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Master's Dissertation
DOI
Document
Author
Full name
Rosane Maria de Aguiar
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
Piracicaba, 1992
Supervisor
Title in Portuguese
Estudos de fatores que interferem no crescimento de cianobactérias de vida livre, fixadoras de nitrogênio, e o isolamento de mutantes espontâneos
Keywords in Portuguese
CIANOBACTERIAS
CRESCIMENTO
FIXAÇÃO BIOLÓGICA DE NITROGÊNIO
MUTANTES
SIMBIOSE
Abstract in Portuguese
Quatro espécies de cianobactérias, heterocistadas, fixadoras de nitrogênio: Westiellopsis yengarii, Nostoc punctiforme, Nostoc muscorum e Nostoc commune foram isoladas e clonadas a partir de solos de várzea da região Amazônica e dos tabuleiros irrigados cultivados com arroz do Vale do Paraíba, São Paulo. Uma espécie de Nostoc sp. ATCC 29133, isolada da raiz de Macrozamia lucida (Linnaeus), adaptada à regiões de clima temperado, foi utilizada neste trabalho como parâmetro de comparação entre cianobactérias de solos temperados e tropicais. As taxas de crescimento das cianobactérias foram avaliadas em termos do conteúdo de clorofila α em experimentos onde a temperatura, o pH, a salinidade e a concentração de fósforo foram variáveis. A temperatura ótima para o crescimento das cianobactérias de solo tropical variou entre 25° e 35°C e para Nostoc sp., de solo temperado, foi de 20°C; o pH ótimo para o crescimento foi igual a 7,9. O crescimento das cianobactérias em meio salino mostrou que N. muscorum apresentou a maior tolerância e Nostoc sp. foi a espécie mais sensível à concentração de 0,2M de NaCl, com reduções no crescimento iguais a 63% e 97%, em relação ao controle, respectivamente. O crescimento em meio de cultura deficiente em fósforo (P) mostrou que N. muscorum teve a menor redução no crescimento (52%), enquanto N. commune, a espécie mais sensível a deficiência de P, teve uma redução de 72%. Estimativas da fixação biológica do nitrogênio, às temperaturas de 20°, 25° e 35°C, através do método de redução do acetileno, indicaram uma baixa atividade da nitrogenase, no período amostral, que variou de 4,87 nmol em N. muscorum à 25°C a 0,88 nmol em Nostoc sp à 35°C. A temperatura ótima registrada para a atividade enzimática foi igual a 25°C. Mutantes espontâneos de N. punctirorme e N. muscorum foram obtidos a partir do crescimento em substâncias análogas ao L-glutamato (L-metionina-DL- sulfoximina, MSX) e à citosina (5'-fluorocitosina, 5FC), respectivamente, suplementados ao meio de cultura. Os clones resistentes foram testados juntamente com o tipo selvagem, sendo que a caracterização da mutação espontânea somente foi obtida para N. muscorum (+5FC¹R), em presença do análogo uracil, 5' Fluorouracil (5FU). Uma estimativa da atividade da nitrogenase mostrou que os mutantes espontâneos fixaram N₂ 2 a taxas mais elevadas que os respectivos tipos selvagens.
Title in English
Studies of factors that interfere in the growth of free living cyanobacteria, nitrogen fixers, and the isolation of spontaneous mutants
Abstract in English
Four species of nitrogen fixing heterocystous cyanobacteria: Westiellopsis yengarii, Nostoc punctiforme, Nostoc muscorum and Nostoc commune were isolated from soils of varzea (low floaded land) of the Amazon region and floaded rice fields inside the Valley Paraiba, São Paulo state. For the comparison the temperate soil species Nostoc sp - ATCC 29133, taken from the roots of Macrozamia lucida (Linnaeus) was also included in this study as a control of comparison between cyanobacteria from temperate and tropical soil. The growth rate of cyanobacteria were evaluated based on Clorophyll a content in one experiment where temperature, pH, salinity and phosphorous concentration were variable. The optimal temperature for growth of cyanobacteria from tropical region ranged from 25° to 35°C; and, for Nostoc sp around 20°C; the optimal pH for growth was equal to 7.9. Growth of cyanobacteria in saline medium showed that N. muscorum had greater tolerance and Nostoc sp was the species more sensitive to 0,2M of NaCl, with growth reduction of 63% and 97%, respectively. Growth on medium with phosphorous (P) deficiency showed that N. muscorum had a lower growth reduction (52%) while N. commune, the more sensitive specie to phosphorous deficiency had a 72% reduction in growth. Biological nitrogen fixation estimative at temperature of 20°; 25° and 35°C, using the acetylene reduction methods indicated an activity range for nitrogenase during the sampling period variable between 4,87 nmol C2H4μ g Cla-1 min-1 for N. muscorum at 25°C to 0,88 nmol C2H4μ g Cla-1 min-1 for Nostoc sp at 35°C. The optimal temperature for enzymatic activity was 25°C. Expontaneous mutants of N. punctiforme and N. muscorum were achieved when growing in culture medium suplemented with substance like L-glutamate (L-methionine-DL-sulphoximine-MSX) and cytosine (5'fluorocytosine, 5FC) respectively. Resistent clones were isolated, selected and tested at the same time wild type and the characterization of the expontaneous mutation was achieved only for N. muscorum in the presence of 5' fluorouracil (5FU). Nitrogenase activity estimative showed that expontaneous mutants N2 at a higher rate when compared to wild types.
 
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AguiarRosaneMaria.pdf (3.75 Mbytes)
Publishing Date
2019-08-22
 
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