Título: Prospecção de leveduras nativas de plantas do gênero Agave para aplicações biotecnológicas
Autores: Marina Victoria Freitas de Oliveira, MSc. Lara Isensee Saboya de Sousa, MSc. Beatriz de Oliveira Vargas, Dr. Flávia Alvarenga, Dr. Fellipe da Silveira Bezerra de Mello, Prof. Dr. Gonçalo Amarante Guimarães Pereira.
Afiliações: Laboratório de Genômica e Bioenergia (LGE), Departamento de Genética e Evolução, Instituto de Biologia, UNICAMP
Diante da necessidade de alternativas renováveis à indústria fóssil, a utilização de biomassas produtivas e resilientes às mudanças climáticas torna-se uma alternativa promissora para o futuro. O agave é uma planta suculenta que apresenta elevado teor de carboidrato e resistência a condições adversas, já sendo amplamente empregada em processos fermentativos no México para produção de bebidas como Tequila e Mezcal. No Brasil, entretanto, o cultivo de agave é direcionado quase exclusivamente à extração da fibra do sisal, com grande desperdício do restante da biomassa. Nesse contexto, há um grande potencial para o aproveitamento dessas matérias-primas remanescentes para a produção de bioprodutos, como o etanol. A seleção de microrganismos industriais para essa conversão desempenha um papel fundamental no êxito da implementação de novos processos biotecnológicos. Assim, a utilização de microrganismos naturalmente associados ao agave apresenta-se como uma abordagem particularmente promissora, considerando sua adaptação específica à composição da biomassa. Diante disso, este trabalho tem como objetivo a avaliação do potencial biotecnológico de leveduras presentes no caldo de plantas do gênero Agave e a identificação molecular das espécies. Para isso, as folhas basais, medianas e apicais de cinco acessos de agave – Agave tequilana, Agave sisalana, Agave wercklei, Agave híbrido IAC4 e Agave híbrido H11648 – foram utilizadas para a extração dos caldos brutos (substratos líquidos), os quais foram plaqueados diretamente em meios seletivos para leveduras: Rosa Bengala (Agar DRBC) e WLN (Wallerstein Laboratory Nutrient Agar). Em paralelo, foi realizada a fermentação espontânea dos caldos da Agave tequilana e Agave híbrido H11648, bem como o enriquecimento seletivo para espécies fermentativas. Assim, microrganismos do caldo bruto foram isolados antes e após ensaios fermentativos. As leveduras isoladas foram organizadas em bibliotecas de placas de 96 poços, que serão utilizadas para caracterização quanto à produção de etanol, por meio de experimentos de fenotipagem em alto rendimento. Para identificação preliminar das espécies de leveduras, foram empregados meios seletivos e cromogênicos, como Meio WlN, Meio Ágar Candida, Meio Diferencial de Kluyveromyces (KDM) e Meio Ágar Lisina. Para a identificação molecular, o DNA genômico de leveduras foi extraído pela metodologia fenol/clorofórmio, e as cepas serão identificadas a partir de ensaios moleculares de amplificação e sequenciamento da região do ITS e D1/D2. O isolamento microbiano resultou em 238 cepas, obtidas a partir do plaqueamento dos caldos antes e após a incubação em ensaios fermentativos. O cultivo da biblioteca de leveduras em meios seletivos e cromogênicos demonstrou uma ampla diversidade microbiana isolada. No meio Ágar Cândida, foi possível identificar diferentes morfotipos microbianos com base na sua coloração. No Ágar Lisina, em que a levedura Saccharomyces cerevisiae não é capaz de crescer, observou-se crescimento de diversas leveduras, sendo elas consideradas leveduras não convencionais. No meio WlN, a acidificação evidenciada pela mudança de coloração indicou produção de ácidos orgânicos pelas colônias, enquanto para o meio KDM a ausência de coloração azul nas colônias impossibilitou a identificação de cepas do gênero Kluyveromyces. Conforme previsto, verificou-se uma elevada diversidade microbiana nos caldos dos diferentes acessos de agave, demonstrado pelo isolamento e identificação preliminar. Esses achados indicam que o agave constitui um nicho microbiológico naturalmente rico, desde o caldo cru até as fases subsequentes de fermentação. A identificação molecular das leveduras por meio da amplificação e sequenciamento das regiões ITS e D1/D2 do rDNA encontra-se em andamento. Em etapa posterior, será realizada a caracterização fenotípica das espécies identificadas, com foco na capacidade de produção de etanol.
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Estudantes de biologia da Universidade Estadual de Campinas.
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