Enriquecimento de consórcios microbianos em quimiostatos sob condições anammox [thesis]

Tiago Henrique Martins
Dedico este trabalho às minhas duas avós Rosa Defavari Polizel e Virgínia Doriguelo Martins, pela simplicidade de suas vidas e por serem as raízes de tudo. AGRADECIMENTOS À minha querida esposa Lis pelo Amor e Solidariedade na vida ao seu lado e a minha filha Sofia pela paciência e apoio na confecção deste "livro". À querida orientadora Professora Maria Bernadete pelo exemplo de vida acadêmico e incentivo profissional. Obrigado! Ao Professor Eugênio Foresti pelas considerações na qualificação e
more » ... s na qualificação e incentivo durante o mestrado. À Janja, Beth e Elô pela amizade e colaboração "infindáveis". Aos "Bacanões" Arnaldo, Luis e Leonardo pelos bons momentos no cafezinho regados a discussões altamente construtivas. À Dani pela força e colaboração na biologia molecular e ao Daniel pelos ensinamentos em construções de árvores filogenéticas. À Julia pelos ensinamentos na técnica do FISH. Às minhas amigas de turma do mestrado e laboratório Érika e Carol. À equipe de pesquisadores do LPB Mércia, Luciano, a turma da iniciação científica. Às secretárias do departamento Sá e Pavi, em especial à recepcionista Rose pelo bom humor e disposição em sempre ajudar. À Professora Valéria Reginatto Spiller pelas amostras anammox utilizadas como controle positivo nos ensaios de FISH. Ao meu Grande amigo Virgílio Teixeira Machado pela amizade soberana. Em especial aos meus pais André Martins e Maria Angélica Polizel Martins por sempre me apoiarem e incentivarem na vida científica. À Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) pela concessão da bolsa de estudos, processo 04/12236-0. Obrigado a todos que participa(ra)m da minha não glamurosa, porém muito prazerosa vida científica. MARTINS, T.H. (2007). Enriquecimento de consórcios microbianos em quimiostatos sob condições anammox. São Carlos, 2007. 58p Dissertação (Mestrado) -Escola de Engenharia de São Carlos, Universidade de São Paulo. RESUMO Esta pesquisa objetivou enriquecer e purificar, em quimiostatos, consórcios microbianos capazes de oxidar amônia a nitrogênio (N 2 ), sob condições anaeróbias utilizando como inóculo: (Q1) biomassa de reator nitrificante-desnitrificante de estação de tratamento de água residuária de indústria produtora de aminoácidos (Ajinomoto) e (Q2) lodo granular de reator UASB de abatedouro de aves (Avícola DACAR, TIETÊ). Os inóculos foram enriquecidos em quimiostatos com vazão afluente de 18ml/h de meio basal especifico com concentrações médias de 80mg N-NH 4 + /L, 75,2mg N-NO 2 -/L e 1000mg/l de bicarbonato como única fonte de carbono. Nos quimiostatos Q1 e Q2 as eficiências médias de remoção foram de 51,6% e 39,3% de amônia e 60,5% e 53,2% de nitrito, respectivamente, após 296 dias de operação. A eficiência média de remoção de nitrogênio total (N-NH 4 + + N-NO 2 -) foi de 57,1% e 43% após 296 dias de operação, respectivamente para Q1 e Q2. A purificação dos consórcios enriquecidos foi realizada utilizando-se metodologia de gradiente de densidade por centrifugação Percoll. Os consórcios microbianos foram observados por exames microscópicos e a diversidade foi avaliada por DGGE antes e depois da purificação pelo protocolo Percoll. O DGGE revelou mudança na estrutura dos consórcios presentes em Q1 e Q2 no decorrer do período de operação dos quimiostatos. A técnica de hibridação in situ (FISH) com sonda fluorescente (Amx -368) confirmou a presença de microrganismos anammox nos dois consórcios microbianos. O seqüenciamento do DNA ribossomal 16S de bandas obtidas do gel de DGGE, utilizando-se primers universais para Domínio Bacteria, relacionou por árvore de máxima verossimilhança, duas bandas com o grupo das Bactérias verdes não-sulfurosas. Palavras-chaves: Anammox, DGGE, nitrogênio, quimiostatos, FISH. MARTINS, T.H. (2007). Enrichment of microbial trusts in chemostats with anammox conditions. São Carlos, 2007. 58p Dissertation (Master) -ABSTRACT This research aimed to enrich and to purify, in chemostats, microbial trusts capable to realize ammonium oxidation to dinitrogen (N 2 ) under anaerobic conditions, using as inoculum: (Q1) biomass from nitrifying-denitrifying reactor of wastewater treatment plant of amino-acids industry (Ajinomoto) and (Q2) granular sludge from upflow anaerobic sludge blanket UASB reactor treating poultry wastes -Avícola DACAR, TIETÊ. The inoculum was enriched in chemostats with affluent flow of 18ml/h of specific basal media with mean concentrations of 80mg N-NH 4 + /L, 75.2mg NO 2 -/L and 1000mg/l of bicarbonate as sole carbon source. In Q1 and Q2 chemostats the mean efficiency of removal were 51.6% and 39.3% of ammonium, and 60.5% and 53.2% of nitrite, respectively, after 296 days of operation. In Q1 and Q2 chemostats, the mean efficiency of total nitrogen removal (N-NH4 + + NO 2 -) were 57.1% and 43%, respectively, after 296 days of operation. The purification of enriched microbial trusts was carried following methodology of density gradient by centrifugation (Percoll). The microbial trusts were observed by microscopic analysis and the diversity was evaluated by DGGE, before and after the purification by the Percoll protocol. The DGGE analysis showed changes in microbial trusts structure in Q1 and Q2 in chemostats operation period. The fluorescence in situ hibridization technique (FISH) with Amx-368 probe confirmed the presence of anammox microrganisms in both microbial trusts. The sequencing of recovered bands of DGGE was carried through ribossomal DNA 16S using universal primers for Bacteria Domain that related two bands with green nosulphur Bacterium using maximum likelyhood tree.
doi:10.11606/d.18.2007.tde-02072007-230623 fatcat:d5hyahosbvgaffmmrgxktvwn6y