A medium supplemented with vegetable extract used for cellulose production of Rhodococcus SP. MI 2 / Meio suplementado com extrato vegetal utilizado na produção de celulose de Rhodococcus SP. MI 2

In this study, the most suitable vegetable extract was screened to use as non-conventional nutrient sources for cellulose production of Rhodococcus sp. MI 2. SH medium or a synthetic medium was used as a conventional or control medium. Cha-poo (Piper sarmentosum Roxb.) and sweet potato (Ipomoea batatas Lam.) were 2 out of 14 vegetable extracts chosen as medium supplements. Rhodococcus sp. MI 2 gave the highest cellulose yield in a medium supplemented with Cha-poo extract. The optimum culture conditions in the medium supplemented with Cha-poo extract at room temperature (25o C) under static condition were 5% (v v-1) inoculum size, a 6 -day -incubation period, pH 3, 3% sucrose, and 0.5% (NH4)2SO4. The cellulose yield in the medium supplemented with Cha-poo extract was increased about 3 times (6.83 g L-1 during 6 days) higher than that obtained before optimizing (2.39 g L-1 during 6 days). The medium supplemented with Cha-poo extract cost one quarter (0.5 USD L-1 of medium) of the SH medium (1.9 USD L-1 of medium). The structure of the microfibrils of cellulose produced by Rhodococcus sp. MI 2 in a medium supplemented with Cha-poo extract observed by SEM had larger, less crowded fibrils than those produced in the medium supplemented with sweet potato extract. In addition, the microfibrils of the former had many beehive shaped knots whereas those of the latter had mantle-like surrounding the fibrils.

Neste estudo, o extrato vegetal mais adequado foi triado para uso como fontes não convencionais de nutrientes para produção de celulose de Rhodococcus sp. MI 2. Utilizou-se um meio SH ou meio sintético como meio convencional ou de controle. Cha-poo (Piper sarmentosum Roxb.) e batata-doce (Ipomoea batatas Lam.) foram 2 dos 14 extratos vegetais escolhidos como suplementos do meio. Rhodococcus sp. MI 2 deu o maior rendimento de celulose em um meio suplementado com extrato de Cha-poo. As condições ótimas de cultivo no meio suplementado com extrato de Cha-poo em temperatura ambiente (25 ºC) em condição estática foram 5% (v v-1) do tamanho do inóculo, um período de 6 dias de incubação, pH 3, 3% de sacarose, e 0,5% (NH4) 2SO4. O rendimento de celulose no meio suplementado com extrato de Cha-poo foi aumentado cerca de 3 vezes (6,83 g L-1 durante 6 dias), maior do que o obtido antes da otimização (2,39 g L-1 durante 6 dias). O meio suplementado com extrato de Cha-poo custou um quarto (0,5 USD L-1 de meio) do meio SH (1,9 USD L-1 de meio). A estrutura das microfibrilas de celulose produzidas por Rhodococcus sp. MI 2 em meio suplementado com extrato de Cha-poo, observado por MEV, apresentou fibrilas maiores e menos congestionadas do que aquelas produzidas no meio suplementado com extrato de batata-doce. Além disso, as microfibrilas do primeiro possuíam muitos nós em forma de colmeia, enquanto os do último tinham um aspecto tipo manto ao redor das fibras.

A purple non-sulfur bacterium producing polyhydroxybutyrate and the conserved region of pha synthase gene / Bactéria púrpura não sulfurosa produtora de polihidroxibutirato e a região conservada do gene pha sintase

This study aimed to screen purple non-sulfur bacteria capable of accumulating granules or polyhydroxybutyrate (PHB) inside the cells, identify the potent strain, assay the enzyme or PHA synthase, and compare the PHB synthase gene with that of related strains. A total of 58 strains of purple non-sulfur bacteria were isolated from 108 samples of chicken feces in the chicken-egg farm of the Department of Animal Science, Faculty of Natural Resources at Prince of Songkla University, Hat Yai, Thailand. After cultivating the bacteria in glutamate malate (GM) medium without added glutamic acid under light (3,000 Lux) at 35oC for 5 days, the intracellular biopolymer granules of the bacteria were observed by using a Confocal Laser Scanning Microscope (CLSM) with excitation and emission wavelength of 530 and 605 nm, respectively. Gas chromatography (GC) was carried out for quantitative analysis of PHB. There were five strains, CH12, CH52, CH72, CH90 and CH92, showed biopolymer granules under CLSM, and accumulated PHB 5, 1.7, 1.5, 1.4 and 1.8% (w w-1) of the cell dry weight (CDW), respectively. The 16S rDNA sequence analysis of CH12 strain showed a high homology of 100% correlation to that of Rhodopseudomonas palustris strain NCIB8288. Regarding the taxonomic characteristics and 16S rDNA sequence analysis, CH12 strain was identified as Rps. palustris NCIB8288. The PHA synthase activity of the crude extract from CH12 strain was 25 units/mL. The conserved regions could be aligned and selected among 5 strains of Rhodopseudomonas palustris (strains BisA53, TIE-1, CGA009, HaA2 and BisB18). The purified PCR product was obtained for further studies.

Este estudo teve como objetivo rastrear bactérias púrpuras não sulfurosas capazes de acumular grânulos ou polihidroxibutirato (PHB) dentro das células, identificar a estirpe potente, ensaiar a enzima ou PHA sintaxe, e comparar com o gene PHB sintase com aquele de estirpes relacionadas. Um total de 58 estirpes de bactérias púrpuras não sulfurosas foram isoladas a partir de 108 amostras de fezes de galinhas na granja produtora de ovos do Departamento de Ciência Animal, Faculdade de Recursos Naturais da Universidade Prince of Songkla, Hat Yai, Tailândia. Depois de cultivar as bactérias em um substrato de glutamato/malato (GM), sem ácido glutâmico adicionado, sob luz (3000 lux) a 35 ºC durante 5 dias, os grânulos de biopolímeros intracelulares das bactérias foram observados utilizando um microscópio confocal (do inglês Confocal Laser Scanning Microscope - CLSM) com comprimentos de onda de excitação e emissão de 530 e 605 nm, respectivamente. A cromatografia gasosa (do inglês Gas chromatography - GC) foi realizada para uma análise quantitativa de PHB. Havia 5 estirpes, CH12, CH52, CH72, CH90 e CH92, que mostraram grânulos biopoliméricos quando submetidos ao CLSM, e PHB-5 acumulado de 1.7, 1.5, 1.4 and 1.8% (w w-1) do peso celular seco (do inglês cell dry weight - CDW), respectivamente. A análise da sequência do rDNA 16S da estirpe CH12 demonstrou uma alta correlação de homologia de 100% para aquela da estirpe NCIB8288 da Rhodopseudomonas palustris. Em relação às características taxonômicas e da análise da sequência do rDNA 16S, a estirpe CH12 foi identificada como Rps. palustris NCIB8288. A atividade da PHA sintase do extrato bruto da estirpe CH12 foi de 25 unidades/mL. As regiões conservadas puderam ser alinhadas e selecionadas entre 5 estirpes de Rhodopseudomonas palustris (BisA53, TIE-1, CGA009, HaA2 e BisB18). O produto purificado da reação em cadeia da polimerase - PCR foi obtido para estudos futuros.