PROGRAMA DE DISCIPLINA IDENTIFICAÇÃO CARGA HORÁRIA TOTAL: 60 NÚMERO DE CRÉDITOS: 04

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1 DISCIPLINA: Ecologia Microbiana PROGRAMA DE DISCIPLINA IDENTIFICAÇÃO CARGA HORÁRIA TOTAL: 60 NÚMERO DE CRÉDITOS: 04 CÓDIGO: SOLO7359 CARGA HORÁRIA SEMANAL: TEÓRICAS: 02 PRÁTICAS: 02 TOTAL: 04 EMENTA Componentes da comunidade microbiana. Caracterização e efeito de fatores ambientais. Modificadores de respostas biológicas. Crescimento microbiano e seu controle. Metabolismo microbiano. Nodulinas. Bactérias promotoras de crescimento em plantas. Microrganismos extremófilos. Compostos xenobióticos e suas interações. Processos microbiológicos de interesse agrícola. Insumos biológicos: Legislação e controle de qualidade. Perspectivas e aplicações biotecnológicas: Avanços na agricultura e na agroindústria. OBJETIVOS Proporcionar aos alunos conhecimentos básicos relativos à ecologia de microrganismos. CONTEÚDOS Parte teórica: 01- Componentes da comunidade microbiana. Descrição e dinâmica de populações microbianas. Composição da população microbiana do solo. O habitat como determinante da população microbiana. Interação entre diversas populações microbianas. Neutralismo. Comensalismo. Cometabolismo. Sinergismo. Mutualismo (Simbiose). Competição. Amensalismo (Antagonismo). Parasitismo. Predação. Aspectos práticos e ecológicos. 02- Caracterização e efeito de fatores ambientais. Fatores bióticos e abióticos que interferem na dinâmica da comunidade microbiana do solo. Interação agrotóxicos/ microrganismos. 03- Bactérias promotoras de crescimento em plantas (BPCP): Descrição e potencial de uso na agricultura. Relações sinérgicas no filoplano e na rizosfera. Interações microbianas na rizosfera. O papel da interação na proteção sob condições de estresse. Modos de ações das rizobactérias: antibiose, competição por sideróforos, produção de reguladores de crescimento de plantas. Rizobactérias promotoras de emergência de plântulas (RPE). Rizobactérias deletérias. Rizobactérias que metabolizam moléculas xenobióticas. 04- Insumos biológicos para agricultura: perspectiva e aplicação biotecnológica. Coleção de culturas de microrganismos de interesse na agricultura. Preservação de culturas. Tipos de veículos. Métodos de avaliação. Legislação e controle de qualidade. Avanços na agricultura e na agroindústria.

2 05- Crescimento microbiano e seu controle. Crescimento celular e de populações. Expressão matemática do crescimento. Cinética de microrganismos. 06- Metabolismo microbiano. Metabolismo do carbono e nitrogênio pelos nódulos. Transporte de compostos nitrogenados em leguminosas. Assimilação inicial de amônia nos nódulos. Enzimas envolvidas na assimilação de nitrogênio nos nódulos. Procedimento para extração das frações do nódulo. Extração de enzimas. Nodulinas. Métodos para medida do crescimento celular e determinação de atividades enzimáticas. 07- Interações microbianas com xenóbióticos e outros contaminantes. Degradação abiótica de xenobióticos. Biodegradação de xenobiontes: Potencialidades e limites. Contaminação do solo e decomposição de xenobióticos. Aspectos gerais, pesticidas e metais pesados. Estratégias de obtenção de novas vias metabólicas degradativas em microrganismos. Transformações microbianas dos nutrientes essenciais e elementos tóxicos. 08- Modificadores de resposta biológica: polissacarídeos e lectinas: propriedades, estrutura, fonte de obtenção e mecanismo de ação. 09- Microrganismos extremófilos. Introdução. Microrganismos à prova de agressões ambientais. Adaptação a diferentes ambientes: halófilos, termófilos, hipertermófilos, acidófilos, alcalófilos, radiorresistentes. Aplicações biotecnológicas. Parte prática: 01- Métodos qualitativos para determinação de características morfológicas, fisiológicas e bioquímicas associadas a Bactérias Promotoras de Crescimento em Plantas (BPCP). Forma e tamanho da colônia. Motilidade. Taxa de crescimento. Absorção de corante. Modificação de ph do meio de cultura. Inclusões celulares. Produção de ácido indol acético (AIA). Produção de β-1,3-glucanase. Produção de 1- aminociclopropano-1-carboxylato deaminase (ACC). Produção de ácido cianídrico (HCN). Solubilização de fosfato. Produção de sideróforos. Capacidade de fixar N 2 em meio livre de nitrogênio. Produção de quitinase. Produção de pectinase. Produção de celulase. 02- Avaliação quantitativa de populações: métodos diretos efetuando-se contagem de células utilizando câmaras de Neubauer e Petroff Hausser (em microscópio), ou através da contagem do número de microrganismos viáveis utilizando um meio de cultura apropriado (contagem pelo método da gota ( Drop plate ); contagem pelo método do espalhamento) e métodos indiretos, efetuando-se análises da turbidez, determinação da biomassa seca, infecção em plantas- NMP (Número Mais Provável). 03- Extração de EPS e produção de biopolímeros. Determinar quais as melhores bactérias produtoras de biopolímero, em

3 relação à quantidade (g de polímero.l -1 de meio de produção). Estudar parâmetros na produção do exopolissacarídeo formado pelos microrganismos diazotróficos tais como volume de inóculo e o comportamento viscosimétrico de dispersão do biopolímero. 05- Isolamento de microrganismos epifíticos e endofíticos. Diferentes técnicas de desinfecção superficial. 06- Sistemas comerciais para produção de insumos biológicos. Pelletização em sementes. Testes com diferentes substratos alternativos. Métodos de avaliação e controle de qualidade. Estratégias das aulas: Aulas expositivas, aulas práticas em laboratório e casa de vegetação, palestras e debates, seminários, pesquisas em revistas científicas da área, aulas com Professores convidados. Critério de avaliação: Verificação de aprendizagem por estudos dirigidos e seminários. BIBLIOGRAFIA ARAÚJO, A. S. F.; FIGUEIREDO M. V. B. Microbial Ecology of Tropical Soil. Nova Science Publishers, Inc., New York, USA. 2011, 332p. ATLAS, R.M. BARTHA, R. Microbial Ecology: Fundamentals and Applications. Menio and Benjamin/Cummings Science Publishing, 1997, 649p. BALATTI, A. P. AND JARDIM FREIRE, J. R.- Legume Inoculants- Selection and Characterization of Strains- Production, Use and Management, Editorial Kingraf, La Plata-Buenos Aires-Argentina, p. DAKORA, F. D.; CHIMPHANGO, S. B. M.; VALENTINE, A., ELMERICH, C., NEWTON, W. E. (Editor). Biological Nitrogen Fixation: Towards Poverty Alleviation through Sustainable Agriculture. Springer, p. DANFORTH, A. T. Corn Crop Production Growth, Fertilization and Yield. Nova Science Publishers, Inc., New York, USA p. DILWORTH, M. J; JAMES, E. K.; SPRENT, J.I; NEWTON, W. E. Nitrogen Fixing Leguminous Symbioses. Springer, p. DOBEREINER, J.; ANDRADE, V. O; BALDANI, V. L. D. Protocolo para Preparo de Meio de Cultura da Embrapa. Documento nº 110, ISSN , dezembro, Seropédica, RJ p. FIGUEIREDO, M. V. B.; BURITY H. A; STAMFORD, N. P.S; SANTOS, C. E de R. Agrobiodiversidade: O Novo Desafio para Agricultura, Editora AGROLIVROS, p. Microrganismos e

4 FIGUEIREDO, M. V. B.; OLIVEIRA, J. P; BURITY, H. A; SANTOS, C. E de R; STAMFORD, N. P. Biotecnologia Aplicada à Agricultura: Textos de Apoio e Protocolos Experimentais. Brasília: EMBRAPA-CNPAB, p. FIGUEIREDO, M. V. B.; GOMES, E. W. F.; ROSA, R. C. T. da, MESSIAS, A. S.; OLIVEIRA, J.P.; CARRAZZONI, E. P.; COSTA, A. F.; LOPES, G. M. B. Boas Práticas de Laboratório (BPL)- um guia operacional do Instituto Agronômico de Pernambuco-IPA. Recife: CCS- Gráfica e Editora, p. FIGUEIREDO, M. V. B. et al. Manual de Práticas Laboratoriais: Guia Para Pesquisa. Recife: Editora CCS- Gráfica e Editora p. GNANAMANICKAM, SAMUEL S. Plant-Associated Bacteria, Springer 1 edition, p. GIULHERME, N. COUTO. Nitrogen Fixation Research Progress. NOVA SCIENCE PUBLISHERS, Inc., Hauppauge, New York, USA p. HUNGRIA, M., ARAUJO, R.S. Manual de Métodos Empregados em Estudos de Microbiologia Agrícola. Brasília: EMBRAPA-CNPAF, p. MAHESHWARI, D. K. Plant Growth and Health Promoting Bacteria. Spinger-Verlag Berlin Heidelberg, p. MELO, I. S.: AZEVEDO, J.L. Ecologia Microbiana. Jaruariúna: EMBRAPA/CNPMA, p. MICHAEL, J. DILWORTH, M. J., JAMES, E. K., SPRENT, J. I., NEWTON, W. E. (Editor) Nitrogen-Fixing Leguminous Symbioses. Springer, p. MOHAMMAD, S. KHAN; ALMAS, ZAIDI. Microbes in Sustainable Agriculture. Nova Science Publishers p. MOREIRA, F> M. S.; SIQUEIRA, J.O. Microbiologia e Bioquímica do solo. Lavras. Editora UFLA, 2006, 2ª edição 729p. MUKERJI, K.G; MONOHARACHARY, C.; SINGH, J. Microbial Activity in the Rhizosphere. Springer-Verlag-Berlin Heidelberg, 2006, 268p. PIRES, F. D. de A. Fundamentos Teóricos da Ecologia. Holos Editora, p. KHAN, M. S., ZAIDI, A., MUSARRAT, J. Microbial Strategies for Crop Improvement. Springer, p. SALAZAR, A.; RIOS, I. Sustainable Agriculture; Technology, Planning and Management. Nova Science Publishers, Inc. New York, p. SCHULZ, B J. E., BOYLE, C. J. C., SIEBER, T. N. Microbial Root Endophytes. Springer, p. SERAFINI, L. A. A; BARROS, N.M.; AZEVEDO, J. L. Biotecnologia: Avanços na Agricultura e Agroindústria. Editora EDUCS, Caxias do Sul, RS, p. SIDDIQUI, ZAKI A. PGPR: Biocontrol and Biofertilization, Springer 2 nd, XIII, p. SIQUEIRA, J. O. et al. Inter-relação Fertilidade, Biologia do Solo e Nutrição de Plantas. Lavras: Sociedade Brasileira de Ciência do Solo UFLA, p

5 TTHANGADURAI, D.; BUSSO, C. A.;ARENAS, L. G. A.; JAYABALAN, S. Frontiers in Biodiversity Studies. I.K. International Publishing House Pvt. Ltda. New Delhi-Bangalore p. TRIPLETT E, W. Prokaryotic Nitrogen Fixation. A model system for the analysis of a biological process, Edition Hardcover p. VARMA, A., OELMÜLLER, R. Advanced Techniques in Soil Microbiology. Springer p. Periódicos recomendados: 1- Revista Brasileira de Ciências do Solo 2- Pesquisa Agropecuária Brasileira 3- Brazilian Journal of Microbiology 4- Plant and Soil 5- Canadian Journal Microbiology 6- Crop Science 7- Journal of Plant Physiology 8- Soil Biology and Biochemistry 9- Plant Science 10- Applied Soil Ecology 11- Archives of Microbiology 12- Advances in Microbial Ecology 13- Applied and Environmental Microbiology 14- Journal of Applied Microbiology 15- Microbial Ecology 16- Current Microbiology 17- Field Crop Research E outros periódicos relevantes Emissão: Data: 30/04/2013 Profa. Responsável: Márcia do Vale Barreto Figueiredo