Otimização do processo de produção de células das estirpes de Bradyrhizobium INPA 3-11B e UFLA 3-84, inoculantes do feijão-caupi

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Sousa, Pedro Martins
Data de Publicação: 2011
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFLA
Texto Completo: http://repositorio.ufla.br/jspui/handle/1/4746
Resumo: Biotecnologia de micro-organismos aplicada à agropecuária e ao meio ambiente
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O objetivo do trabalho foi otimizar as condições de cultivo das estirpes de Bradyrhizobium INPA 03-11B e UFLA 3-84, inoculantes do feijão-caupi, utilizando um meio de cultura líquido e planejamentos experimentais. Com o delineamento Plackett-Burman avaliou-se a temperatura, agitação, glicerol, extrato de levedura, inóculo e pH para ambas as estirpes, e ao estudo da estirpe UFLA 3-84, foi incluída solução de micronutrientes. Selecionou-se a agitação e o extrato de levedura para INPA 3-11B, respectivamente por apresentar efeito estatisticamente significativo sobre crescimento celular e efeito próximo da significância e importância no metabolismo. Para a UFLA 3-84, selecionou-se a agitação por apresentar efeito altamente significativo sobre a biomassa e contagem de células em unidade formadora de colônias (UFC mL-1) e, o glicerol e extrato de levedura, porque foram as duas variáveis que apresentaram efeitos sobre a biomassa celular, mais próximos da significância. Após a triagem, foi utilizado o Delineamento Composto Central Rotacional (DCCR) para estudo das variávies selecionadas para as duas estirpes e os resultados da INPA 3-11B otimizados, empregando-se a Metodologia de Superfície de Resposta, seguido de validação experimental dos modelos. A estirpe INPA 3-11B atingiu população superior a 1,0 x 1010 UFC mL-1 com 96 horas, prevalecendo após 120h, utilizando o meio de cultura líquido contendo 8,0 g L-1 de glicerol, 5,0 g L-1 de extrato de levedura e 4% de inóculo. A faixa ótima para biomassa, com a agitação entre 170 e 180 rpm e a concentração de extrato de levedura de 5 g L-1. A UFLA 3-84, também apresentou crescimento populacional superior 1,0 x 1010 UFC mL-1 e biomassa de 3,0 g L-1, com pH inicial do meio justado para 6,8, incubado a 28 ºC, mas com agitação de 170 rpm. As concentrações de glicerol, extrato de levedura, inóculo e micronutrientes, foram diferentes, respectivamente, 7,0 g L-1, 2 g L-1, 1% e 1,0 mL L-1. Para as duas estirpes estudadas, a produção de 1 x 109 log UFC mL-1, que é a densidade celular mínima exigida pelo Ministério de Agricultura, Pecuária e Abastecimento (MAPA) para a produção de inoculantes comerciais, é obtida em 96 horas.The cowpea, Vigna unguiculata (L.) Walp., is a crop of socioeconomic importance, especially for the populations of North and Northeast regions, and benefits from biological fixation of nitrogen. However, it is cultivated, in general, with low technology, resulting in low productivity. There are over 100 approved microbial strains for production of inoculants, but the industry produces some other crops, in addition to soybeans, as is the case of cowpea, whose strains which have been little studied in order to standardize the process of cell production. The objective of this study was to optimize the cultivation conditions of Bradyrhizobium strains INPA 03-11B and UFLA 3-84, inoculants of cowpea, using a liquid culture medium and experimental design. Using Plackett-Burman design, were evaluated the temperature, agitation, yeast extract, inoculums and pH for both strains, and the study of strains UFLA 3-84, was included micronutrients solution. It was selected the agitation and the yeast extract for INPA 3-11B, respectively, by presenting statistically significant effect on cell growth and effect close to significance and importance in metabolism. For the UFLA 3-84, the agitation was selected for presenting highly significant effect on biomass and cell count of rhizobia CFU mL-1 and the glycerol and yeast extract, because were the two variables that had effects on cell biomass, more close to significance. After screening, it was used a Central Composite Rotational Design for the study of variables selected for the two strains and the results of the INPA 3-11B were optimized, using the Response Surface Methodology, followed by experimental validation of the models. The strains INPA 3-11B reached a population over to 1.0 x 1010 CFU mL-1 with 96 hours, prevailing after 120h, using the liquid culture medium with 8.0 g L-1 of glycerol, 5.0 g L-1 of yeast extract and 4% inoculums. The optimum range for biomass with the agitation between 170 and 180 rpm, and the concentration of yeast extract 5 g L-1. The UFLA 3-84, also showed a population growth higher than 1.0 x 1010 CFU mL-1 and biomass of 3.0 g L-1, medium initial pH adjusted to 6.8, incubated at 28 ºC, but with agitation of 170 rpm. The concentrations of glycerol, yeast extract, inoculums and micronutrients were, different respectively, 7.0 g L-1, 2 g L-1, 1 % and 1.0 mL L-1. For the two strains studied, the production of 1 x 109 log CFU mL-1, which is the minimum cell density required by the Departament of Agriculture, Livestock and Supply for the production of commercial inoculants was obtained in 96 hours.UNIVERSIDADE FEDERAL DE LAVRASDBI - Programa de Pós-graduaçãoUFLABRASILDias, Disney RibeiroSchwan, Rosane FreitasAlves, José Guilherme Lembi FerreiraMoreira, Fatima Maria de SouzaAndrade, Messias José Bastos dePantoja, Lílian de AraújoSousa, Pedro Martins2014-12-04T10:55:56Z2014-12-04T10:55:56Z2014-12-042011-12-13info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfSOUSA, P. M. Otimização do processo de produção de células das estirpes de Bradyrhizobium INPA 3-11B e UFLA 3-84, inoculantes do feijão-caupi. 141 p. Tese (Doutorado em Microbiologia Agrícola)-Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2011.http://repositorio.ufla.br/jspui/handle/1/4746info:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Repositório Institucional da UFLAinstname:Universidade Federal de Lavras (UFLA)instacron:UFLA2014-12-04T10:55:56Zoai:localhost:1/4746Repositório InstitucionalPUBhttp://repositorio.ufla.br/oai/requestnivaldo@ufla.br || repositorio.biblioteca@ufla.bropendoar:2014-12-04T10:55:56Repositório Institucional da UFLA - Universidade Federal de Lavras (UFLA)false
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