Estudo de diversidade genética e produção de enzimas celulolíticas em bactérias associadas ao trato digestivo de invertebrados saprófagos

Abstract

A simbiose entre invertebrados do solo e microrganismos é um grande aliado no auxilio da decomposição de resíduos vegetais presentes no solo. Os microrganismos por sua vez, apresentam uma imensa diversidade genética e desempenham funções cruciais na manutenção dos ecossistemas, uma dessas funções é a produção de enzimas extracelulares que auxiliam na mineralização da matéria orgânica. A possibilidade de desenvolver novos processos biotecnológicos com base na prospecção da diversidade microbiana é imensa, em decorrência da grande variabilidade que existe entre os sistemas biológicos e que podem ser aperfeiçoados para melhorar os sistemas de produção agrícolas de forma sustentável. O objetivo deste trabalho foi estudar o perfil da comunidade bacteriana e potencial celulolítico de bactérias isoladas de três diferentes espécies de invertebrados saprófagos. Os experimentos foram montados no Campo Experimental da Embrapa Agrobiologia, Seropédica, Rio de Janeiro. Gongôlos, da espécie Trigoniulus corallinus, foram coletados em pilhas de compostos vegetais presentes em torno do campo experiemental, que posteriormente foram incubados durante 60 dias, sob seis diferentes dietas. A diversidade bacteriana do trato intestinal dos invertebrados foi analisada através da técnica de PCR"DGGE por amplificação do gene 16S rDNA PCR por eletroforese em gel com gradiente desnaturante (DGGE); foram utilizados dois domínios Bacteria e Actinobactéria. Algumas bandas do gel de DGGE foram extraídas e sequenciadas. Para avaliar o potencial quanto à produção de celulases em resposta à presença de carboxi"metil"celulose (CMC) das bactérias isoladas, foi utilizada a técnica de coloração vermelho Congo, e os valores foram expressos através de (Ie) índice enzimático. A partir dos maiores valores de (Ie), foram selecionadas vinte e três bactérias para a análise de sequenciamento do gene 16S rDNA. Após a identificação filogenética, foi avaliado o potencial celulolítico, através de testes de atividade celulolítica de endoglucanases (CMCase) e endo e exoglucanases (FPase). Para determinar a massa molecular e atividade das enzimas foram realizados géis de poliacrilamida (SDS"PAGE) e zimograma. Os resultados obtidos na técnica de DGGE, os perfis de bandas de DGGE mostrou que a microbiota intestinal dos invertebrados, detém grupos bacterianos distintos. Pode"se inferir neste ponto, que apesar das comunidades possuírem abundância similar, como as espécies de Trigoniulus corallinus e Cubaris murina, os grupos que compõem esta abundância foram diferentes entre as espécies de invertebrados. A partir dos clones de bandas incisadas, foram sequênciados membros de três filos, Proteobacteria, Firmicutes e Bacteroidetes. Através da análise filogenética, foi possível identificar as 23 espécies de bactérias. Apresentando dois filos distintos Actinomicetos e Firmicutes, o maior gênero identificado foi Streptomyces, seguido de um isolado para Bacillus, Paenibacillus e Staphylococcus. O trato intestinal das três espécies de invertebrados saprófagos revelou ser um ambiente hábil à prospecção de bactérias com eficiência celulolítica, com alto potencial para futuros estudos biotecnológico.