron predominio de Firmicutes, lo que indica posibles impactos del manejo agrícola en la estructura microbiana. Se han identificado géneros como Bacillus, Stenotrophomonas y Paenibacillus en el teosinte y algunas variedades locales, lo que sugiere un potencial para aplicaciones biotecnológicas, como el desarrollo de bioinsumos agrícolas. La ausencia de OTU compartidas entre genotipos refuerza la singularidad del microbiota de cada variedad y resalta la importancia de conservar la diversidad genética del maíz para mantener el microbiota asociado a él. La domesticación y la mejora genética, así como los diferentes entornos de cultivo agrícola, pueden influir en el microbiota de las semillas, con posibles consecuencias para la adaptación y resiliencia de las plantas en diferentes sistemas agrícolas. Es necesario ampliar los estudios sobre el papel funcional de las bacterias, incluido su aislamiento, para explorar su potencial en bioestimulantes agrícolas.
Isolamento e cultivo de procariotos oxidadores de amônia a partir de amostras do solo do Parque Nacional do Iguaçu
(2024) Ribeiro, Samuel dos Santos
O ciclo biogeoquímico do nitrogênio, onde ocorre ampla participação de bactérias e arqueas, desempenha um papel fundamental nos ecossistemas. Em uma das partes desse ciclo, a oxidação de amônia, ainda há vastas lacunas no entendimento do processo devido à falta de microrganismos isolados. A identificação e o isolamento de novos microrganismos participantes do processo é crucial para a compreensão das suas funções ecológicas e desenvolvimento de tecnologias. Visando ampliar o conhecimento sobre a diversidade procariótica e identificar novos isolados com potencial biotecnológico, foram coletadas amostras de solo em diferentes pontos do Parque Nacional do Iguaçu em Foz do Iguaçu/PR. Utilizando uma estratégia de enriquecimento com posterior cultivo em meio sólido diferenciado à base de agarose e amônia, que possibilita o isolamento diferencial de microrganismos com as propriedades investigadas, foram isolados e preservados 16 microrganismos procariontes. Entre os isolados, quatro foram identificados como bactérias dos gêneros Cupriavidus e Phreatobacter, microrganismos de difícil isolamento e/ou pouco estudados. Esses resultados demonstram a eficácia da metodologia empregada e a riqueza da biodiversidade microbiana presente no ambiente estudado. Os isolados foram depositados na Coleção de Cultura de Micro-organismos de Importância Biotecnológica e Ambiental da UNILA, tornando-se disponíveis para a continuidade das análises filogenéticas dos demais isolados, além de futuros estudos e aplicações.
Vozes do esquecimento: revelando o Alzheimer com a fala e aprendizado de máquina
(2024) Cardus, Julio Cesar Riveros
A doença de Alzheimer (DA) é a forma mais comum de demência, um desafio global de saúde pública, sem cura definitiva. A detecção precoce da DA é crítica para intervenções oportunas, mas os métodos de diagnóstico atuais são invasivos e caros. Este estudo explora a fala espontânea como um potencial biomarcador não invasivo para detecção precoce da DA usando técnicas de aprendizado de máquina. Dado que a fala é uma tarefa cognitivamente exigente impactada por processos neurodegenerativos, levantamos a hipótese de que a análise automatizada de características da fala pode identificar indivíduos em risco de demência. Esta pesquisa utiliza o conjunto de dados ADReSS 2020, compreendendo amostras de fala de indivíduos com DA e controles saudáveis, e emprega três blocos experimentais: análise de características acústicas, compressão de texto e embeddings de texto. No primeiro bloco, características acústicas (eGeMAPS, ComParE, emobase) são extraídas e combinadas com métodos de seleção de características (SUC, ERC, SFM, SSC) para treinar classificadores (LDA, DT, NN, SVM, RF). O segunda bloco aplica algoritmos de compressão de texto para calcular a Distância de Compressão Normalizada (NCD) entre transcrições de áudio, usando kNN para classificação e previsão de pontuação do Mini-Exame do Estado Mental (MMSE). A terceira estrutura aproveita embeddings de texto (NV-Embed-v2, STELLA, GTE) para detectar DA e prever pontuações do MMSE. Os modelos foram avaliados por meio de Validação Cruzada Leave-One-Out (LOSO) e validação de holdout. Todas as três abordagens demonstraram a capacidade de diferenciar entre DA e indivíduos saudáveis. Notavelmente, os modelos baseados em embeddings produziram as maiores acurácias de classificação, com GTE e LEM atingindo 86,54% e 85,90%, respectivamente. Para tarefas de regressão, o embedding STELLA combinada com Random Forest produziu a menor Raiz do Erro Quadrático Médio (RMSE) de 5,15. As análises estatísticas demonstraram a inexistência de diferenças significativas entre o uso de seletores de características e a aplicação de todos os atributos dos conjuntos de dados, e que há diferenças significativas entre os algoritmos de compressão e entre os embeddings, tanto para classificação quanto para regressão. Essas descobertas sugerem que a análise automatizada de fala espontânea usando aprendizado de máquina pode servir como uma ferramenta poderosa para o diagnóstico precoce de DA. Com precisões que ultrapassam 85%, esses métodos têm o potencial de permitir triagem e monitoramento não invasivos e econômicos da doença de Alzheimer em larga escala. Resumen La enfermedad de Alzheimer (EA) es la forma más común de demencia, un desafío de salud pública global sin cura definitiva. La detección temprana de la EA es fundamental para realizar intervenciones oportunas, pero los métodos de diagnóstico actuales son invasivos y costosos. Este estudio explora el habla espontánea como un posible biomarcador no invasivo para la detección temprana de la EA mediante técnicas de aprendizaje automático. Dado que el habla es una tarea cognitivamente exigente afectada por procesos neurodegenerativos, planteamos la hipótesis de que el análisis automatizado de las características del habla podría identificar a las personas con riesgo de demencia. Esta investigación utiliza el conjunto de datos ADReSS 2020, que comprende muestras de voz de personas con EA y controles sanos, y emplea tres bloques experimentales: análisis de características acústicas, compresión de texto e incrustaciones de texto. En el primer bloque, se extraen características acústicas (eGeMAPS, ComParE, emobase) y se combinan con métodos de selección de características (SUC, ERC, SFM, SSC) para entrenar clasificadores (LDA, DT, NN, SVM, RF). El segundo bloque aplica algoritmos de compresión de texto para calcular la distancia de compresión normalizada (NCD) entre transcripciones de audio, utilizando kNN para la clasificación y la predicción de la puntuación del miniexamen del estado mental (MMSE). El tercer marco aprovecha las incrustaciones de texto (NV-Embed-v2, STELLA, GTE) para detectar DA y predecir puntuaciones MMSE. Los modelos se evaluaron mediante validación cruzada Leave-One-Out (LOSO) y validación de exclusión. Los tres enfoques demostraron la capacidad de diferenciar entre personas con EA e individuos sanos. En particular, los modelos basados en incrustación produjeron las precisiones de clasificación más altas, con GTE y LEM alcanzando 86,54% y 85,90%, respectivamente. Para las tareas de regresión, la incrustación de STELLA combinada con Random Forest produjo el error cuadrático medio (RMSE) más bajo de 5,15. Los análisis estadísticos demostraron que no existen diferencias significativas entre el uso de selectores de características y la aplicación de todos los atributos de los conjuntos de datos, y que existen diferencias significativas entre los algoritmos de compresión y las incrustaciones, tanto para clasificación como para regresión. Estos hallazgos sugieren que el análisis automatizado del habla espontánea mediante el aprendizaje automático podría servir como una herramienta poderosa para el diagnóstico temprano de la EA. Con precisiones superiores al 85%, estos métodos tienen el potencial de permitir la detección y el seguimiento de la enfermedad de Alzheimer a gran escala de forma no invasiva y rentable.
Estudo da superexpressão de genes da via do chiquimato para melhorar a produção de ácido mucônico em Escherichia coli
(2025) Santos, Matheus Araujo dos
Os objetivos de desenvolvimento sustentável da ONU, em especial os objetivos 9 e 12 estimulam a adoção de tecnologias sustentáveis, consumo consciente e menor geração de resíduos. Nesse contexto, o estabelecimento de plataformas microbianas e uso de biomassa e resíduos energéticos subutilizados são estratégias promissoras para bioprodução de compostos bioprivilegiados que possam ser utilizados como drop-in na cadeia de refino do petróleo. Entre os diversos compostos que tem aplicação industrial e podem ser originados biologicamente, o ácido mucônico (AM) tem ganhado destaque, podendo ser convertido em polímeros comerciais de alto valor agregado, como ácido tereftálico e ácido adípico. Tradicionalmente, a produção industrial de AM provém de matérias-primas petroquímicas e seu processamento em outros derivados acarreta na geração de resíduos tóxicos e gases nocivos como óxido nitroso. Em Escherichia coli, uma via para a produção de ácido mucônico pode ser estabelecida a partir da expressão heteróloga de três enzimas, que utilizam como percursor um intermediário nativo da via do chiquimato, o 3-desidroshiquimato (3-DHS). Neste trabalho buscamos otimizar a produção de 3-DHS através da superexpressão dos genes aroB e aroD de diferentes organismos em três configurações (operon, pseudo-operon e monocistrônico). Além disso avaliamos glicose e glicerol como fonte de carbono a fim de encontrar a fonte mais adequada para produção de 3-DHS, e consequentemente de ácido mucônico. Por meio desta avaliação, observamos que a superexpressão dos genes aroB e aroD podem aumentar o acúmulo de 3-DHS em comparação a uma cepa sem superexpressão, quando cultivada usando glicerol como fonte de carbono, diferentemente do observado ao utilizar glicose. Com glicerol, a cepa controle, sem a superexpressão dos genes aroB e aroD, foi capaz de produzir 3,9 g/L de 3-DHS, enquanto que as cepas com a superexpressão destes genes produziram de 3,6 a 4,5 g/L. O cassette monocistrônico contendo os genes aroB de E. coli W e aroD de E. faecalis foi identificado como o mais eficiente na produção de 3-DHS, atingindo 4,5 g/L após 72 h de cultivo em placa de 96 poços, com rendimento de 0,24 g de 3-DHS por glicerol, e 91% do glicerol consumido. Resumen Los objetivos de desarrollo sostenible de la ONU, especialmente los objetivos 9 y 12, fomentan la adopción de tecnologías sostenibles, el consumo consciente y la menor generación de residuos. En este contexto, el establecimiento de plataformas microbianas y el uso de biomasa y residuos orgánicos subutilizados son estrategias prometedoras para la bioproducción de compuestos bioprivilegiados que pueden utilizarse como drop-in en la cadena de refinación del petróleo. Entre los diversos compuestos que tienen aplicación industrial y pueden tener origen biológica, el ácido mucónico (MA) ha ganado protagonismo y puede convertirse en polímeros comerciales de alto valor agregado, como el ácido tereftálico y el ácido adípico. Tradicionalmente, la producción industrial de AM proviene de materias primas petroquímicas y su procesamiento en otros derivados conduce a la generación de desechos tóxicos y gases nocivos como el óxido nitroso. En Escherichia coli, se puede establecer una vía para la producción del ácido mucónico mediante la expresión heteróloga de tres enzimas, que utilizan como precursor un intermedio nativo de la vía del chiquimato, el 3-desidrochiquimato (3-DHS). En este trabajo buscamos optimizar la producción del 3-DHS mediante la sobreexpresión de los genes aroB y aroD de diferentes organismos en tres configuraciones (operón, pseudooperón y monocistrónico). Además, evaluamos la glucosa y el glicerol como fuentes de carbono para encontrar la fuente más adecuada para la producción de 3-DHS, y en consecuencia, el ácido mucónico. Con esta evaluación, observamos que la sobreexpresión de los genes aroB y aroD pueden aumentar el acumulo de 3-DHS en comparación con una cepa sin sobreexpresión, cuando se cultiva utilizando glicerol como fuente de carbono, diferente de lo que se observa cuando se utiliza glucosa. En glicerol la cepa control, sin sobreexpresión de los genes aroB y aroD, fue capaz de producir 3,9 g/L de 3-DHS, mientras que las cepas con sobreexpresión de estos genes produjeron de 3,6 a 4,5 g/L. El cassette monocistrónico que contiene los genes aroB de E. coli W y aroD de E. faecalis fue identificado como el más eficiente en la producción de 3-DHS, alcanzando 4,5 g/L después de 72 h de cultivo en una placa de 96 pocillos. Con un rendimiento de 0,24 g de 3-DHS por glicerol, y 91% del glicerol consumido.
Investigación de la presencia de clorpirifos por GC-MS/MS en el fluido testicular y su efecto en la calidad de los espermatozoides bovinos
(2024) Mendoza Martens, Luis Enrique
O clorpirifós é um inseticida organofosforado amplamente utilizado na agricultura para o controle de pragas, sendo crucial para a manutenção da produtividade agrícola. No entanto, seu uso contínuo levanta preocupações importantes sobre seus efeitos adversos na saúde humana e animal assim como no meio ambiente. Estudos sugerem que o clorpirifós pode afetar a função reprodutiva em diversas espécies, mas seus efeitos diretos sobre a qualidade dos espermatozoides bovinos ainda não foram completamente compreendidos. Este projeto teve como objetivo investigar esses efeitos, expondo por 2 horas os espermatozoides do epidídimo bovino a diferentes concentrações de clorpirifós (0 µM, 12,5 µM e 25 µM). Após os tratamentos, a atividade mitocondrial e o estresse oxidativo espermático foram avaliados por microscopia de fluorescência, utilizando as sondas fluorescentes MitoTracker Green e CellROX Green, respectivamente. Os resultados demonstraram um efeito dosedependente do clorpirifós na qualidade dos espermatozoides bovinos, onde foi observada uma redução significativa (p ≤ 0,05) na porcentagem de espermatozoides com alta atividade mitocondrial em resposta ao aumento da concentração de clorpirifós de 0 µM para 25 µM. Essa relação dose-dependente também foi evidenciada na produção de espécies reativas de oxigênio, com um aumento significativo (p ≤ 0,05) na porcentagem de espermatozoides sob estresse oxidativo à medida que a concentração de clorpirifós aumentou. Após confirmar o efeito deletério do clorpirifós na qualidade espermática, foi realizado um estudo para avaliar sua presença em testículo bovino por meio da tecnica da analise de GC-MS/MS. Foi necessário, primeiramente, padronizar o procedimento de extração e preparo das amostras, além de validar a técnica de GC-MS/MS para detecção de clorpirifós em fluido testicular. Com a técnica devidamente validada, foram avaliadas amostras de fluido testicular de 15 animais adultos. Contudo, não foi detectada a presença de clorpirifós em nenhuma amostra avaliada. Considerando os efeitos negativos do clorpirifós na qualidade dos espermatozoides bovinos observados neste estudo, a padronização do método de GC-MS/MS para a detecção de clorpirifós em fluidos reprodutivos é fundamental para monitorar a contaminação em animais, garantindo que essa substância não comprometa a fertilidade animal. Resumen El clorpirifos es un insecticida organofosforado ampliamente utilizado en la agricultura para el control de plagas, siendo crucial para el mantenimiento de la productividad agrícola. Sin embargo, su uso continuo plantea preocupaciones importantes sobre sus efectos adversos en la salud humana y animal, así como en el medio ambiente. Los estudios sugieren que el clorpirifos puede afectar la función reproductiva en diversas especies, pero sus efectos directos sobre la calidad de los espermatozoides bovinos aún no se han comprendido completamente. Este proyecto tuvo como objetivo investigar estos efectos, exponiendo durante 2 horas los espermatozoides del epidídimo bovino a diferentes concentraciones de clorpirifos (0 μM, 12,5 μM y 25 μM). Después de los tratamientos, la actividad mitocondrial y el estrés oxidativo espermático fueron evaluados por microscopía de fluorescencia, utilizando las sondas fluorescentes MitoTracker Green y CellROX Green, respectivamente. Los resultados demostraron un efecto dependiente de la dosis del clorpirifos en la calidad de los espermatozoides bovinos, donde se observó una reducción significativa (p ≤ 0,05) en el porcentaje de espermatozoides con alta actividad mitocondrial en respuesta al aumento de la concentración de clorpirifós de 0 μM a 25 μM. Esta relación dependiente de la dosis también se evidenció en la producción de especies reactivas de oxígeno, con un aumento significativo (p ≤ 0,05) en el porcentaje de espermatozoides bajo estrés oxidativo a medida que aumentó la concentración de clorpirifos. Después de confirmar el efecto perjudicial del clorpirifos en la calidad espermática, se realizó un estudio para evaluar su presencia en el testículo bovino mediante GC-MS/MS. Fue necesario, en primer lugar, estandarizar el procedimiento de extracción y preparación de las muestras, además de validar la técnica de GC-MS/MS para la detección de clorpirifos en el fluido testicular. Con la técnica debidamente validada, se evaluaron muestras de fluido testicular de 15 animales. Sin embargo, no se detectó la presencia de clorpirifos en ninguna de las muestras evaluadas. Considerando los efectos negativos del clorpirifos en la calidad de los espermatozoides bovinos observados en este estudio, la estandarización del método de GC-MS/MS para la detección de clorpirifos en fluidos reproductivos es fundamental para monitorear la contaminación en animales, garantizando que esta sustancia no comprometa la fertilidad animal.
Análise genômica das variantes de SARS-CoV-2 detectadas em Foz do Iguaçu - Paraná/BR e o impacto das mutações missense nas vias dependentes de HLA-B
(2024) Assis, Samuel Chagas de
A vigilância genômica do SARS-CoV-2 tem sido fundamental para monitorar o surgimento de mutações e compreender suas implicações na severidade e disseminação do vírus, auxiliando na previsão de impactos na eficácia da vacinação e na resposta imune populacional. Neste estudo computacional, mapeamos as variantes de SARS-CoV-2 circulantes em Foz do Iguaçu, Paraná, Brasil, de 2020 a 2022. Focamos na identificação de mutações missense, que alteram a sequência de aminoácidos das proteínas virais, e avaliamos seu efeito na apresentação de epítopos, com ênfase nos alelos HLA-B da população local. Os resultados indicaram que epítopos associados aos alelos B*07:02 e B*27:05 apresentaram maior perda de ligação devido a mutações, e que a dinâmica de algumas variantes pode demonstrar a exportação de variantes ao Paraguai. Embora não tenha sido observada uma correlação direta entre o perfil alélico de pacientes internados em UTI e a circulação de mutações específicas, o estudo revelou a dinâmica mutacional do SARS-CoV-2 ao longo do tempo em Foz do Iguaçu durante a pandemia. Dessa forma, a pesquisa identificou mutações que potencialmente impactaram a disseminação do vírus e ofereceu um panorama das variantes circulantes, contribuindo para futuras estratégias de vigilância epidemiológica na região fronteiriça.
Solubilização de fosfato por bactérias em associação com genótipos de milho-pipoca.
(2024) Maxenal, Edouard
A insuficiência de fósforo (P) é um desafio significativo no cultivo de milho-pipoca, pois esse nutriente é essencial para o crescimento das plantas. O esgotamento de P pode prejudicar a produção agrícola. Nesse cenário, microrganismos benéficos que solubilizam P se destacam como uma estratégia biotecnológica promissora. Nesse contexto, objetivou-se investigar a interação entre bactérias solubilizadoras de fosfato com diferentes genótipos (híbridos) de milho-pipoca (Zea mays L. Everta), avaliando os impactos dessa associação nas características fisiológicas e morfológicas das plantas. O estudo foi conduzido na Universidade Estadual Norte Fluminense Darcy Ribeiro (UENF) com as bactérias Azospirillum brasilense (T1) e Leclercia adecarboxylata (T2), inoculadas em genótipos de milho-pipoca, juntamente com o controle (C), ou seja, plantas não inoculadas. O solo utilizado no experimento recebeu aporte nutritivo, via solução de Hoagland, com baixo nível de P. As plantas foram cultivadas até o estágio V4, onde, nessa ocasião, avaliou-se as seguintes características fisiológicas, taxa de assimilação de CO₂ (A), condutância estomática (gs), taxa de transpiração (E), clorofila (Chl), flavonoides (Flav), antocianinas (Anth) e Índice de balanço de nitrogênio (NBI); e morfológicas, isto é, altura da planta (AP), diâmetro de colmo (DC) e massa seca foliar (MSF). A análise de variância revelou diferenças significativas no T1 para Chl, Flav, Anth, NBI e A; no T2 para gs, E, A, Chl, Flav, Anth e NBI; e no C para A, gs, Flav, Anth e NBI. Em relação às características morfológicas, houve diferenças significativas para AP no T1; AP e MSF no T2; e DC no (C). Os resultados mostraram que A. brasilense foi mais eficiente na promoção do crescimento das plantas em comparação com L. adecarboxylata, com aumentos significativos na variáveis Chl (5%), A (63%) e gs (97%). Além disso, A. brasilense promoveu maior AP, DC e MSF, com incrementos de 29%, 35%, e 89%, respectivamente. Esses resultados indicam uma interação positiva entre as bactérias solubilizadoras de fosfato e os genótipos de milho-pipoca, o que contribui para um melhor desenvolvimento das plantas em condições de baixo P disponível. Além de aumentar a disponibilidade de P para as plantas, essas bactérias podem reduzir a necessidade de fertilizantes químicos, promovendo uma agricultura sustentável e eficiente no manejo de recursos não renováveis como o P.
Efectos del estrés termico sobre genotipos de maíz palomero (Zea mays l. Everta). Análisis de su etapa inicial de desarrollo en altas temperaturas.
(2024) Ivan Mateo, Espitia Navarrete
Estudios que abordan el estrés de choque térmico por altas temperaturas son imperativos para entender cómo los cultivos agrícolas, incluyendo la variedad de maíz palomero (Zea mays L. Everta) responden contra el aumento de la temperatura en el ambiente. La compresión de estos efectos es crucial para desarrollar estrategias de manejo y mejoramiento genético más eficaces, velando por la seguridad y productividad de cultivos frente a condiciones climáticas adversas. Frente a esto, este trabajo tuvo como objetivo evaluar los efectos morfológicos y fisiológicos bajo condiciones de temperatura supra-óptima de diez linajes de maíz palomero obtenidos del banco de germoplasma de la UENF durante las etapas iniciales de desarrollo, con el objetivo de indicar genotipos que presenten un desempeño superior para programas de mejoramiento genético. En el laboratorio de tecnología de semillas de la UENF, fueron conducidos los experimentos para la evaluación de los diez linajes, las cuales fueron cultivadas en BODs bajo condiciones controladas de luz (12 horas de luz y 12 horas de oscuridad) durante un periodo de 15 días. Además, las plántulas fueron sometidas a dos condiciones térmicas, siendo 30°C, considerada como temperatura de control (C) y a 45°C, siendo esta la condición de temperatura supra óptima (TS). Se realizaron 4 repeticiones por cada linaje, donde la parcela se constituyó de una planta cultivada por tubo. fueron analizadas las características de pigmentos foliares, siendo el índice relativo de clorofila (SPAD), contenido foliar de antocianinas (Anth) y flavonoides (Flv); así como la evaluación de características morfológicas, siendo el área del sistema radicular y aéreo (AF y AR), así como su peso seco aéreo y radicular (PSA e PSR); mientras que las características de intercambio gaseoso, fueron mensuradas la transpiración (e), la tasa de fotosíntesis (A) y la conductancia estomática (gs); fue medida la eficiencia fotoquímica de cada plántula de maíz palomero (Fv/ Fm). En base a los datos colectados de las características evaluadas fue realizado un análisis de varianza conjunta, individual y de agrupamiento de medias. Además, fue conducido un análisis de componentes principales (ACP). Los análisis de varianza relevaron que las variables de características foliares, AR, A e gs presentaron diferencias significativas em la condición de control (C). En la condición de estrés térmico (TS), las variables SPAD, Fv/Fm, PSA, PSR y gs presentaron una diferencia significativa. En el análisis de conjunta, las variables FA y Anth no presentaron una diferencia significativa para la fuente de variación G, todas las variables a excepción de e presentaron diferencias significativas para la fuente de variación T, las variables AF, PSA, PSR y Anth presentaron diferencias significativas para las fuentes de variación de la interacción G*T. Los índices de SPAD presentaron una reducción del 61,28%, mientras que las concentraciones de Flv e Anth aumentaron en un 84,74% y 164,56%, respecto a Fv/Fm, hubo una reducción del 39,13% mientras que para sus características morfológicas AF y AR presentaron una drástica disminución del 81,47% y 79,56%, mientras que PSA y PSR se redujeron en un 85,71% y 66,67%; el intercambio gaseoso presento una reducción del 65,97% en A y 47,95% en gs, mientras que E mostro un aumento del 7,06%. Adicionalmente, se identificó que los linajes L54, L76 y L688 fueron los linajes con mayor desempeño de acuerdo con las características evaluadas bajo las condiciones C y TS. Estos resultados sugieren que los genotipos con mayor tolerancia poseen un potencial para ser usados en programas de mejoramiento vegetal visando garantizar la sustentabilidad de la productividad en cultivos de maíz palomero, por medio del desarrollo de híbridos.
Avaliação do potencial de bioprecipitação de carbonato de cálcio por bactérias endolíticas da antártica para aplicação na área de cosmética.
(2024) Arcila, Susana Patricia Lotero
O carbonato de cálcio é um composto químico de fórmula CaCO₃, amplamente utilizado em diversas indústrias devido às suas propriedades e versatilidade. O carbonato de cálcio pode ser obtido por extração de depósitos naturais ou também por processos de carbonatação. Outra forma interessante de obter carbonato de cálcio é através da bioprecipitação. Diferentes formas de vida conseguem induzir a formação de minerais, secretando substâncias que atuam como catalisadores ou nucleadores para sua formação. As bactérias endolíticas são microrganismos que possuem a capacidade de viver e proliferar no interior de rochas e minerais, onde podem decompor e extrair nutrientes da matriz mineral. Essas características lhes conferem um grande potencial para precipitar diversos minerais, como o carbonato de cálcio. O uso de amostras e bactérias da Antártica é especialmente importante devido às condições extremas do ambiente, que podem revelar organismos únicos com capacidades biotecnológicas excepcionais. Nesse sentido, o objetivo deste trabalho foi avaliar a capacidade das bactérias isoladas de três diferentes amostras de rocha, coletadas em diferentes locais na Antártica: 1) Pedras coletadas em Fumarole Bay (FB), Ilha Deception; 2) Pedras coletadas em Ulmann Point (UP); 3) Pedras coletadas no Refúgio, ambas na Ilha Rei George; para precipitar carbonato de cálcio, bem como avaliar os cristais produzidos, visando sua aplicação na área de cosméticos. Para isso, foram realizados ensaios de triagem qualitativa para selecionar potenciais bactérias indutoras da precipitação de carbonato de cálcio, utilizando meios de cultivo contendo indicadores de pH: 1) Meio padrão B4; 2) Meio ácido B4 tamponado a pH 7; 3) Meio alcalino B4 tamponado a pH 8,2. No total, foram isoladas 48 bactérias, das quais 45 apresentaram formação de cristais. Para determinar a capacidade de bioprecipitação do carbonato de cálcio, foi visualizada a formação de cristais na superfície das colônias com a ajuda do estereomicroscópio. Além disso, para confirmar a presença de carbonato nos cristais formados pelas 45 bactérias, foi realizado um teste com ácido clorídrico (HCl). Este teste consistiu em adicionar algumas gotas de HCl sobre os cristais, o que resultou em efervescência ou borbulhamento devido à liberação de CO₂, confirmando assim a presença de carbonato. As 45 amostras testadas presentaram efervescência nos locais onde estavam localizados os cristais. Adicionalmente, foi realizado um teste para confirmar a presença de cálcio nos cristais formados. Para isso, foi utilizado o microscópio eletrônico de varredura (MEV), acoplado a um detector de espectroscopia de dispersão de energia (EDS). Este teste foi conduzido em 13 das amostras de cristais precipitadas por diferentes bactérias, confirmando a presença de cálcio nas regiões onde os cristais se formaram. Quanto à identificação das bactérias, o sistema MALDI Biotyper Sirius One e o Sistema VITEK® 2 COMPACT foram utilizados para identificar um total de 17 bactérias, confirmando que várias das 45 bactérias isoladas correspondiam à mesma espécie. Esse conjunto de análises e identificação permitiu caracterizar de maneira confiável a capacidade dessas bactérias de bioprecipitar carbonato de cálcio, com resultados promissores para sua possível aplicação na indústria cosmética.
Análise do potencial de biorremediação de fungos do Parque Nacional do Iguaçu frente a solos contaminados com atrazina.
(2024) Soares, Eduardo Augusto
O crescimento populacional tem gerado uma alta demanda por alimentos em escala global, resultando na necessidade de expandir a produção. Para garantir a segurança alimentar, há um aumento na área cultivada, o que, por consequência, leva ao uso intensificado de agrotóxicos. O Brasil, um dos maiores consumidores de agrotóxicos do mundo, enfrenta desafios decorrentes do uso intensivo desses produtos, como o esgotamento do solo, desmatamento e impactos na biodiversidade. Dentre eles está a atrazina, um agrotóxico altamente tóxico para o meio ambiente e com alta capacidade de acumulação no solo. Este cenário leva à necessidade de se desenvolver produtos e processos que diminuam os impactos ambientais. Desta forma, o objetivo do presente trabalho é avaliar o potencial dos fungos do Parque Nacional do Iguaçu no processo de biorremediação, de forma ex situ, de solo contaminado com atrazina, através da variação final do herbicida em relação a concentração inicial, isso em diferentes dias de inoculação dos fungos. O estudo envolveu a coleta e preparo de solo do Parque Nacional do Iguaçu, com a obtenção de cinco amostras de solo de três locais distintos. No laboratório, elas foram homogeneizadas, peneiradas para remover materiais estranhos e combinadas em uma única amostra composta. Os fungos Fusarium sp._GU e Fusarium sp._GW, pertencentes à Coleção de Cultura de Micro-organismos de Importância Biotecnológica e Ambiental (CCMIBA) da UNILA, caracterizados anteriormente e obtidos dos mesmos locais da presente coleta, foram usados no estudo de degradação da atrazina. Sete tratamentos foram realizados, incluindo cultivos com e sem atrazina e controles abióticos, com adição de atrazina nas concentrações de 10 e 100 mg/L. Posteriormente, os resíduos de atrazina no solo foram extraídos com acetona e analisados por HPLC. Além disso, para avaliar o potencial de biorremediação, a biomassa fúngica foi interagida com meio líquido com solo e atrazina, por sete dias. A biomassa foi medida após filtração e secagem do material, para comparação do crescimento entre os tratamentos. Porém, após sete dias de cultivo, não houve indicação de crescimento usando solo como única fonte de carbono, isto, tanto em meio líquido, contendo solo, quanto nas avaliações feitas diretamente no solo contaminado com o agroquímico. Neste segundo caso, ..... A eficiência da biodegradação fúngica parece depender amplamente das condições do ambiente, sendo mais eficaz em meios sólidos, para otimizar o processo, é necessário adicionar nutrientes, pois a atrazina sozinha não sustenta o crescimento fúngico. Estudos in situ são importantes para confirmar a eficiência dos fungos em ambientes reais, possibilitando a recuperação mais rápida de solos contaminados e beneficiando os agricultores e o próprio meio ambiente.
Avaliação da comunidade microbiana presente em digestatos produzidos em digestores anaeróbios a partir de diferentes resíduos suínos.
(2024) Maia, João Victor Pessoa
Diante dos desafios globais relacionados às mudanças climáticas e à escassez de recursos energéticos não renováveis, a exploração de fontes de energia sustentáveis é de fundamental importância na busca por fontes renováveis como o biometano. Este gás renovável é obtido a partir da conversão de resíduos orgânicos, oferecendo uma solução inovadora para atender às crescentes demandas energéticas e, ao mesmo tempo, reduzir o impacto ambiental. O digestato, um subproduto da biodigestão de resíduos orgânicos, é transformado em um biofertilizante inodoro e isento de microrganismo prejudiciais. Isso não apenas enriquece o solo, mas também promove a proliferação de bactérias fixadoras de nitrogênio, beneficiando a agricultura sustentável. Este trabalho teve como objetivo avaliar o potencial biofertilizante de amostras provenientes de dois biorreatores anaeróbios: o BLC (carcaça suína + efluente suíno) e o CSTR (efluente suíno). As análises físico-químicas e microbiológicas, bem como a avaliação da diversidade microbiana, mostraram diferenças entre os digestatos. O BLC apresentou maior diversidade microbiana, com índices de Shannon (7,6) e Simpson (0,9955), sugerindo que a presença de carcaça suína favoreceu o desenvolvimento de uma comunidade mais equilibrada e diversa, essencial para a produção de um biofertilizante. Espécies benéficas, como Bacillus sp. (2,2%), Paenibacillus sp. (1,5%) e Pseudomonas sp. (1,9%), foi encontradas em maiores quantidades no BLC, desempenhando funções importantes na promoção do crescimento vegetal, fixação de nitrogênio e solubilização de fósforo. No CSTR, embora as mesmas espécies estivessem presentes, suas proporções foi menores. A abundância de Methanoculleus no BLC (25,38%) foi maior que no CSTR (1-3%), devido à maior produção de hidrogênio e CO₂ no primeiro, destacando o papel fundamental dessas arqueias na produção de biogás. Além disso, o controle do pH mostrou-se crucial para maximizar a eficiência microbiana e garantir a qualidade do biofertilizante. Os resultados indicam que o digestato do BLC possui maior potencial como biofertilizante, com alta diversidade microbiana e gêneros promotores de crescimento. Entretanto, mais estudos são necessários para compreender a microbiota associada à biodigestatos em processos de digestão anaeróbios utilizando resíduos suínos.
Evaluación del efecto de biofertilizantes de microorganismos eficientes y Vermicompost en el cultivo de maíz (Zea mays L.).
(2024) Toledo Perez, Natalia Rubi
Los fertilizantes químicos se utilizan ampliamente en la agricultura para aumentar la producción de alimentos; sin embargo, su uso excesivo ha generado preocupaciones sobre los efectos negativos en la salud y el medio ambiente. Por ello, se han adoptado estrategias para mitigar estos impactos y fomentar prácticas agrícolas más sostenibles. En este contexto, los biofertilizantes han ganado relevancia, ya que promueven la biodiversidad y reducen la dependencia de insumos químicos. Estos fertilizantes contienen microorganismos vivos que, al ser aplicados en semillas, plantas o suelo, colonizan la rizosfera o el interior de las plantas, facilitando su crecimiento al mejorar la disponibilidad de nutrientes esenciales. Este trabajo tuvo como objetivo evaluar la eficiencia de biofertilizantes basados en microorganismos eficientes (EM) y vermicompost (Vc) en el cultivo de maíz (Zea mays L.). Se prepararon los EM a partir de hojarasca forestal fermentada y se obtuvo vermicompost para su posterior aplicación en el maíz desde la etapa vegetativa VE hasta V5. Se evaluaron los parámetros agronómicos: altura, tamaño de raíz, peso fresco y seco de la parte aérea y la raíz, y la concentración de clorofila, utilizando el test ANOVA – test Scott-Knott al nivel de significación de 0,05 utilizando el software estadístico Sisvar. Los resultados estadísticos indican que el vermicompost y la combinación de EM con vermicompost mejoraron significativamente el crecimiento aéreo, peso fresco aéreo, peso seco raíz y peso seco aéreo, mientras que no se observaron diferencias significativas en el crecimiento y peso fresco de la raíz. Se demostró que el vermicompost fue el tratamiento más efectivo, debido a su capacidad de retener agua y su rica comunidad microbiana. Aunque la combinación de EM y Vc no mostró mayores beneficios, se sugiere que la competencia entre microorganismos podría haber limitado su efectividad, subrayando la importancia de estudiar las interacciones microbianas en el uso de biofertilizantes.

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