Bioprospecção de actinomicetos marinhos com potencial biotecnológico para a promoção do crescimento de plantas
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Data
Autores
Orientador
Rigobelo, Everlon Cid 
Coorientador
Pós-graduação
Microbiologia Agropecuária - FCAV
Curso de graduação
Título da Revista
ISSN da Revista
Título de Volume
Editor
Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Tipo
Dissertação de mestrado
Direito de acesso
Acesso aberto
Resumo
Resumo (português)
Actinomicetos são bactérias filamentosas Gram-positivas caracterizadas por seu alto conteúdo de guanina e citosina (GC) no genoma. Esses microrganismos têm atraído considerável interesse científico devido à sua capacidade de produzir enzimas e metabólitos secundários com aplicações relevantes nos campos científico e industrial, particularmente no desenvolvimento de novos biocompostos. São organismos de vida livre e cosmopolitas, amplamente distribuídos em ambientes terrestres e aquáticos, e sua adaptabilidade permite que colonizem até mesmo os tecidos internos de plantas como endófitos. Seu uso na agricultura apresenta uma alternativa promissora e de baixo custo para reduzir a aplicação de fertilizantes químicos e pesticidas. Os benefícios fornecidos por essas bactérias podem incluir aumento da disponibilidade de nutrientes, produção de fitohormônios, desenvolvimento de brotos e raízes e a síntese de enzimas capazes de desintoxicar plantas de metais pesados. Para os procedimentos experimentais, cinco diferentes meios de cultura foram utilizados (ágar Czapek Dox, ágar Columbia, ágar Nutrient, ágar Tryptic Soy e ágar R2A) para isolar esses microrganismos, visando alcançar maior variabilidade de colônias. Foi realizada uma caracterização bioquímica, enzimática, morfológica e molecular utilizando critérios atualmente estabelecidos na literatura. Oito cepas de actinomicetos foram isoladas; a análise de biologia molecular identificou uma das cepas como pertencente ao gênero Microbacterium sp., e as demais como Streptomyces sp. A maioria dos isolados apresentou coloração creme, seguida de branca e laranja. Todos os isolados produziram ácido indol-3-acético (AIA), sendo o isolado SP180 o mais eficiente, atingindo 85,67 µg mL⁻¹. Em relação à solubilização de fosfato, a cepa SP80 apresentou o melhor desempenho, atingindo 40,04 µg mL⁻¹. Nos ensaios de fixação de nitrogênio, as cepas SP102 e SP115 produziram 0,12% de nitrogênio em meio de cultura isento de nitrogênio. Além disso, 3 das 8 cepas apresentaram resultado positivo para produção de sideróforos. Os isolados também apresentaram notável atividade antimicrobiana contra fitopatógenos de interesse agronômico, como Cercospora sp., Fusarium sp., Macrophomina sp. e Xanthomonas sp. Esses resultados indicam que os isolados são candidatos promissores para estudos posteriores em condições de casa de vegetação e campo, visando o desenvolvimento de formulações de biofertilizantes. O solo de manguezal de Cananéia, São Paulo, Brasil, demonstrou, por meio dos resultados obtidos, uma alta diversidade de actinomicetos com potencial biotecnológico de relevância industrial. Diante dos resultados obtidos, torna-se evidente a necessidade urgente da conservação integral dos ecossistemas de manguezal, devido à sua relevância ecológica e ao potencial biotecnológico associado à sua microbiota.
Resumo (inglês)
Actinomycetes are filamentous Gram-positive bacteria characterized by their high guanine and cytosine (GC) content in the genome. These microorganisms have attracted considerable scientific interest due to their ability to produce enzymes and secondary metabolites with relevant applications in scientific and industrial fields, particularly in the development of new biocompounds. They are free-living and cosmopolitan organisms, widely distributed in terrestrial and aquatic environments, and their adaptability allows them to colonize even the internal tissues of plants as endophytes. Their use in agriculture presents a promising and low-cost alternative to reduce the application of chemical fertilizers and pesticides. The benefits provided by these bacteria may include increased nutrient availability, phytohormone production, shoot and root development, and the synthesis of enzymes capable of detoxifying plants from heavy metals. For the experimentais procedures, five different culture media were used (Czapek Dox agar, Columbia agar, Nutrient agar, Tryptic Soy agar, and R2A agar) to isolate these microorganisms, aiming to achieve greater colony variability. A biochemical, enzymatic, morphological, and molecular characterization was carried out using criteria currently established in the literature. Eight actinomycete strains were isolated; molecular biology analysis identified one of the strains as belonging to the genus Microbacterium sp., and the others as Streptomyces sp. Most of the isolates presented a cream color, followed by white and orange. All isolates produced indole-3-acetic acid (IAA), with isolate SP180 being the most efficient, reaching 85.67 µg mL⁻¹. Regarding phosphate solubilization, strain SP80 showed the best performance, reaching 40.04 µg mL⁻¹. In nitrogen fixation assays, strains SP102 and SP115 produced 0.12% nitrogen in nitrogen-free culture medium. Moreover, 3 of the 8 strains tested positive for siderophore production. The isolates also showed notable antimicrobial activity against phytopathogens of agronomic interest such as Cercospora sp., Fusarium sp., Macrophomina sp., and Xanthomonas sp. These results indicate that the isolates are promising candidates for further studies in greenhouse and field conditions, aiming at the development of biofertilizer formulations. The mangrove soil of Cananéia, São Paulo, Brazil, demonstrated, through the results obtained, a high diversity of actinomycetes with biotechnological potential of industrial relevance. Given the results obtained, the urgent need for the full conservation of mangrove ecosystems becomes evident, due to their ecological relevance and the biotechnological potential associated with their microbiota.
Descrição
Palavras-chave
Actinomycetes, Secondary metabolites, Actinobacteria, Actinomycetes
Idioma
Inglês
Citação
PISMEL, J.A.R. - Bioprospecção de actinomicetos marinhos com potencial biotecnológico para a promoção do crescimento de plantas - 2025, 39f - Dissertação (Mestrado em Microbiologia Agropecuária) - Universidade Estadual Paulista "Júlio de Mesquita Filho", Jaboticabal, 2025.
