Identificação de superóxido dismutase em isolados e bibliotecas metagenômicas de solos contaminados com vinhaça

Abstract

Frente à expansão do cultivo da cana-de-açúcar e a aplicação de vinhaça como fertilizante, o comportamento e dinâmica de comunidades microbianas do solo, sob este cultivo, esta constantemente sobre seleção. A vinhaça é composta de constituintes sólidos orgânicos e minerais, apresentando valores consideráveis de potássio (K) e médios de Magnésio (Mg). Devido à presença de elementos orgânicos em sua composição ela pode ser utilizada como uma fonte rica em nutrientes, sendo reaproveitados em plantios, como adubo orgânico nas fertirrigações de áreas destinadas ao plantio de cana-de-açúcar. Contudo, seu uso de forma inapropriada pode provocar sérios danos ao meio ambiente, poluindo águas superficiais e subterrâneas, comprometendo as diversas formas de vida dos ecossistemas atingidos. Em ambientes poluídos, é comum o uso de biomarcadores para a detecção dos locais contaminados e, em seguida, aplicar técnicas para a recuperação desses locais, como a utilização da biorremediação. Neste contexto, destacam-se as isoformas da enzima superóxido dismutase (SOD, EC 1.15.1.1), expressas em condições inóspitas, tais como na presença de poluentes, podendo ser visualizadas através da eletroforese em gel PAGE. Além disso, a análise dos diferentes perfis eletroforeticos visualizados no gel PAGE, podem indicar a presença de diferentes espécies microbianas em desenvolvimento em um ambiente, devido a expressão das isoenzimas se relacionar diretamente com a evolução dos genomas bacterianos. As técnicas tradicionais de cultivo podem ser associadas às técnicas moleculares, sendo assim, após isolar colônias morfologicamente diferentes derivadas de uma amostra ambiental é comum o emprego de técnicas que visem a amplificação do gene 16S rRNA na identificação e caracterização de isolados procarióticos.

Faced to the expansion of sugarcane crop exploration and vinasse application as fertilizer, the behavior and dynamics of soil microbial community are constantly under selection pressure. The vinasse is composed by mineral and organic solids that represent significant amount of potassium (K) and medium values of magnesium (Mg). The presence of organic matter in vinasse composition makes it reutilization as organic fertilizer due its rich source of nutrients for plantations including sugarcane. On the other hand, the inappropriate application of vinasse can cause serious damage to the environment, polluting surface and groundwater, and affecting various forms of life from target ecosystems. In polluted environments, biomarkers are commonly prospected for the detection of contaminated sites and posterior application of tools viewing the remediation of those sites by a technique known as bioremediation. In this context, there are the isoforms of the superoxide dismutase enzyme (SOD, EC 1.15.1.1), expressed in inhospitable conditions such as the presence of pollutants, which can be visualized by PAGE electrophoresis. Moreover, the analysis of different electrophoretic profiles displayed in PAGE gel may indicate the presence of different microbial species in a development environment, once that the expression of isozymes reflects directly to the evolution of bacterial genomes. The traditional techniques of cultivation may be associated with molecular techniques, so the isolation of morphologically distinct colonies derived from environmental samples is subjected to the use of 16S rRNA molecular marker by DNA amplification for identification and characterization of prokaryotic isolates.