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https://ri.ufs.br/jspui/handle/riufs/24114| Tipo de Documento: | Tese |
| Título: | Bioprospecção de bactérias halotolerantes de ambientes litorâneos do estado de Sergipe para biocontrole de fitopatógenos e promoção de crescimento vegetal |
| Título(s) alternativo(s): | Bioprospection of halotolerant microorganisms from coastal environments in the state of Sergipe for biocontrol of phytopathogens and promotion of plant growth |
| Autor(es): | Santos, Jéssica Silva |
| Data do documento: | 25-Jul-2025 |
| Orientador: | Fernandes, Roberta Pereira Miranda |
| Coorientador: | Gagliardi, Paulo Roberto |
| Resumo: | Microrganismos halotolerantes possuem mecanismos adaptativos que os tornam fontes promissoras de compostos bioativos com potencial biotecnológico. No contexto agrícola, esses microrganismos destacam-se pelo papel na promoção do crescimento vegetal e no controle de fitopatógenos. Esta tese teve como objetivo a prospecção, caracterização e avaliação funcional de microrganismos halotolerantes oriundos de ambientes litorâneos do estado de Sergipe, Brasil, com foco em aplicações sustentáveis na agricultura. No primeiro capítulo, foram isoladas 89 bactérias de dunas, restingas e apicuns, das quais oito apresentaram atividade antifúngica significativa. Os isolados selecionados exibiram perfil halotolerante, com crescimento viável em até 20% de NaCl, além de tolerância a múltiplos estresses abióticos, como variações de pH, temperaturas elevadas (até 55 °C), presença de polietilenoglicol e exposição a metais pesados. Destacaram-se os isolados RT242, RT241 e AP245, com maior desempenho frente ao estresse salino, mantendo crescimento, viabilidade celular e formação de biofilme. Do ponto de vista funcional, todos os isolados apresentaram ao menos uma atividade promotora de crescimento vegetal (PCV), incluindo produção de ácido indolacético, solubilização de fosfato, fixação de nitrogênio e síntese de enzimas extracelulares. Em condições salinas, os isolados AP245 e RT241 promoveram aumento significativo do crescimento inicial de plântulas de alface, especialmente no desenvolvimento radicular. Em experimentos em casa de vegetação, os isolados RT242, RT241 e AP245 estimularam significativamente a biomassa e a produção de pigmentos fotossintéticos. A análise multivariada confirmou a associação positiva entre esses isolados e os parâmetros morfofisiológicos das plantas. A identificação filogenômica revelou elevada similaridade com espécies do gênero Bacillus, como B. velezensis, B. stercoris e B. safensis. A análise integrada de Bonitur destacou o isolado RT242 como o mais promissor. No segundo capítulo, foi caracterizada uma nova cepa halotolerante do gênero Streptomyces (DN246), isolada de dunas. A cepa demonstrou múltiplas características associadas à promoção do crescimento vegetal e ao biocontrole de fitopatógenos, incluindo produção de ácido indolacético, solubilização de fosfato, fixação de nitrogênio e expressão de enzimas extracelulares como celulase, quitinase e lipase. Em ensaios in vitro, DN246 inibiu significativamente o crescimento de fungos fitopatogênicos, com destaque para Alternaria alternata (74% de inibição), além de reduzir a germinação de esporos e o crescimento de bactérias fitopatogênicas, especialmente Xanthomonas arboricola pv. pruni. O sobrenadante livre de células da cepa manteve atividade antifúngica por até 96 horas e apresentou efeito dose-dependente, com CMI de 100 mg/mL para A. alternata e 15 mg/mL para X. arboricola, reduzindo também a formação de biofilme e a viabilidade celular de forma significativa. Em bioensaios com Brassica oleracea, a inoculação com DN246 resultou em aumento significativo do peso fresco e do crescimento radicular das plântulas. Os resultados obtidos nesta tese evidenciam que ambientes litorâneos abrigam microrganismos com potencial para o desenvolvimento de bioinsumos agrícolas. |
| Abstract: | Halotolerant microorganisms possess adaptive mechanisms that make them promising sources of bioactive compounds with biotechnological potential. In the agricultural context, these microorganisms stand out due to their role in promoting plant growth and controlling phytopathogens. This thesis aimed to prospect, characterize, and functionally evaluate halotolerant microorganisms from coastal environments in the state of Sergipe, Brazil, with a focus on sustainable agricultural applications. In the first chapter, 89 bacteria were isolated from dunes, restingas, and apicuns, of which eight exhibited significant antifungal activity. The selected isolates demonstrated halotolerant profiles, with viable growth in up to 20% NaCl, as well as tolerance to multiple abiotic stresses such as pH variations, high temperatures (up to 55 °C), polyethylene glycol exposure, and heavy metals. Isolates RT242, RT241, and AP245 stood out for their superior performance under saline stress, maintaining growth, cell viability, and biofilm formation. Functionally, all isolates presented at least one plant growth-promoting (PGP) activity, including indole-3-acetic acid production, phosphate solubilization, nitrogen fixation, and extracellular enzyme synthesis. Under saline conditions, isolates AP245 and RT241 significantly enhanced early growth of lettuce seedlings, particularly root development. Greenhouse experiments demonstrated that isolates RT242, RT241, and AP245 significantly stimulated biomass and photosynthetic pigment production. Multivariate analysis confirmed positive associations between these isolates and plant morphophysiological parameters. Phylogenomic identification revealed high similarity with species of the genus Bacillus, including B. velezensis, B. stercoris, and B. safensis. Integrated Bonitur analysis highlighted isolate RT242 as the most promising. In the second chapter, a new halotolerant Streptomyces strain (DN246), isolated from dunes, was characterized. This strain exhibited multiple traits associated with plant growth promotion and phytopathogen biocontrol, including production of indole-3-acetic acid, phosphate solubilization, nitrogen fixation, and expression of extracellular enzymes such as cellulase, chitinase, and lipase. In vitro assays showed that DN246 significantly inhibited the growth of phytopathogenic fungi, notably Alternaria alternata (74% inhibition), and reduced spore germination and growth of phytopathogenic bacteria, especially Xanthomonas arboricola pv. pruni. The cell-free supernatant maintained antifungal activity for up to 96 hours and showed a dose-dependent effect, with minimum inhibitory concentrations (MIC) of 100 mg/mL for A. alternata and 15 mg/mL for X. arboricola, also significantly reducing biofilm formation and cell viability. Bioassays with Brassica oleracea demonstrated that inoculation with DN246 resulted in significant increases in fresh weight and root growth of seedlings.The results obtained in this thesis demonstrate that coastal environments harbor microorganisms with potential for the development of agricultural bioinputs. |
| Palavras-chave: | Agrobiodiversidade Bactérias Metabolismo microbiano Sistemas de controle biológico Agricultura orgânica Crescimento (Plantas) Biotecnologia agrícola Controle biológico Halófilos Actinobactérias Agricultura regenerativa Bacteria Biological control Halophiles Actinobacteria Agricultural |
| área CNPQ: | CIENCIAS AGRARIAS |
| Agência de fomento: | Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES |
| Idioma: | por |
| Sigla da Instituição: | Universidade Federal de Sergipe (UFS) |
| Programa de Pós-graduação: | Pós-Graduação em Agricultura e Biodiversidade |
| Citação: | SANTOS, Jéssica Silva. Bioprospecção de bactérias halotolerantes de ambientes litorâneos do estado de Sergipe para biocontrole de fitopatógenos e promoção de crescimento vegetal. 2025. 85 f. Tese (Doutorado em Agricultura e Biodiversidade) — Universidade Federal de Sergipe, São Cristóvão, 2025. |
| URI: | https://ri.ufs.br/jspui/handle/riufs/24114 |
| Aparece nas coleções: | Doutorado em Agricultura e Biodiversidade |
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