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???metadata.dc.type???: Tese
Title: Análises moleculares de linhagens de Bacillus e Brevibacillus spp., isolados da Amazônia brasileira, ativas contra Aedes aegypti, Linnaeus, 1762
Other Titles: Molecular analysis of strains of Bacillus and Brevibacillus spp., isolated from the Brazilian Amazon, active against Aedes aegypti, Linnaeus, 1762
???metadata.dc.creator???: Katak, Ricardo de Melo 
???metadata.dc.contributor.advisor1???: Tadei, Wanderli Pedro
First advisor-co: Roque, Rosemary Aparecida
Second Advisor-co: Souza, Antonia Queiroz Lima de
???metadata.dc.contributor.referee1???: Souza Neto, Jayme Augusto
???metadata.dc.contributor.referee2???: Oliveira, Luiz Antonio
???metadata.dc.contributor.referee3???: Picanço, Neila Soares
???metadata.dc.contributor.referee4???: Oliveira, Hugo Valério Corrêa
???metadata.dc.description.resumo???: O mosquito Aedes aegypti é considerado o vetor primário de muitos arbovírus causadores de doenças como a dengue, chikungunya e zika. Os problemas ocasionados por este vetor são imensuráveis, sendo necessárias novas estratégias de controle para amenizar os impactos na saúde pública. As bactérias do gênero Bacillus e Brevibacillus, constituem-se como principais microrganismos entomopatogênicos utilizados no controle destes mosquitos. Considerando a diversidade metabólica e genética destas bactérias, o presente estudo, objetivou avaliar o potencial químico e biológico das bactérias do gênero Bacillus e Brevibacillus, isolados de diferentes ambientes amazônicos, com toxicidade para as larvas de A. aegypti. Foram isoladas 143 linhagens de bacilos nos meios de cultivo (NA, LB e ISP2) por meio do choque térmico, no qual foi caracterizado por coloração de Gram, sendo encontrados 136 bacilos gram positivos e sete gram negativos. Por meio dos clusters do perfil fenotípico foram selecionadas 77 linhagens como representantes e identificadas pela sequência do gene 16S rRNA, sendo encontrado seis gêneros bacterianos como, Bacillus, Brevibacillus, Achromobacter, Serratia, Klebsiella e Brevundimonas. As 77 linhagens caracterizadas foram testadas em bioensaios seletivos contras larvas de A. aegypti, das quais 21 (27.2%) apresentaram atividade larvicida. As linhagens que apresentaram toxicidade acima de 50% foram utilizadas para os bioensaios das frações do sobrenadante e do pellet das culturas bacterianas por meio de bioensaios seletivos e quantitativos. Em relação aos valores da CL50 e CL90 das linhagens ativas (SPa07NA-Br. halotolerans e SX15LB-B. safensis) na fração do sobrenadante (SUP), não foi observado diferença estatística significativa (p>0.05) quando comparadas com a cepa padrão Bti BR101NA, nos intervalos de 24, 48 e 72 horas. Os resultados do pellet não autoclavado (PEL) em 48h mostraram que a linhagem SBC13LB-B. thuringiensis obteve valor de CL50 (0.004 mg/l) menor que o da cepa padrão Bti BR101NA (0.008 mg/l), sendo verificado diferença estatística significativa (p = 0.05), mostrando maior toxicidade. Considerando os resultados do pellet autoclavado + sobrenadante (APEL+SUP), as linhagens SP06LB-B. thuringiensis e SPa22LB-B. safensis não apresentaram diferenças estatísticas significativa (p>0.05) quando comparado com a cepa padrão Bti BR101NA nos intervalos de 24, 48 e 72h. Os resultados do pellet autoclavado (APEL), mostraram que a linhagem SPa22LB-B. safensis não apresentou diferença estatística significativa entre os valores de CL50 e CL90 nos intervalos de 24, 48 e 72h. As linhagens ativas nas frações do sobrenadante (SUP) e do pellet (PEL) foram utilizadas para o estudo de metabólitos secundários, no qual duas linhagens (SPa07NA-Br. halotolerans e SX15LB-B. safensis) apresentaram toxicidade nos extratos obtido do sobrenadante (SUP). A linhagem SPa07NA apresentou maior toxicidade na CL50 e CL90 sendo verificado diferença estatística significativa (p<0.05) nos intervalos de 24, 48 e 72h. O estudo dos metabólitos da linhagem SPa07NA-Br. halotolerans, permitiu o rastrear os metabólitos ativos nos extratos. Os resultados obtidos pela inserção direta em espectrometria de massas por ionização em electrospray mostraram que durante os 10 dias de cultivo das linhagens não foram observadas mudanças nos íons, mas sim a prevalência de íons majoritários. Além disso, a atividade biológica contra as larvas de A. aegypti não apresentaram diferenças significativas. A técnica de padronização de isolamento por HPLC semipreparativo aliados com os ensaios biológicos e fracionamento permitiram obter três frações e 12 subfrações ativas para as larvas. O perfil químico dos extratos de metabólitos das linhagens promissoras necessita de estudos complementares que podem ser realizados em trabalhos futuros a fim de caracterizar e elucidar as moléculas ativas. Além dos estudos dos metabólitos, foi avaliado o comportamento antagônico de duas cepas ativas que apresentaram atividade larvicida somente no pellet (PEL). Os estudos do potencial das linhagens GD02.13NA-B. toyonensis e SBC13NA-B. thuringiensis mostraram resultados semelhantes a cepa padrão Bti BR 101, no qual foi evidenciado colonização bacteriana nas partes da cabeça e tronco das larvas, e amplificação positiva para os genes Cry4 e Chi com potencial para produção de enzimas quitinases. Dessa forma, considera-se que as linhagens isoladas apresentam potencial para produção de metabólitos primários e secundários para diversas estratégias de controle para esses mosquitos.
Abstract: The Aedes aegypti mosquito is considered the primary vector of many arboviruses that cause diseases such as dengue, chikungunya and Zika. The problems caused by this vector are immeasurable, and new control strategies are needed to mitigate the impacts on public health. Bacillus and Brevibacillus genus bacteria are the main entomopathogenic microorganisms used to control these mosquitoes. Considering the metabolic and genetic diversity of these bacteria, this study aimed to evaluate the chemical and biological potential of bacteria of the genus Bacillus and Brevibacillus, isolated from different Amazonian environments, with toxicity to A. aegypti. One hundred and forty three strains of bacilli were isolated in the culture media (NA, LB and ISP2) by means of heat shock, which was characterized by Gram stain, with 136 gram positive and seven gram negative bacilli found. Through the clusters of the phenotypic profile, 77 strains were selected as representatives and identified by the 16S rRNA gene sequence, being found six bacterial genera such as Bacillus, Brevibacillus, Achromobacter, Serratia, Klebsiella and Brevundimonas. The 77 characterized lines were tested in selective bioassays against A. aegypti, of which 21 (27.2%) had larvicidal activity. The strains that showed toxicity above 50% were used for bioassays of the supernatant and pellet fractions of bacterial cultures by means of selective and quantitative bioassays. Regarding the LC50 and LC90 values of the active strains (SPa07NA-Br. halotolerans and SX15LB-B. safensis) in the supernatant fraction (SUP), no statistically significant difference was observed (p>0.05) when compared to the standard Bti strain BR101NA, at intervals of 24, 48 and 72 hours. The results of the non-autoclaved pellet (PEL) at 48h showed that the SBC13LB-B. thuringiensis strain obtained a LC50 value (0.004 mg/l) lower than that of the standard strain Bti BR101NA (0.008 mg/l), with a statistically significant difference (p = 0.05), showing greater toxicity. Considering the results of autoclaved pellet + supernatant (APEL+SUP), the strains SP06LB-B. thuringiensis and SPa22LB-B. safensis did not show statistically significant differences (p>0.05) when compared to the standard Bti BR101NA strain at intervals of 24, 48 and 72h. The results of the autoclaved pellet (APEL) showed that the strain SPa22LB-B. safensis did not present statistically significant difference between the values of LC50 and LC90 in the intervals of 24, 48 and 72h. The active strains in the supernatant (SUP) and pellet (PEL) fractions were used for the study of secondary metabolites, in which two strains (SPa07NA-Br. halotolerans and SX15LB-B. safensis) showed toxicity in the extracts obtained from the supernatant ( SUP). The SPa07NA strain showed greater toxicity in LC50 and LC90, with a statistically significant difference (p<0.05) at intervals of 24, 48 and 72h. The study of metabolites of the SPa07NA-Br. halotolerans strain, allowed the tracking of active metabolites in the extracts. The results obtained by direct insertion in electrospray ionization mass spectrometry showed that during the 10 days of culture of the strains, no changes in the ions were observed, but the prevalence of major ions was observed. Furthermore, the biological activity against A. aegypti did not show significant differences. The isolation standardization technique by semi-preparative HPLC combined with biological assays and fractionation allowed obtaining three fractions and 12 active subfractions for the larvae. The chemical profile of metabolite extracts from promising strains needs further studies that can be carried out in future work in order to characterize and elucidate the active molecules. In addition to metabolite studies, the antagonistic behavior of two active strains that showed larvicidal activity only in the pellet (PEL) was evaluated. Studies of the potential of GD02.13NA-B. toyonensis strains and SBC13NA-B. thuringiensis showed similar results to the standard Bti BR 101 strain, in which bacterial colonization in the larvae's head and trunk was evidenced, and positive amplification for Cry4 and Chi genes with potential for production of chitinase enzymes. Thus, it is considered that the isolated strains have the potential to produce primary and secondary metabolites for different control strategies for these mosquitoes.
Keywords: Amazon microbiota
Biological control
Arbovírus
Aedes aegypti
Entomopathogenic microorganisms
???metadata.dc.subject.cnpq???: CIÊNCIAS BIOLÓGICAS
???metadata.dc.subject.user???: Microbiota Amazônica
Metabólitos
Antagonismo
Controle biólogico
Language: por
???metadata.dc.publisher.country???: Brasil
Publisher: Universidade Federal do Amazonas
???metadata.dc.publisher.initials???: UFAM
???metadata.dc.publisher.department???: Instituto de Ciências Biológicas
???metadata.dc.publisher.program???: Programa de Pós-Graduação em Biotecnologia
Citation: KATAK, Análises moleculares de linhagens de Bacillus e Brevibacillus spp., isolados da Amazônia brasileira, ativas contra Aedes aegypti, Linnaeus, 1762. 2020. 118 f. Tese (Doutorado em Biotecnologia) - Universidade Federal do Amazonas, Manaus, 2020.
???metadata.dc.rights???: Acesso Aberto
URI: https://tede.ufam.edu.br/handle/tede/8330
Issue Date: 28-Aug-2020
Appears in Collections:Doutorado em Biotecnologia

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