PRODUÇÃO DE EXOPOLISSACARÍDEOS POR BACTÉRIAS

XIII JORNADA DE ENSINO, PESQUISA E EXTENSÃO – JEPEX 2013 – UFRPE: Recife, 09 a 13 de dezembro.
PRODUÇÃO DE EXOPOLISSACARÍDEOS POR BACTÉRIAS
ASSOCIADAS A PLANTAS DE ATRIPLEX NUMMULARIA L.
Flaviana Gonçalves da Silva 1, Jesimiel Gomes Barbosa2, Ricardo Bento de Almeida3; Adijaiton José de Souza 2; Júlia
Kuklinsky-Sobral 4, Maria Betânia Galvão dos Santos Freire 4
Introdução
A maioria dos micro-organismos possuem a habilidade de sintetizar polissacarídeos e excretar polímeros solúveis ou
insolúveis, para fora das células, com várias funções. Os exopolissacarídeos (EPS) são definidos como polissacarídeos
extracelulares produzidos por alguns fungos e bactérias, os quais são encontrados ligados à superfície das células ou são
excretados para o meio (SEESURIYACHAN et al., 2012). Pensando na exploração desses micro-organismos,
principalmente as bactérias promotoras de crescimento vegetal, novos compostos de importância comercial, podem
ajudar no desenvolvimento de aplicações biotecnológicas na agricultura (SILVI et al., 2013).
A produção de EPS pelos os micro-organismos, interagindo com as plantas, podem auxiliar na sobrevivência do
vegetal em várias situações de estresses ambientais, como estresse salino, hídrico, variações de temperatura, entre
outros. Esse composto, possibilita a bactéria, aderência e colonização às superfícies sólidas onde os nutrientes se
acumulam, ressaltando ainda que o EPS envolve as membranas das células protegendo-as do dessecamento e outros
estresses ambientais, além de poder ajudar na fixação de minerais e nutrientes próximos a bactéria (BARRETO et al.,
2011; LIU et al., 2013).
Neste contexto, o estudo de bactérias produtoras de EPS é de suma importante, com a finalidade de encontrar novas
aplicações, representando fontes promissoras para exploração desses micro-organismos na interação solo/planta,
principalmente em ambientes salinos.
Portanto, objetivou-se avaliar a produção de exopolissacarídeo por bactérias promotoras de crescimento vegetal e
halotolerantes associadas a plantas de Atriplex nummularia L.
Material e métodos
O experimento foi realizado no Laboratório de Genética e Biotecnologia Microbiana (LGBM), da Unidade
Acadêmica de Garanhuns, UFRPE. As bactérias utilizadas para o teste de produção do exopolissacarídeo (EPS), foram
bioprospectadas em vários nichos (endófitos de raiz; folha; rizosfera; solo com e sem cultivo da planta/totalizando 51
bactérias) no experimento de plantas de Atriplex nummularia L., cultivadas em solo salino no perímetro irrigado de
Cachoeira II em Serra Talhada- PE.
A avaliação qualitativa da produção de exopolissacarídeo foi realizada da seguinte forma: Os isolados foram
cultivados em meio (TSA) 10%, e logo após realizou-se a inoculação de 5 µL do inoculo cultivado em discos de 5 mm
de diâmetro em meio de cultura modificado (20g de extrato de levedura; 15g de K2HPO4; 0,2 de MgSO4; 0,015g de
MnSO4; 0,015g de FeSO4; 0,03g de CaCl2; 0,015g de NaCl; 15g de Agar), e em seguida foi adicionando 10% da fonte
de carbono, a sacarose, em pH 7,3, sendo cultivadas em duas temperatura distintas: 28°C e 40°C. O experimento foi
realizado em triplicata. A produção qualitativa do EPS foi caracterizada visualmente pela presença ou ausência do halo
de produção do mesmo, caracterizando como positivo ou negativo. Logo em seguida, foi realizada a confirmação da
produção de EPS, coletando materias celulares das colônias bacterianas com alça de platina e colocando em um tubo
com 2 ml de álcool etílico. Quando o EPS precipita expressa produção positiva, enquanto que o meio turvo caracteriza a
produção negativa (KAVAMURA, 2012).
Resultados e Discussão
Observa-se na tabela 1, as linhagens positivas e negativas para a produção do EPS. Percebe-se que 30 isolados foram
positivos e 21 negativos nessa produção, em ambas as temperaturas (28 e 40°C). Em relação à produção e temperatura,
foi observada, a ligeira expressão de 90% das bactérias na temperatura de 40°C, com menos de 12 horas de cultivo,
enquanto que com 28°C, a produção dos isolados testados se expressou com 32 horas (Figura 1).
Nota-se ainda, que nos nichos de solo sem cultivo e rizoplano foram encontrados mais isolados positivos na produção
1
Mestranda do Programa de Pós-Graduação em Produção Agrícola, Unidade Acadêmica de Garanhuns, Universidade Federal Rural de
Pernambuco. Av. Bom Pastor, Bairro Boa Vista, Garanhuns, PE, CEP 55292-270. E-mail: [email protected]
2
Discente do curso de Agronomia, Unidade Acadêmica de Garanhuns, Universidade Federal Rural de Pernambuco. Av. Bom Pastor, Bairro Boa
Vista, Garanhuns, PE, CEP 55292-270.
3
Discente do curso de Zootecnia, Unidade Acadêmica de Garanhuns, Universidade Federal Rural de Pernambuco. Av. Bom Pastor, Bairro Boa
Vista, Garanhuns, PE, CEP 55292-270.
4
Docente do Programa de Pós-Graduação em Produção Agrícola, Unidade Acadêmica de Garanhuns, Universidade Federal Rural de Pernambuco.
Av. Bom Pastor, Bairro Boa Vista, Garanhuns, PE, CEP 55292-270.
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de EPS, comparando-se com os demais. No entanto de uma forma geral percebe-se a interação da bactéria com o solo/
planta.
Mediante as observações, acredita-se que as bactérias tenham sido induzidas a produzir o EPS mais rápido, por causa
do estresse da temperatura. A produção do EPS pode ajudar na sobrevivência das plantas, em diversos ambientes de
estresses, como salino, hídrico, temperatura e outros (BARRETO et al., 2011). Deste modo a bactéria produz essa
substância com a finalidade de proteger a planta destes estresses, beneficiando o seu crescimento e desenvolvimento,
principalmente em solos salinos, ao qual à Atriplex está sendo cultivada.
Portanto, pode ser ressaltado neste trabalho, a existência de bactérias halotolerantes que vivem associadas às plantas
de Atriplex, capazes de produzir EPS, ajudando diretamente na proteção deste vegetal contra diversos tipos de estresses,
além de favorecer a melhoria na qualidade de solos salinos. Além disso, é de suma importância estudar e explorar mais
esses micro-organismos associados a solos salinos, com a finalidade de desenvolver produtos biotecnológicos para o
desenvolvimento de uma agricultura sustentável.
Agradecimentos
Agradecemos a CAPES; CNPq e FACEPE pelo o apoio financeiro; e ao grupo do Laboratório de Genética e
Biotecnologia Microbiana da UAG/UFRPE.
Referências
BARRETO, M. C. S; FIGUEIREDO, M. V. B.; BURITY, H. A.; SILVA, M. L. R. B.; LIMA-FILHO, J. L. Produção e
comportamento reológico de biopolímeros produzidos por rizóbios e caracterização genética. Revista Brasileira
Agrociência, v.17, n.2-4, p.221-227, 2011.
KAVAMURA, V. N. Bacterias associadas às cactaceas da caatinga: promoção de crescimento de plantas sob estresse
hidrico. Escola Superior de Agricultura “Luiz de Queiroz”, 244 p. 2012. Tese de doutorado.
KUSS, A. V. Fixação de nitrogênio por bactérias diazotróficas em cultivares de arroz irrigado. Programa de PósGraduação em Ciência do Solo, Universidade Federal de Santa Maria, Rio Grande do Sul, 2006. 110 p. Tese de
doutorado.
LIU, S.; CHEN, X.; HE, H.; ZHANG, X.; XIE, B.; YU, Y.; CHEN, B.; ZHOU, B.; ZHANG, Y. Structure and
ecological roles of a novel exopolysaccharide from the artic sea ice bacterium pseudolateromonas sp. Strain SM20310.
Appl. Environ. Microbiol.v.1. p.224. 2013.
SEESURIYACHAN, P.; KUNTIYA, A.; HANMOUNGJAI, P.; TECHAPUN, C.; CHAIYASO, T.; LEKSAWASDI, N.
Optimization of Exopolysaccharide Overproduction by Lactobacillus confuses in solid State Fermentation under High
Salinity Stress. Biosci. Biotechol. Biochem. v.76, n.5, p. 912-917, 2012.
SILVI, S.; BARGHINI, P.; AQUILANTI, A.; JUAREZ-JIMENEZ, B.; FENICE, M. Physiologic and metabolic
characterization of a new marine isolate (BM39) of Pantoea sp. producing high levels of exopolysaccharide. Microbial
Cell Factories, 2013.
Tabela 1. Isolados caracterizados como positivos ou negativos na produção de EPS, em duas temperaturas: 28 e 40°C.
Linhagem
Nicho
UAGAt 01
SSC
Produção de EPS Linhagem
+
UAGAt 37
Nicho
ER
Produção de EPS
+
UAGAt 02
SSC
+
UAGAt 38
ER
+
UAGAt 04
SSC
-
UAGAt 39
ER
-
UAGAt 05
SSC
-
UAGAt 40
ER
-
UAGAt 06
SSC
+
UAGAt 41
ER
-
UAGAt 07
SSC
-
UAGAt 42
ER
+
UAGAt 08
SSC
+
UAGAt 43
ER
-
UAGAt 09
SSC
+
UAGAt 45
ER
-
UAGAt 12
SSC
-
UAGAt 53
EF
+
UAGAt 13
SSC
+
UAGAt 54
EF
+
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UAGAt 14
SSC
+
UAGAt 61
EF
-
UAGAt 15
SSC
+
UAGAt 62
EF
+
UAGAt 17
SCC
+
UAGAt 63
EF
+
UAGAt 20
SCC
+
UAGAt 64
EF
+
UAGAt 21
SCC
+
UAGAt 66
RIZO
+
UAGAt 22
SCC
+
UAGAt 67
RIZO
+
UAGAt 23
SCC
-
UAGAt 69
RIZO
+
UAGAt 24
SCC
+
UAGAt 70
RIZO
-
UAGAt 25
SCC
-
UAGAt 71
RIZO
+
UAGAt 26
SCC
-
UAGAt 72
RIZO
-
UAGAt 32
SCC
-
UAGAt 73
RIZO
+
UAGAt 33
ER
+
UAGAt 74
RIZO
-
UAGAt 34
ER
+
UAGAt 75
RIZO
+
UAGAt 35
ER
+
UAGAt 76
RIZO
+
UAGAt 36
ER
+
UAGAt 78
RIZO
-
UAGAt 79
RIZO
-
(SSC- Solo sem cultivo; SCC- Solo com cultivo; ER: Endofitico de raiz; EF: Endofitico de folha; RIZO:
Rizosfera) (+ positivo; - negativo)
Figura 1. Teste qualitativo da produção de EPS por bactérias associadas à Atriplex em duas
temperaturas (28 e 40°C), confirmação da produção de EPS (negativo: turvo/ tubo da esquerda;
positivo: precipitado/tubo da direita).