Orientador: Laura Maria Mariscal Ottoboni

Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia

Resumo: O conhecimento acerca da diversidade microbiana associada a ambientes de mina é limitado, apesar da importância que alguns micro-organismos podem ter no processo de biolixiviação e biorremediação ambiental. Adicionalmente, micro-organismos que vivem em condições inóspitas, como os diferentes...

Resumo: O conhecimento acerca da diversidade microbiana associada a ambientes de mina é limitado, apesar da importância que alguns micro-organismos podem ter no processo de biolixiviação e biorremediação ambiental. Adicionalmente, micro-organismos que vivem em condições inóspitas, como os diferentes ambientes de mina, vêm despertando interesse cada vez maior por possuírem enzimas de interesse industrial. Neste sendido, a análise da biodiversidade funcional e estrutural de micro-organismos presentes em ambientes de mina é de fundamental importância para entender a estrutura e a complexidade das comunidades microbianas em ambientes extremos. Neste trabalho a diversidade microbiana foi analisada em diversos ambientes da mina de cobre do Sossego, localizada em Canaã dos Carajás, sudeste do Pará por abordagens dependentes e independentes de cultivo. A composição taxonômica associada a ambientes da mina do Sossego: taludes (estruturas geotécnicas) e entorno da drenagem dos depósitos de Sossego (T-SO1, T-SO2, ED-SO1, ED-SO2) e Sequeirinho (T-SE1, T-SE2, ED-SE1, ED-SE2) foi avaliada por pirosequenciamento do gene de rRNA 16S. Os resultados indicaram que a comunidade de bactérias de talude é distinta do entorno da drenagem e o conteúdo de matéria orgânica e maior disponibilidade de água foram os principais fatores para as diferenças. Os principais táxons responsáveis pelas diferenças foram Acidobacteria, Chloroflexi, Gammaproteobacteria e Firmicutes. Por meio de técnicas dependentes de cultivo, 64 bactérias heterotróficas foram isoladas a partir das amostras SO5, SO6, SO7 e SO9. Estes isolados foram identificados e avaliados quanto à capacidade de produção de enzimas (hidrolases, monoxigenases, sulfoxidases e betalactamase) e compostos (sideróforos, biossurfactantes e antimicrobianos). Foram identificadas bactérias afiliadas aos seguintes gêneros: Acidovorax, Acinetobacter, Brevundimonas, Cupriavidus, Curtobacterium, Kocuria, Lysinibacillus, Pseudomonas, Roseomonas, Ralstonia, Stenotrophomonas e Bacillus, sendo o último respresentado por 43 isolados. Com relação à triagem funcional, 95% das bactérias foram capazes de produzir sideróforos, 58% biossurfactantes, 69% betalactamases, 50% antimicrobianos, 53% proteases, 75% esterases, 20% monoxigenases e três isolados (SO5.4, SO5.9 e SO6.2) apresentaram oxidação seletiva para sulfetos orgânicos. A partir de amostras de drenagem (SO5, SO6 e SO7) foram obtidos consórcios de micro-organismos oxidantes de ferro. Estes consórcios foram testados com relação à capacidade de biolixiviação da calcopirita e foram mais eficientes para a dissolução do cobre do que Acidithiobacillus ferrooxidans LR. A identificação dos micro-organismos presentes nos consórcios foi realizada por eletroforese em gel de gradiente desnaturante (DGGE) e as bandas mais evidentes foram classificadas em Bacillus sp., Delftia sp., Phenylobacterium sp. e Methylobacterium sp. A comunidade de bactérias na mina de cobre do Sossego foi diversa e complexa. Estes resultados mostram um inventário da microbiota em diferentes ambientes da mina do Sossego e as enzimas e compostos obtidos destas bactérias poderão ser utilizadas em processos e tecnologias que permitam a recuperação de metais, como a biolixiviação e biorremediação ou em outras aplicações industriais

Abstract: The knowledge concerning microbial diversity associated with mine environments is limited, despite the importance that some microorganisms can have on environmental bioremediation and bioleaching process. Additionally, microorganisms that live in inhospitable conditions, such as different...

Abstract: The knowledge concerning microbial diversity associated with mine environments is limited, despite the importance that some microorganisms can have on environmental bioremediation and bioleaching process. Additionally, microorganisms that live in inhospitable conditions, such as different mine environments, have attracted growing interest because they could have enzymes with industrial applications. In this way, structural and functional biodiversity analysis in mine environments is an important issue to understand the structure and complexity of the microbial communities in extreme environments. The present work shows a microbial diversity analyses in some cooper mine environments of Sossego Mine localized in Canaã dos Carajás mineral province, Pará state, Brazil. The bacterial taxonomic composition associated with Sossego cooper mine: slopes (geotechnical structures) and surrounding drainage of Sossego and Sequeirinho deposits was evaluated using pyrosequencing of 16S rRNA gene. The results indicated slope bacterial community differs from surrounding drainage and organic matter content and higher water availably were the main factors of these differences. The foremost taxons accountable by those differences were Acidobacteria, Chloroflexi, Gammaproteobacteria and Firmicutes. Sixty four bacteria were isolated using culture-dependent methods from SO5, SO6, SO7 and SO9 samples. These bacteria were identified and evaluated concerning the capability of enzyme production (hydrolase, betalactamase, monooxygenase and sulphoxidases) and compounds (siderophore, biosurfactants and antimicrobials). It was identified bacteria related with the followed genera: Acidovorax, Acinetobacter, Brevundimonas, Cupriavidus, Curtobacterium, Kocuria, Lysinibacillus, Pseudomonas, Roseomonas, Ralstonia, Stenotrophomonas and Bacillus, the last one showed 43 isolates. In relation with functional screening, 95% of bacteria were capable to produce siderophores, 58% to produce biosurfactants, 69% betalactamases, 50% antimicrobials, 53% proteases, 75% sterases, 20% monooxygenases and three strains (SO5.4, SO5.9 and SO6.2) exhibited selective oxidation for organic sulphides. Iron oxidizing microorganism consortia were obtained from drainage samples and were tested according with its ability for bioleaching of chalcopyrite. The consortia obtained from SO5, SO6, and SO7 samples were more efficient than Acidithiobacillus ferrooxidans LR regarding bioleaching of copper from chalcopyrite. The identification of microorganism presented in the consortia was performed using DGGE technique and the more evident bands were classified as Bacillus sp., Delftia sp., Phenylobacterium sp. and Methylobacterium sp. The bacterial community in Sossego cooper mine was diverse and complex. These results showed a microbiota inventory in distinct mine environments and enzymes and compounds obtained from those bacteria could be used in new processes and technologies that allow to recovery metals as bioleaching, bioremediation or others industrial applications