Use este identificador para citar ou linkar para este item:
https://repositorio.inpa.gov.br/handle/1/39468| Título: | Isolamento de leveduras presentes em frutíferas da região amazônica e caracterização molecular de Saccharomyces cerevisiae tolerantes à temperatura e ao etanol |
| Autor: | Fernandes, Flávia |
| Orientador: | Batista, Jacqueline |
| Coorientador: | Souza, João |
| Palavras-chave: | Genética Microbiologia |
| Data do documento: | 2023 |
| Programa: | Genética, Conservação e Biologia Evolutiva - GCBEv |
| Abstract: | An increase in global energy demand has caused oil prices to reach record levels in recent times. High oil prices, along with concerns about CO2 emissions, have resulted in an increased interest in renewable energy. Currently, ethanol is the main renewable biofuel. However, the industrial need to increase productivity, the use of a wider range of substrates, and the production of new compounds lead to a greater interest in further extending the use of current industrial strains, exploring the immense and still unknown potential of the natural yeast strains. This study seeks to answer the following questions: a) What characteristics should S. cerevisiae present for the current production of first and second-generation ethanol? b) Why are the characteristics of alcohol tolerance and thermal tolerance necessary? c) Which genes are related to these traits? and d) What are the advances that can be achieved with the isolation of new organisms from the environment? In addition, this study was also dedicated to investigating the thermotolerance, alcohol tolerance, and single nucleotide polymorphism (SNP's) of newly isolated strains, regional strains isolated from previous work, and industry reference strains. The presence of S. cerevisiae in fruits, bark, and decaying plant material was investigated of Theobroma grandiflorum Spondias mombin L., Mangifera indica L., and Eugenia stipitata. Yeasts were isolated using RE and YPD culture media. To identify the yeasts, morphological, biochemical (sugar assimilation and fermentation), and genetic [rDNA: ITS and LSU (D1 and D2)] analyses were performed. In addition, fermentation tests to verify the ideal temperature, thermotolerance, and ethanol tolerance were performed. The selected alcohol-tolerant strains were subjected to SNP analysis studying the FPS1 and ASR1 genes. Fifty-three yeasts were isolated, 10 of which showed a sugar assimilation and fermentation profile similar to that of the S. cerevisiae species. These last isolates were submitted to genetic identification from the ITS and LSU nucleotide regions, which allowed to identify the strains: Wickerhamomyces anomalus (n = 4), Torulaspora pretorienses (n = 3), Debaryomyces hansenni (n = 1) and Saccharomyces cerevisiae (n = 2). Through the analysis regions (ASR1 and FPS1) five and six SNPs linked to alcohol tolerance were found respectively, among these, we found an SNP at nucleotide 1552 A>G (FPS1) demonstrated in our experimental conditions to be associated with ethanol tolerance in Amazonian strains. The analysis of SNPs allowed us to differentiate the isolates that showed greater tolerance to ethanol. The present work stands out for its pioneering role in the isolation of S. cerevisiae from samples from the Amazon region and its relevance in providing new strains with the biotechnological potential to be applied on an industrial scale. |
| Resumo: | Um aumento na demanda global de energia fez com que os preços do petróleo atingissem níveis recordes nos últimos tempos. Os altos preços do petróleo, juntamente com as preocupações com as emissões de CO2, resultaram em um aumento do interesse em energia renovável. Atualmente, o etanol é o principal biocombustível renovável. No entanto, a necessidade industrial de aumentar a produtividade, a utilização de uma gama mais ampla de substratos e a produção de novos compostos leva a um maior interesse em estender ainda mais o uso das cepas industriais atuais, explorando o imenso e ainda desconhecido potencial das cepas de leveduras naturais. Este estudo buscou responder às seguintes questões: a) Quais características a S. cerevisiae deve apresentar para a atual produção de etanol de primeira e segunda geração? b) Por que as características de tolerância ao álcool e tolerância térmica são necessárias? c) Quais genes estão relacionados a essas características? e d) Quais são os avanços que podem ser alcançados com o isolamento de novos organismos do meio ambiente? Além disso, este estudo também foi dedicado à investigação sobre a termotolerância, tolerância ao álcool e polimorfismo de nucleotídeo único (SNP's) de novas cepas isoladas, cepas regionais isoladas de trabalhos anteriores e cepas de referência da indústria. Foi investigada a presença de S. cerevisiae em frutas, cascas e material vegetal em decomposição de: Theobroma grandiflorum, Spondias mombin L., Mangifera indica L., e Eugenia stipitata. As leveduras foram isoladas utilizando os meios de cultura RE e YPD. Para identificação das leveduras, foram realizadas análises morfológicas, bioquímicas (assimilação de açúcares e fermentação) e genéticas [rDNA: ITS e LSU (D1 e D2)]. Além disso, testes de fermentação para verificar a temperatura ideal, termotolerância e tolerância ao etanol foram realizados. As cepas com tolerância ao álcool selecionadas foram submetidas à análise SNP estudando os genes FPS1 e ASR1. Foram isoladas 53 leveduras, 10 das quais apresentaram perfil de assimilação de açúcares e fermentação semelhante ao da espécie S. cerevisiae. Estes últimos isolados foram submetidos à identificação genética a partir das regiões nucleotídicas ITS e LSU, o que permitiu identificar as cepas: Wickerhamomyces anomalus (n = 4), Torulaspora pretorienses (n = 3), Debaryomyces hansenni (n = 1) e Saccharomyces cerevisiae (n = 2). Através das regiões de análise (ASR1 e FPS1) foram encontrados cinco e oito SNPs ligados a álcool tolerância em cepas de S.cerevisiae respectivamente, entre estes foi observado um SNP no nucleotídeo 1552 A>G (FPS1) demonstrado em nossas condições experimentais estar associado à tolerância ao etanol em cepas amazônicas. A análise de SNPs permitiu diferenciar os isolados que apresentaram maior tolerância ao etanol. O presente trabalho destaca-se pelo pioneirismo no isolamento de S. cerevisiae de amostras da região amazônica e relevância por disponibilizar novas cepas com potencial biotecnológico a serem aplicadas em escala industrial. |
| Aparece nas coleções: | Doutorado - GCBEv |
Arquivos associados a este item:
| Arquivo | Descrição | Tamanho | Formato | |
|---|---|---|---|---|
| Tese de Doutorado - Flávia da Silva Fernandes.pdf | Tese de Doutorado - Flávia da Silva Fernandes | 4,69 MB | Adobe PDF | Visualizar/Abrir |
Este item está licenciada sob uma Licença Creative Commons
